e-works總經(jīng)理黃培博士
一、從工業(yè)4.0到智能制造
圖1顯示了歷次工業(yè)革命發(fā)生的時間:1780年~1870年之間發(fā)生了第一次工業(yè)革命,1870年~1970年之間發(fā)生了第二次工業(yè)革命,前兩次工業(yè)革命已成為歷史。1970年~2030年是第三次工業(yè)革命的時間段,也是我們目前所處在的區(qū)間,第四次工業(yè)革命預(yù)計發(fā)生在2030年后,可見工業(yè)4.0其實(shí)屬于將來要發(fā)生的變革。
圖1 工業(yè)革命歷程圖
工業(yè)4.0的愿景,包括滿足用戶的個性化需求、靈活性、決策優(yōu)化、提高生產(chǎn)率和資源利用效率、通過新的服務(wù)創(chuàng)造價值、應(yīng)對勞動力市場的變化、實(shí)現(xiàn)工作與生活的平衡、高工資仍然有競爭力,這一切是以發(fā)達(dá)國家為背景提出的。
MES是實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0的樞紐,工業(yè)4.0,中國制造企業(yè)更多需要理性面對。目前來看,工業(yè)4.0仍然是一個將來時,必將是一次深遠(yuǎn)的產(chǎn)業(yè)革命。工業(yè)4.0的提出有深深的德國烙印,因?yàn)榈聡,包括歐洲國家在喪失了互聯(lián)網(wǎng)競爭優(yōu)勢的情況下,仍希望捍衛(wèi)其在制造領(lǐng)域的競爭優(yōu)勢。工業(yè)4.0實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)是高度的社會信息化、無縫的互聯(lián)、開放的標(biāo)準(zhǔn)等,需要做大量堅實(shí)的工作。有些企業(yè)應(yīng)用了大量的工業(yè)機(jī)器人、智能裝備,實(shí)現(xiàn)了一定程度的個性化定制,就認(rèn)為進(jìn)入了工業(yè)4.0時代,其實(shí)工業(yè)4.0到來之前仍需要做很多準(zhǔn)備工作,企業(yè)切勿盲目跟風(fēng)和炒作。
二、智能工廠發(fā)展的三個階段
自動化工廠:自動化生產(chǎn),采集生產(chǎn)的實(shí)時數(shù)據(jù),質(zhì)量保證;
數(shù)字化工廠:綜合的分析能力使決策更快速和更‘聰明’;
智能工廠:把現(xiàn)實(shí)世界中的資產(chǎn)、資源、基礎(chǔ)設(shè)施與數(shù)字化流程相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)分析及優(yōu)化。
智能制造通過工況在線感知(看)、智能決策與控制(想)、裝備自律執(zhí)行(做)大閉環(huán)過程,不斷提升裝備性能、增強(qiáng)自適應(yīng)能力,是高品質(zhì)復(fù)雜零件制造的必然選擇。
智能制造涵蓋了產(chǎn)品智能化、裝備智能化、車間智能化、工廠智能化和供應(yīng)鏈智能化五個發(fā)展方向。產(chǎn)品智能化包括實(shí)現(xiàn)自主決策、自適應(yīng)工況、人機(jī)交換和產(chǎn)品的個性化的定制與服務(wù);裝備的智能化,是將專家的知識和經(jīng)驗(yàn)融入感知、決策和執(zhí)行的環(huán)節(jié),賦予產(chǎn)品制造在線學(xué)習(xí)和知識進(jìn)化能力,比如在很多機(jī)械裝備中實(shí)現(xiàn)動態(tài)信息的制造。
圖2 車間智能化
車間智能化,表現(xiàn)為一個車間該生產(chǎn)什么,質(zhì)量如何管控,設(shè)備狀態(tài)如何,物料能否及時配送,是否有生產(chǎn)防錯系統(tǒng),作業(yè)指導(dǎo),什么時候進(jìn)行生產(chǎn)統(tǒng)計,產(chǎn)品能否及時發(fā)運(yùn)等等都可以實(shí)現(xiàn)全局的生產(chǎn)管控。
圖3 工廠智能化
工廠的智能化,包括實(shí)現(xiàn)智能的加工中心和生產(chǎn)線、智能化生產(chǎn)的管控、智能化的倉儲和物流,以及智能化生產(chǎn)的管控。當(dāng)然還要實(shí)現(xiàn)整個生產(chǎn)現(xiàn)場的智能控制,例如很多企業(yè)已經(jīng)應(yīng)用了自動化的倉庫,AGV無人引導(dǎo)的小車等。實(shí)現(xiàn)工廠智能化的過程需要重視人機(jī)互動。
三、推進(jìn)MES應(yīng)用,建立精益工廠
西門子安貝格工廠是全球第一家數(shù)字化的工廠,1990年建成,在25年時間里面員工沒有增長,還是1150名,產(chǎn)能增加了8倍,它是75%的生產(chǎn)作業(yè)自動化,每天采集的數(shù)據(jù)量超過5000萬個,這個工廠里面是非常的智能化,但同時也強(qiáng)調(diào)這個并不是追求100%的自動化。一個數(shù)字化的工廠或者一個智能工廠并不等于一個100%的無人工廠。
三星的工業(yè)化的實(shí)踐。三星實(shí)際上是把ERP作為革新的工具,提高格式化、高速化、效率化、靈活化,以實(shí)現(xiàn)全球化的經(jīng)營。有人覺得好像ERP已經(jīng)是過去時了,但在今天我們不僅要繼續(xù)重視ERP,而且依然要意識到它是整個企業(yè)運(yùn)作的一個起點(diǎn)。另外三星已經(jīng)通過與廠商之間的計劃共享來減少多余的庫存,通過預(yù)測需求,優(yōu)化零部件和成品的供求與庫存管理,強(qiáng)化上市時間管理。
德國工業(yè)4.0考察的體會:
實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0,需要高度的工業(yè)化、自動化基礎(chǔ),例如工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控、氣動、真空、運(yùn)動控制、伺服驅(qū)動等技術(shù)的應(yīng)用。
數(shù)據(jù)采集是實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0的先決條件,多種數(shù)據(jù)采集方式要結(jié)合起來。對老設(shè)備已經(jīng)可以解決數(shù)據(jù)采集的問題。
實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0的關(guān)鍵在于信息系統(tǒng)與底層自動化系統(tǒng)集成,在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)智能決策。
數(shù)字化工廠不等于無人工廠,產(chǎn)品配置越復(fù)雜,越需要人參與。
在數(shù)字化工廠當(dāng)中,工人更多地是處理異常情況,調(diào)整設(shè)備等。
工業(yè)4.0是一個企業(yè)發(fā)展與追求的目標(biāo)和長期的旅程。
四、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)
美國通用電氣認(rèn)為,工業(yè)化創(chuàng)造了無數(shù)的機(jī)器、設(shè)施和系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),是指讓這些機(jī)器和先進(jìn)的傳感器、控制和軟件應(yīng)用相連接,以提高生產(chǎn)效率、減少資源消耗。如果工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)如同當(dāng)今消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)那樣得到充分應(yīng)用,從現(xiàn)在到2030年,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將可能為中國經(jīng)濟(jì)帶來累計3萬億美元的GDP增量。
海爾的互聯(lián)工廠實(shí)踐
海爾佛山滾筒洗衣機(jī)工廠是一個互聯(lián)工廠,有三個特征:第一是 抓住用戶體驗(yàn),實(shí)現(xiàn)用戶個性定制可視化;第二是全流程實(shí)時互聯(lián),用戶、研發(fā)、供應(yīng)鏈、供應(yīng)商全過程實(shí)時互聯(lián)進(jìn)行整合;第三是實(shí)現(xiàn)自動化的生產(chǎn)和個性化的結(jié) 合,就是從原來為庫存生產(chǎn)變?yōu)闉橛脩魟?chuàng)造”。
采用高柔性的自動無人生產(chǎn)線,建成了行業(yè)首個精密裝配機(jī)器人社區(qū),徹底實(shí)現(xiàn)了“黑燈車間”。并且采用iMES全程訂單執(zhí)行管理系統(tǒng),裝配了200多個RFID,4300多個傳感器,60多個設(shè)備控制器,全面實(shí)現(xiàn)了機(jī)機(jī)互聯(lián)、機(jī)物互聯(lián)和人機(jī)互聯(lián),保證全球用戶都可批量定制和個性化定制洗衣機(jī)。
尚品宅配的個性化定制實(shí)踐
尚品宅配可以從款式設(shè)計到構(gòu)造尺寸的全方位個性定制。而其具有的高度智能化的生產(chǎn)加工控制系統(tǒng),也能滿足消費(fèi)者個性化定制所產(chǎn)生的 特殊尺寸與構(gòu)造板材的切削加工需求。同時通過其強(qiáng)大的3D設(shè)計軟件及云端設(shè)計資源整合能力,在設(shè)計端讓消費(fèi)者不僅能體驗(yàn)到單個的產(chǎn)品,還能體驗(yàn)整體家居設(shè)計。
五、關(guān)于e-works
e-works一直關(guān)注兩化融合的服務(wù),創(chuàng)始人是李培根院士, 13年來,e-works一直關(guān)注信息化,在門戶網(wǎng)站有60多萬的會員,發(fā)布了兩化融合評估體系,該體系已經(jīng)在很多企業(yè)全面應(yīng)用。 微信公眾號的也有3.6萬的用戶。每年會召開十幾場信息化領(lǐng)域的專業(yè)會議,有幾千家企業(yè)一起來參與。同時e-works的咨詢服務(wù)也非常的專業(yè),還建立了一個線上、線下幫助企業(yè)進(jìn)行選型的平臺以及專注于培訓(xùn)的平臺,所以e-works現(xiàn)在不僅是一個網(wǎng)站,是三網(wǎng)融合。e-works的CIO俱樂部現(xiàn)在已經(jīng)有3000多名CIO的加入,今年已經(jīng)在武漢、寧波、廈門、鎮(zhèn)江、昆明舉行了CIO沙龍,還將在國內(nèi)多個城市你舉辦CIO沙龍?傊,e-works將一如既往的重面向制作業(yè)提供各種信息化專業(yè)服務(wù)。
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