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智能制造的全球化之路
2017-08-10 08:06:51  作者:  来源:协同智造  
  •   目前,自动化、数字化、网络化、智能化的设备技术改造路线已经得到普遍认同。对于国内制造企业而言,设备的自动化和数字化水平虽然已初步具备了一定的基础,但是绝大多数为单机使用,同时对于设备数据也没有加以采集和利用。
    关键字: 智能制造

  在制造业中,智能制造是制造自动化的发展方向,在制造业的很多环节都应用到了智能制造技术。产品性能的完善及其机构的复杂化、精细化以及功能的多样化促使智能制造的推行,产品所包含的设计信息和工艺信息量猛增,随之生产线和生产设备内部的信息流量增加,制造过程和管理工作的信息量也必然剧增,因而促使制造技术发展的热点与前沿转向了提高制造系统对于制造信息的处理能力、效率及规模上,因此,很多企业就系统跟随智能制造的风潮,改善企业的经营。

  那么,具体到企业实施层面,智能制造究竟该如何推进呢?答案也许是应走出一条以工业物联网为基础,以数据采集利用为手段,以管理创新为核心,以精益化和柔性化制造为目标,以集成和协同为方向的智能制造之路。

  导入先进管理理念,是为了提升全工序的集成化、精益化、柔性化的制造能力。采取实施设备网络化改造、提高数据自动采集率、部署工业软件、开展物理系统与信息系统的集成等措施的最终目的,并不仅仅是为了提高生产自动化水平,实现机器替代人,而是以优化生产节拍、提高生产效率、降低库存、控制成本浪费、提升产品质量为核心,全面推行精益生产等先进管理理念,提升全工序的集成化、精益化、柔性化制造能力。

  导入先进管理理念,包括借助APS先进排程模型优化生产计划和调度管理,解决以往生产组织粗放管理、生产计划柔性不足等问题;利用从设备上直接采集的数据实时监控生产进度和设备状态;通过对设备实时的工艺参数进行CPK(工序能力指数)计算和分析,开展统计过程控制,从源头控制产品质量、预防不合格品产生;利用条码、二维码、RFID等技术提高原材料在各个环节的信息采集效率,为生产组织、物流管理、成本核算等提供精准的数据;基于实时采集的数据,开展OEE(设备综合效率)分析,更精确地开展IE(工业工程)管理,实施“人机料法环”全面的生产过程优化等。

  对于企业而言,整合企业内外部资源,就是要借助先进的技术实现价值网络上的集成和协同,让生产根据市场需求的调整而调整。

  智能制造的核心在于借助CPS信息物理系统,充分运用自动化、信息化、互联网、物联网、人工智能等先进技术,把企业的设备、生产线、物料、员工、供应商及客户紧密联系在一起,把数据作为一种新型的生产要素进行全面管理和深化应用,全面推进业务流、资金流、物流中信息的数字化、网络化、集成化的发展,并不断提升从数据到信息再到知识全过程的自动化采集、处理、分析和利用的水平,从而优化企业资源配置、提高管理效率、提升企业竞争力,为客户提供差异化、端到端的生产和服务。

  目前,自动化、数字化、网络化、智能化的设备技术改造路线已经得到普遍认同。对于国内制造企业而言,设备的自动化和数字化水平虽然已初步具备了一定的基础,但是绝大多数为单机使用,同时对于设备数据也没有加以采集和利用。

  面对这一现状,企业首先需要进行网络化改造,包括充分利用数字化设备的通信接口、在自动化设备上加装传感器和控制器,并因地制宜地利用有线或无线网络接入技术,建设覆盖全工序全流程以及各类生产、检测、物流设备的工业互联网,充分采集制造过程中产生的大量数据和图像信息,从而为设备的集中监视、远程控制、协同制造创造条件。

  另外,对于生产过程中的物流管理,可考虑采用条码识别或集中供料、自动计量的方式采集原辅材料及在制品的实时用量和库存数据,以便在精益生产管理过程中实现生产全过程中物料的“JIT”精准供应和实时的成本核算。

  目前国内制造企业已普遍应用了财务管理软件,ERP(企业资源管理系统)和OA(自动化办公系统)也得到了一定的推广和普及。但产品和工艺设计、生产制造、设备管理、仓储物流管理、质量管理等方面的信息化应用尚未普及,也没有充分打通设备监控与操作层、生产运营管控层、企业经营决策层之间的信息流转通道,大量数据没有得到有效地收集和开发利用、信息传递不及时,现场管理主要依靠管理人员的经验,管理水平还远未达到数字化、科学化和精细化的程度。

  对此,企业需要在设备联网改造的基础之上,在监控操作层开发部署DCS(分布式控制系统)、SCADA(数据采集与监视控制系统)、APC(先进控制系统)等工业控制系统;在生产运营层开发部署MES(制造执行系统)、APS(高级计划与排程系统)、EM(设备管理系统)、CAD/CAE/CAPP(计算机辅助设计/工程/工艺规划)、PLM/PDM(产品生命周期/产品数据管理)、LIMS(质量管理系统)、WMS(仓储管理系统)等信息化系统;在经营决策层部署ERP、SCM(供应链管理)、CRM(客户关系管理)等系统。并通过数据接口、中间件、数据总线、ESB(企业服务总线)等实现从设备层一直到决策层的集成,消除信息孤岛,确保对企业大数据进行充分加工和利用,从而构建数字化工厂。

  智能制造是信息化与工业化的深度融合,它不仅是先进的IT、OT等技术的引进和创新,更是企业管理的创新和模式的创新。回顾改革开放三十年来国内制造企业的转型升级之路,应该说自动化、信息化建设得到了快速发展,但从全球市场竞争来看,仍然存在高端产能不足、中端产能过剩、低端产能竞争优势减弱等问题,单纯强调技术而忽视管理可能是其中的原因之一。因此,智能制造应以技术创新为基础,以管理创新为核心。

  总体来看,智能制造技术已成为世界制造业发展的客观趋势,智能制造不仅仅是单一的先进设备和技术,而是新模式的转变。智能制造是高效灵活的生产模式、产业链有效整合,企业应立足自身的战略规划和布局,结合行业特点和自身现状,统筹考虑软件与硬件、技术与管理、信息化与工业化等手段,稳步推进自身的智能制造建设,逐步提升自身的综合竞争力。

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