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如何走向智能制造之路

作者: DANBACH 時間:2017-02-17 來源:丹巴赫機器人
摘要:近年來,為了應(yīng)對全球性金融危機和經(jīng)濟不景氣的挑戰(zhàn)以及新一輪工業(yè)革命帶來的機遇,西方發(fā)達(dá)國家紛紛提出了發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)的國家戰(zhàn)略,其中美國于2012年2月發(fā)布了《先進(jìn)制造業(yè)...

  
     近年來,為了應(yīng)對全球性金融危機和經(jīng)濟不景氣的挑戰(zhàn)以及新輪工業(yè)革命帶來的機遇,西方發(fā)達(dá)紛紛提出了發(fā)展前衛(wèi)制造業(yè)的戰(zhàn)略,其中美于2012年2月發(fā)布了《前衛(wèi)制造業(yè)戰(zhàn)略計劃》,德在2013年4月推出了《德工業(yè)4.0戰(zhàn)略》,英也于2013年10月推出了《英工業(yè)2050戰(zhàn)略》。在我,為了適應(yīng)內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展新常態(tài),把握新輪工業(yè)革命帶來的改革發(fā)展機遇期,政府也適時提出了《中制造2025》的發(fā)展戰(zhàn)略,并先后出臺了《積推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)”行動的指導(dǎo)意見》、《深化制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展的指導(dǎo)意見》等系列政策,明確提出以創(chuàng)新驅(qū)動、融合發(fā)展為主線,以推進(jìn)智能制造為主攻方向的中制造業(yè)轉(zhuǎn)型升指導(dǎo)思想。作為中制造2025與德工業(yè)4.0、美工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的交匯點,智能制造正在被內(nèi)外產(chǎn)學(xué)研各界廣泛熱議和深入探討。那么,具體到企業(yè)實施層面,智能制造究竟該如何推進(jìn)呢?答案也許是應(yīng)走出條以工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ),以數(shù)據(jù)采集利用為手段,以管理創(chuàng)新為核心,以精益化和柔性化制造為目標(biāo),以集成和協(xié)同為方向的智能制造之路。
  1.部署工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)
  目前,自動化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的設(shè)備技術(shù)改造路線已經(jīng)得到普遍認(rèn)同。對于內(nèi)制造企業(yè)而言,設(shè)備的自動化和數(shù)字化水平雖然已初步具備了定的基礎(chǔ),但是絕大多數(shù)為單機使用,同時對于設(shè)備數(shù)據(jù)也沒有加以采集和利用。
  面對這現(xiàn)狀,企業(yè)先需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化改造,包括充分利用數(shù)字化設(shè)備的通信接口、在自動化設(shè)備上加裝傳感器和控制器,并因地制宜地利用有線或無線網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù),建設(shè)覆蓋全工序全流程以及各類生產(chǎn)、檢測、物流設(shè)備的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),充分采集制造過程中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)和圖像信息,從而為設(shè)備的集中監(jiān)視、遠(yuǎn)程控制、協(xié)同制造創(chuàng)造條件。
  另外,對于生產(chǎn)過程中的物流管理,可考慮采用條碼識別或集中供料、自動計量的方式采集原輔材料及在制品的實時用量和庫存數(shù)據(jù),以便在精益生產(chǎn)管理過程中實現(xiàn)生產(chǎn)全過程中物料的“JIT”精準(zhǔn)供應(yīng)和實時的成本核算。
  2.打通信息縱向通道
  目前內(nèi)制造企業(yè)已普遍應(yīng)用了財務(wù)管理軟件,ERP(企業(yè)資源管理系統(tǒng))和OA(自動化辦公系統(tǒng))也得到了定的推廣和普及。但產(chǎn)品和工藝設(shè)計、生產(chǎn)制造、設(shè)備管理、倉儲物流管理、質(zhì)量管理等方面的信息化應(yīng)用尚未普及,也沒有充分打通設(shè)備監(jiān)控與操作層、生產(chǎn)運營管控層、企業(yè)經(jīng)營決策層之間的信息流轉(zhuǎn)通道,大量數(shù)據(jù)沒有得到有效地收集和開發(fā)利用、信息傳遞不及時,現(xiàn)場管理主要依靠管理人員的經(jīng)驗,管理水平還遠(yuǎn)未達(dá)到數(shù)字化、科學(xué)化和精細(xì)化的程度。
  對此,企業(yè)需要在設(shè)備聯(lián)網(wǎng)改造的基礎(chǔ)之上,在監(jiān)控操作層開發(fā)部署DCS(分布式控制系統(tǒng))、SCADA(數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng))、APC(前衛(wèi)控制系統(tǒng))等工業(yè)控制系統(tǒng);在生產(chǎn)運營層開發(fā)部署MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))、APS(高計劃與排程系統(tǒng))、EM(設(shè)備管理系統(tǒng))、CAD/CAE/CAPP(計算機輔助設(shè)計/工程/工藝規(guī)劃)、PLM/PDM(產(chǎn)品生命周期/產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理)、LIMS(質(zhì)量管理系統(tǒng))、WMS(倉儲管理系統(tǒng))等信息化系統(tǒng);在經(jīng)營決策層部署ERP、SCM(供應(yīng)鏈管理)、CRM(客戶關(guān)系管理)等系統(tǒng)。并通過數(shù)據(jù)接口、中間件、數(shù)據(jù)總線、ESB(企業(yè)服務(wù)總線)等實現(xiàn)從設(shè)備層直到?jīng)Q策層的集成,消除信息孤島,確保對企業(yè)大數(shù)據(jù)進(jìn)行充分加工和利用,從而構(gòu)建數(shù)字化工廠。
  3.導(dǎo)入前衛(wèi)管理理念
  導(dǎo)入前衛(wèi)管理理念,是為了提升全工序的集成化、精益化、柔性化的制造能力。
  采取實施設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化改造、提高數(shù)據(jù)自動采集率、部署工業(yè)軟件、開展物理系統(tǒng)與信息系統(tǒng)的集成等措施的終目的,并不僅僅是為了提高生產(chǎn)自動化水平,實現(xiàn)機器替代人,而是以優(yōu)化生產(chǎn)節(jié)拍、提高生產(chǎn)效率、降低庫存、控制成本浪費、提升產(chǎn)品質(zhì)量為核心,全面推行精益生產(chǎn)等前衛(wèi)管理理念,提升全工序的集成化、精益化、柔性化制造能力。
  導(dǎo)入前衛(wèi)管理理念,包括借助APS前衛(wèi)排程模型優(yōu)化生產(chǎn)計劃和調(diào)度管理,解決以往生產(chǎn)組織粗放管理、生產(chǎn)計劃柔性不足等問題;利用從設(shè)備上直接采集的數(shù)據(jù)實時監(jiān)控生產(chǎn)進(jìn)度和設(shè)備狀態(tài);通過對設(shè)備實時的工藝參數(shù)進(jìn)行CPK(工序能力指數(shù))計算和分析,開展統(tǒng)計過程控制,從源頭控制產(chǎn)品質(zhì)量、預(yù)防不合格品產(chǎn)生;利用條碼、二維碼、RFID等技術(shù)提高原材料在各個環(huán)節(jié)的信息采集效率,為生產(chǎn)組織、物流管理、成本核算等提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù);基于實時采集的數(shù)據(jù),開展OEE(設(shè)備綜合效率)分析,更地開展IE(工業(yè)工程)管理,實施“人機料法環(huán)”全面的生產(chǎn)過程優(yōu)化等。
  4.整合企業(yè)內(nèi)外部資源
  對于企業(yè)而言,整合企業(yè)內(nèi)外部資源,就是要借助前衛(wèi)的技術(shù)實現(xiàn)價值網(wǎng)絡(luò)上的集成和協(xié)同,讓生產(chǎn)根據(jù)市場需求的調(diào)整而調(diào)整。
  智能制造的核心在于借助CPS信息物理系統(tǒng),充分運用自動化、信息化、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等前衛(wèi)技術(shù),把企業(yè)的設(shè)備、生產(chǎn)線、物料、員工、供應(yīng)商及客戶緊密聯(lián)系在起,把數(shù)據(jù)作為種新型的生產(chǎn)要素進(jìn)行全面管理和深化應(yīng)用,全面推進(jìn)業(yè)務(wù)流、資金流、物流中信息的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化的發(fā)展,并不斷提升從數(shù)據(jù)到信息再到知識全過程的自動化采集、處理、分析和利用的水平,從而優(yōu)化企業(yè)資源配置、提高管理效率、提升企業(yè)競爭力,為客戶提供差異化、端到端的生產(chǎn)和服務(wù)。
  5.以管理創(chuàng)新為核心
  智能制造是信息化與工業(yè)化的深度融合,它不僅是前衛(wèi)的IT、OT等技術(shù)的引進(jìn)和創(chuàng)新,更是企業(yè)管理的創(chuàng)新和模式的創(chuàng)新?;仡櫢母镩_放三十年來內(nèi)制造企業(yè)的轉(zhuǎn)型升之路,應(yīng)該說自動化、信息化建設(shè)得到了快速發(fā)展,但從全球市場競爭來看,仍然存在高端產(chǎn)能不足、中端產(chǎn)能過剩、低端產(chǎn)能競爭優(yōu)勢減弱等問題,單純強調(diào)技術(shù)而忽視管理可能是其中的原因之。因此,智能制造應(yīng)以技術(shù)創(chuàng)新為基礎(chǔ),以管理創(chuàng)新為核心。
  例如,當(dāng)前大量企業(yè)都部署應(yīng)用了ERP系統(tǒng),但真正能夠借助該系統(tǒng)實現(xiàn)企業(yè)業(yè)務(wù)整合、資源配置優(yōu)化的并不多見。究其原因,主要在于多數(shù)企業(yè)僅僅把ERP看作個信息化工具加以應(yīng)用,而沒有真正理解蘊含其中的流程化管理思想。系統(tǒng)導(dǎo)入前沒有進(jìn)行充分的業(yè)務(wù)流程優(yōu)化或業(yè)務(wù)流程再造,僅僅基于現(xiàn)實的做法用電子化手段代替了原來的人工錄入、審批和統(tǒng)計等工作,在整個業(yè)務(wù)流程上部門間的壁壘沒有被徹底打破,不增值、冗余的流程環(huán)節(jié)依然存在,流程本身的效率并沒有得到充分優(yōu)化和提升。
  
  總體來看,企業(yè)應(yīng)立足自身的戰(zhàn)略規(guī)劃和布局,結(jié)合行業(yè)特點和自身現(xiàn)狀,統(tǒng)籌考慮軟件與硬件、技術(shù)與管理、信息化與工業(yè)化等手段,穩(wěn)步推進(jìn)自身的智能制造建設(shè),逐步提升自身的綜合競爭力。

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