一、簡(jiǎn)單回顧
通過前幾講的講解,我們對(duì)工業(yè)4.0的認(rèn)識(shí)趨于清晰。
第一講告訴我們,德國(guó)實(shí)施工業(yè)4.0戰(zhàn)略的根本目的是“確保德國(guó)制造業(yè)的未來”,聯(lián)想到中國(guó)制造2025的“實(shí)現(xiàn)制造業(yè)由大變強(qiáng)的歷史跨越”的戰(zhàn)略目標(biāo),實(shí)質(zhì)也是“確保中國(guó)制造業(yè)的未來”。具體到企業(yè),實(shí)施工業(yè)4.0戰(zhàn)略絕不是面子工程,也不是為了購(gòu)買多少最先進(jìn)的軟硬件,應(yīng)該是“以提質(zhì)增效為中心”,根本目的是“確保企業(yè)的未來”。因此,蘭光創(chuàng)新認(rèn)為,一切有利于“提質(zhì)增效”,一切有利于“確保企業(yè)未來“的戰(zhàn)略與措施,都是值得肯定的。
第二、三講重點(diǎn)分析了德國(guó)工業(yè)4.0、美國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、中國(guó)制造2025等不同戰(zhàn)略的戰(zhàn)略部署,我們可以看到這三個(gè)戰(zhàn)略是“不謀而合、異曲同工”,都是以“新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合為主線,以推進(jìn)智能制造為主攻方向”,也就是以CPS賽博物理系統(tǒng)為技術(shù)核心,實(shí)現(xiàn)智能制造的生產(chǎn)及服務(wù)模式。對(duì)于制造企業(yè)而言,“實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備與IT相融合”是CPS在企業(yè)中的具體應(yīng)用。通過對(duì)比分析,我們找到了企業(yè)實(shí)施工業(yè)4.0的最佳突破口,那就是通過生產(chǎn)設(shè)備的互聯(lián)互通(設(shè)備聯(lián)網(wǎng)/數(shù)據(jù)采集)、基于大數(shù)據(jù)分析的決策支持,并實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程智能化的管理與控制,建設(shè)中國(guó)特色的智能工廠。
第四講主要是探討了“人”在工業(yè)4.0戰(zhàn)略中的位置及意義,并強(qiáng)調(diào)指出,在企業(yè)的生產(chǎn)過程中,一定要通過培訓(xùn)、培養(yǎng),提高員工技能,通過合理組織工作、科學(xué)管理,人與機(jī)器、CPS等先進(jìn)技術(shù)相輔相成,共同實(shí)現(xiàn)“提質(zhì)增效”的目的。
下面我們結(jié)合這些結(jié)論與理念,進(jìn)一步探討如何打造具有中國(guó)特色的智能工廠。
二、智能工廠的建設(shè)原則
經(jīng)過深入研究工業(yè)4.0、中國(guó)制造2025等戰(zhàn)略,結(jié)合十多年數(shù)字化車間建設(shè)的經(jīng)驗(yàn),蘭光創(chuàng)新認(rèn)為,制造企業(yè)應(yīng)以中國(guó)制造2025為宗旨,以兩化深度融合為突破口,參考德國(guó)工業(yè)4.0中的智能工廠模式及美國(guó)GE工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)理念,結(jié)合企業(yè)實(shí)際情況,以人為本,建設(shè)“設(shè)備自動(dòng)化、人員高效化、管理信息化”的中國(guó)特色的智能工廠。
圖1 典型的智能工廠示意圖
1、智能工廠的實(shí)施廣度
我們可以參考德國(guó)工業(yè)4.0中對(duì)“智能工廠”的定義:重點(diǎn)研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程,以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn)。前半句“智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程”,是說除了包括智能化的機(jī)床、機(jī)器人等生產(chǎn)設(shè)施以外,還包括對(duì)生產(chǎn)過程的智能化管控,站在信息化的角度,就是智能化的MES制造執(zhí)行系統(tǒng)。而后半句:“以及網(wǎng)絡(luò)分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn)”,是指將生產(chǎn)所用的生產(chǎn)設(shè)施(如機(jī)床、熱處理設(shè)備、機(jī)器人、AGV、測(cè)量測(cè)試等各種數(shù)字化設(shè)備),進(jìn)行互聯(lián)互通、智能化的管理,實(shí)現(xiàn)信息化系統(tǒng)與物理系統(tǒng)的深度融合。目前很多企業(yè)實(shí)施的DNC/MDC(設(shè)備聯(lián)網(wǎng)、設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng))是其重要的基礎(chǔ)。
2、智能工廠的實(shí)施深度
按照工業(yè)4.0戰(zhàn)略的描述,理想狀態(tài)的智能制造是一種高度自動(dòng)化、高度信息化、高度網(wǎng)絡(luò)化的生產(chǎn)模式,工廠內(nèi)人、機(jī)、料自主協(xié)同,自組織、高效運(yùn)轉(zhuǎn);工廠間,通過端對(duì)端集成、橫向集成,實(shí)現(xiàn)了價(jià)值鏈的共享、協(xié)作,效率、成本、質(zhì)量、個(gè)性化都得到了質(zhì)的飛躍。
對(duì)于中國(guó)制造企業(yè)而言,現(xiàn)在恰逢“三期交疊”的困難期,企業(yè)希望既要符合工業(yè)4.0或者是中國(guó)制造2025的發(fā)展方向,又要投資小、見效快、確保成功率,如何在兩者之間平衡,是一個(gè)很現(xiàn)實(shí)、也很重要的問題。
蘭光創(chuàng)新認(rèn)為,在本次智能化制造的革命中,企業(yè)一定要“著眼長(zhǎng)遠(yuǎn)、立足當(dāng)下”。既要符合工業(yè)4.0 的理念,體現(xiàn)出其主要特點(diǎn),又要本著務(wù)實(shí)的原則實(shí)施工業(yè)4.0戰(zhàn)略。比如,要汲取以前CIMS實(shí)施的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn),不要過于理想化,不要過多強(qiáng)調(diào)自組織、自學(xué)習(xí)、自執(zhí)行等高難度的智能技術(shù),企業(yè)不是突破什么關(guān)鍵智能制造技術(shù)的研究單位,而是以創(chuàng)造效益為根本目的,要總體規(guī)劃、分步實(shí)施,以效益為驅(qū)動(dòng),確保成功率。在自動(dòng)化的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)信息化、網(wǎng)絡(luò)化,在管理方面深挖潛力,充分發(fā)揮人的作用,構(gòu)建具有適度智能的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、高效化、個(gè)性化的智能生產(chǎn)模式,切實(shí)做到明顯的“提質(zhì)增效”。并以量化為指標(biāo),循序漸進(jìn),全面提升企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。假如通過3年時(shí)間,能將設(shè)備利用率提高100%,蘭光創(chuàng)新認(rèn)為就極有可能“確保企業(yè)的未來”,這些作法就是符合工業(yè)4.0戰(zhàn)略思想的。
3、建設(shè)智能工廠要有全局的、系統(tǒng)的思想
最近,與制造企業(yè)進(jìn)行有關(guān)智能工廠方面的交流時(shí),看到生產(chǎn)效率與日本、歐美國(guó)家等發(fā)達(dá)國(guó)家的巨大差距后,很多管理者往往著急地說,我要再買些機(jī)器人加強(qiáng)自動(dòng)化,或者說我要加強(qiáng)考核,讓工人提高效率。
蘭光創(chuàng)新認(rèn)為,認(rèn)識(shí)到自己與別人的差距,并有決心去行動(dòng)、去改變,這是非常值得肯定的事情,但智能工廠是個(gè)系統(tǒng)工程,而不是從某個(gè)單一環(huán)節(jié)上就能解決的,光靠購(gòu)買大量的設(shè)備或者僅對(duì)工人加強(qiáng)管理,對(duì)整體而言效果是有限的。試想一下:
如果生產(chǎn)計(jì)劃都不準(zhǔn)確,排產(chǎn)結(jié)果都是延期的,你怎么能夠讓工人保證按期交貨?如果生產(chǎn)計(jì)劃都是不科學(xué)的,本身就存在大量的等待時(shí)間,企業(yè)又怎么能怪工人不努力?
生產(chǎn)過程中,操作工與刀具、物料等生產(chǎn)準(zhǔn)備人員本來就是并行協(xié)同的關(guān)系,如果一直延續(xù)以前串行的工作模式,出現(xiàn)“操作者很忙,機(jī)床很閑”的局面是在所難免的,單個(gè)工人身上已經(jīng)很難挖掘潛力了,必須從生產(chǎn)流程、組織管理上進(jìn)行優(yōu)化管理;
還比如,如果信息化系統(tǒng)與生產(chǎn)設(shè)備脫節(jié),不能充分發(fā)揮高端設(shè)備數(shù)字化通訊、自動(dòng)采集等方面的優(yōu)勢(shì),所有的工作還靠人工輸入,又怎么能保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性、客觀性?沒有這些數(shù)據(jù)的支撐,又怎么能及時(shí)獲知生產(chǎn)信息,及時(shí)作出科學(xué)的管理決策?
如果不能對(duì)物料、刀具、量具、夾具等生產(chǎn)資源進(jìn)行精益化的管控,不是積壓就是短缺,這種粗放型的管理又如何能保證生產(chǎn)效率的提升與成本的降低?
前面也講過,數(shù)據(jù)就是企業(yè)的財(cái)富,沒有良好的信息化管理系統(tǒng),沒有自動(dòng)化的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),沒有智能化的大數(shù)據(jù)分析,沒有形象直觀的展示系統(tǒng),這些數(shù)據(jù)就白白丟失掉了,企業(yè)永遠(yuǎn)只能處于憑經(jīng)驗(yàn)、拍腦袋的粗放型管理狀態(tài)。
蘭光創(chuàng)新認(rèn)為,企業(yè)在智能工廠建設(shè)時(shí)一定要從全局思考,打造一個(gè)全面的、有體系的智能工廠管理系統(tǒng),從各個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化、挖掘潛力,最大程度地提升企業(yè)的生產(chǎn)效率及管理水平。
三、從六個(gè)維度打造具有中國(guó)特色的智能工廠
如何打造中國(guó)特色的智能工廠?從哪幾個(gè)方面入手?智能做成什么程度?針對(duì)這些企業(yè)關(guān)心的問題,蘭光創(chuàng)新在領(lǐng)先的智能工廠整體解決方案的基礎(chǔ)上,結(jié)合工業(yè)4.0等先進(jìn)理念,在國(guó)內(nèi)首次提出了 “六維智能理論”,即要從6個(gè)維度的“智能”打造中國(guó)特色的智能工廠:智能計(jì)劃排產(chǎn)、智能生產(chǎn)過程協(xié)同、智能設(shè)備互聯(lián)互通、智能生產(chǎn)資源管控、智能質(zhì)量過程控制、智能大數(shù)據(jù)分析與決策支持。該理論分別從計(jì)劃源頭、過程協(xié)同、設(shè)備底層、資源優(yōu)化、質(zhì)量控制、決策支持等6個(gè)方面著手,實(shí)現(xiàn)全面的精細(xì)化、精準(zhǔn)化、自動(dòng)化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化的智能化管理與控制,既很好地符合了德國(guó)智能工廠的定義,又能與美國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、以及中國(guó)制造2025等理念完全吻合。
圖2 全模塊的蘭光智能工廠
圖3 “6維智能工廠”理論
2015年5月11日,信息化領(lǐng)域權(quán)威媒體《信息化周刊》以“中國(guó)版“智能工廠”什么樣”為題將該理論在頭版頭條刊出,一石激起千層浪,該文隨即被網(wǎng)易、新華網(wǎng)、工控網(wǎng)、環(huán)球網(wǎng)、中國(guó)信息產(chǎn)業(yè)網(wǎng)等數(shù)十家媒體進(jìn)行了轉(zhuǎn)載,并引發(fā)了業(yè)內(nèi)的強(qiáng)烈反響,被認(rèn)為對(duì)制造企業(yè)進(jìn)行智能工廠建設(shè),乃至對(duì)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制訂都具有非常重要的借鑒意義。
下面,簡(jiǎn)單地介紹一下這6個(gè)智能。
1、智能計(jì)劃排產(chǎn)
首先從計(jì)劃源頭上確保計(jì)劃的科學(xué)化、精準(zhǔn)化。通過集成,從
ERP等上游系統(tǒng)讀取主生產(chǎn)計(jì)劃后,利用APS進(jìn)行自動(dòng)排產(chǎn),按交貨期、精益生產(chǎn)、生產(chǎn)周期、最優(yōu)庫(kù)存、同一裝夾優(yōu)先、已投產(chǎn)訂單優(yōu)先等多種高級(jí)排產(chǎn)算法,自動(dòng)生成的生產(chǎn)計(jì)劃可準(zhǔn)確到每一道工序、每一臺(tái)設(shè)備、每一分鐘,并使交貨期最短、生產(chǎn)效率最高、生產(chǎn)最均衡化。這是對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行科學(xué)的源頭與基礎(chǔ)。
圖4 圖形化的JobDISPO APS高級(jí)排產(chǎn)
2、智能生產(chǎn)過程協(xié)同
為避免貴重的生產(chǎn)設(shè)備因操作工忙于找刀、找料、檢驗(yàn)等輔助工作而造成設(shè)備有效利用率低的情況,企業(yè)要從生產(chǎn)準(zhǔn)備過程上,實(shí)現(xiàn)物料、刀具、工裝、工藝等的并行協(xié)同準(zhǔn)備,實(shí)現(xiàn)車間級(jí)的協(xié)同制造,可明顯提升機(jī)床的有效利用率。
圖5 智能的生產(chǎn)過程協(xié)同
還比如,隨著3D模型的普及,在生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)以3D模型為載體的信息共享,將CATIA、PRO/E、NX等多種數(shù)據(jù)格式的3D圖形、工藝直接下發(fā)到現(xiàn)場(chǎng),做到生產(chǎn)過程的無紙化,也可明顯減少圖紙轉(zhuǎn)化與看圖的時(shí)間,提升工人的勞動(dòng)效率。
圖6 3D Viewstation可視化在智能制造中的應(yīng)用
3、智能的設(shè)備互聯(lián)互通
無論是工業(yè)4.0、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、還是中國(guó)制造2025,其實(shí)質(zhì)都是以CPS賽博物理系統(tǒng)為核心,通過信息化與生產(chǎn)設(shè)備等物理實(shí)體的深度融合,實(shí)現(xiàn)智能制造的生產(chǎn)模式。對(duì)企業(yè)來講,將那些貴重的數(shù)控設(shè)備、機(jī)器人、自動(dòng)化生產(chǎn)線等數(shù)字化設(shè)備,通過DNC/MDC的機(jī)床聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)采集、大數(shù)據(jù)分析、可視化展現(xiàn)、智能決策等功能,實(shí)現(xiàn)數(shù)字化生產(chǎn)設(shè)備的分布式網(wǎng)絡(luò)化通訊、程序集中管理、設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控等,就是CPS賽博物理系統(tǒng)在制造企業(yè)中最典型的體現(xiàn)。
圖7 DNC/MDC系統(tǒng)架構(gòu)圖
DNC是Distributed Numerical Control的簡(jiǎn)稱,意為分布式數(shù)字控制,國(guó)內(nèi)一般統(tǒng)稱為機(jī)床聯(lián)網(wǎng)。DNC系統(tǒng)通過一臺(tái)服務(wù)器可實(shí)現(xiàn)對(duì)所有數(shù)控設(shè)備的雙向并發(fā)通訊,支持Fanuc、Siemens、Heidenhain等上百種控制系統(tǒng),兼容RS232、422、485、TCP/IP、無線等各類通訊方式,具有遠(yuǎn)程通訊、強(qiáng)制上傳等常見功能,將數(shù)控設(shè)備納入整個(gè)IT系統(tǒng)進(jìn)行集群化管理。
管理學(xué)大師彼得•德魯克曾經(jīng)說過“你如果無法度量它,就無法管理它”,我們不僅需要通過DNC解決互聯(lián)的問題,更需要通過MDC(Manufacturing Data Collection,直譯為制造數(shù)據(jù)采集,俗稱為機(jī)床監(jiān)控)解決數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、透明化、量化管理的問題。
MDC通過一臺(tái)計(jì)算機(jī)可以同時(shí)自動(dòng)采集4096臺(tái)數(shù)控設(shè)備,兼容數(shù)控機(jī)床、熱處理設(shè)備(如熔煉、壓鑄、熱處理、涂裝等設(shè)備)、機(jī)器人、自動(dòng)化生產(chǎn)線等各類數(shù)字化設(shè)備,兼容西門子等所有機(jī)床控制系統(tǒng),以及三菱、歐姆龍等各類PLC的設(shè)備。
對(duì)高端帶網(wǎng)卡的機(jī)床,可直接采集到機(jī)床的實(shí)時(shí)狀態(tài)、程序信息、加工件數(shù)、轉(zhuǎn)速和進(jìn)給、報(bào)警信息等豐富的信息。并以形象直觀的圖形化界面進(jìn)行顯示,比如,綠色表示機(jī)床正在運(yùn)行,黃色表示機(jī)床開機(jī)沒干活,灰色表示沒開機(jī),紅色表示故障,鼠標(biāo)在機(jī)床圖形上一點(diǎn),相關(guān)的機(jī)床詳細(xì)信息就全部實(shí)時(shí)地顯示出來,實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程的透明化、量化管理。
圖8 MDC-Max設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控界面
如果要實(shí)現(xiàn)更逼真的顯示效果,可通過3D虛擬技術(shù)以立體的形式展現(xiàn)車間、設(shè)備、人體模型等,可以實(shí)現(xiàn)人體的行走、機(jī)床的放大縮小、設(shè)備信息的實(shí)時(shí)顯示等各種操作,給用戶一個(gè)更直觀、形象的展現(xiàn)。
圖9 蘭光3D可視化車間
4、智能生產(chǎn)資源管理
通過對(duì)生產(chǎn)資源(物料、刀具、量具、夾具等)進(jìn)行出入庫(kù)、查詢、盤點(diǎn)、報(bào)損、并行準(zhǔn)備、切削專家?guī)、統(tǒng)計(jì)分析等功能,有效地避免因生產(chǎn)資源的積壓與短缺,實(shí)現(xiàn)庫(kù)存的精益化管理,可最大程度地減少因生產(chǎn)資源不足帶來的生產(chǎn)延誤,也可避免因生產(chǎn)資源的積壓造成生產(chǎn)輔助成本的居高不下。
圖10 蘭光刀具管理模塊界面
5、智能質(zhì)量過程管控
除了對(duì)生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題進(jìn)行及時(shí)的處理,分析出規(guī)律,減少質(zhì)量問題的再次發(fā)生等技術(shù)手段以外,在生產(chǎn)過程中對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的制造過程參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的采集、及時(shí)的干預(yù),也是確保產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)重要手段。
通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的形式對(duì)熔煉、壓鑄、熱處理、涂裝等數(shù)字化設(shè)備進(jìn)行采集與管理,如采集設(shè)備基本狀態(tài),對(duì)各類工藝過程數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、動(dòng)態(tài)預(yù)警、過程記錄分析等功能,可實(shí)現(xiàn)對(duì)加工過程實(shí)時(shí)的、動(dòng)態(tài)的、嚴(yán)格的工藝控制,確保產(chǎn)品生產(chǎn)過程完全受控。
圖11 對(duì)熱處理設(shè)備生產(chǎn)參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控與及時(shí)處理
當(dāng)生產(chǎn)一段時(shí)間,質(zhì)量出現(xiàn)一定的規(guī)律時(shí),我們可以通過對(duì)工序過程的主要工藝參數(shù)與產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行綜合分析,為技術(shù)人員與管理人員進(jìn)行工藝改進(jìn)提供科學(xué)、量化的參考數(shù)據(jù),在以后的生產(chǎn)過程中,減少不好的參數(shù),確保最優(yōu)的生產(chǎn)參數(shù),從而保證產(chǎn)品的一致性與穩(wěn)定性。
6、智能決策支持
在整個(gè)生產(chǎn)過程中,系統(tǒng)運(yùn)行著大量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)以及設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),在蘭光創(chuàng)新的很多用戶里,企業(yè)一個(gè)車間一年的數(shù)據(jù)量就高10億條以上,這是一種真正的工業(yè)大數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)都是企業(yè)寶貴的財(cái)富。對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行深入的挖掘與分析,系統(tǒng)自動(dòng)生成各種直觀的統(tǒng)計(jì)、分析報(bào)表,如計(jì)劃制訂情況、計(jì)劃執(zhí)行情況、質(zhì)量情況、庫(kù)存情況、設(shè)備情況等,可為相關(guān)人員決策提供幫助。這種基于大數(shù)據(jù)分析的決策支持,可以很好地幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的高效生產(chǎn)模式。
圖12 基于大數(shù)據(jù)分析的智能決策支持報(bào)表
總之,通過以上6個(gè)方面智能的打造,可極大提升企業(yè)的計(jì)劃科學(xué)化、生產(chǎn)過程協(xié)同化、生產(chǎn)設(shè)備與信息化的深度融合,并通過基于大數(shù)據(jù)分析的決策支持對(duì)企業(yè)進(jìn)行透明化、量化的管理,可明顯提升企業(yè)的生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量,是一種很好的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的智能生產(chǎn)模式。
四、典型案例
蘭光創(chuàng)新一直致力于高端離散制造企業(yè)智能工廠的研發(fā)與建設(shè),在國(guó)內(nèi)有包括航天、航空、兵器、船舶、機(jī)車、汽車零部件、模具、機(jī)械制造等超過500多家用戶,是智能工廠的領(lǐng)航者與領(lǐng)先品牌。
下面舉幾個(gè)典型案例與大家分享。
1、寧夏共享集團(tuán)——多品種小批量生產(chǎn)模式
共享集團(tuán)始建于1966年,是寧夏50戶工業(yè)龍頭企業(yè)之一、出口創(chuàng)匯骨干企業(yè)和利稅大戶。企業(yè)同時(shí)也是國(guó)家級(jí)技術(shù)中心,近三年連續(xù)被評(píng)為中國(guó)機(jī)械工業(yè)企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力100強(qiáng)企業(yè),多次獲得美國(guó)通用電氣、西門子最佳供應(yīng)商。自1992年以來,連續(xù)十余年,在鑄造產(chǎn)品的行業(yè)評(píng)比中持續(xù)獲得第一名或金獎(jiǎng),是中國(guó)專業(yè)鑄造企業(yè)的排頭兵。
產(chǎn)品主要包括能源設(shè)備鑄件(燃?xì)廨啓C(jī)、蒸汽輪機(jī)、水力發(fā)電設(shè)備、核電設(shè)備等)、壓縮機(jī)鑄件、近海石油設(shè)備鑄件、造船設(shè)備鑄件、通用機(jī)械類鑄件,以及燃汽輪機(jī)、蒸汽輪機(jī)、風(fēng)力發(fā)電、重型機(jī)械、通用機(jī)械等的機(jī)械加工、裝配以及金屬模具制作等。
圖13 寧夏共享集團(tuán)——多品種小批量生產(chǎn)模式
經(jīng)過多年的信息化建設(shè),共享集團(tuán)已經(jīng)實(shí)施了
ERP、PDM、TDM等多個(gè)信息化系統(tǒng),為集團(tuán)經(jīng)濟(jì)效益的提升提供了強(qiáng)有力的保障。但是精工工廠、模具工廠等制造分廠,長(zhǎng)期以來還處于信息化“真空狀態(tài)”,嚴(yán)重地制約了企業(yè)的快速發(fā)展。
2012年,通過蘭光智能工廠(包括DNC/MDC/MES等產(chǎn)品)的成功實(shí)施,共享集團(tuán)建設(shè)了一套先進(jìn)、高效、實(shí)用、集成化的智能化
生產(chǎn)管理系統(tǒng)。通過與
ERP、TDM系統(tǒng)進(jìn)行無縫集成,打通了生產(chǎn)制造過程中的信息壁壘,主生產(chǎn)計(jì)劃自動(dòng)下發(fā)到MES系統(tǒng),車間計(jì)劃排產(chǎn)的情況和現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行進(jìn)度及時(shí)向上游系統(tǒng)反饋;利用全球頂尖的JobDISPO實(shí)現(xiàn)計(jì)劃的快速排產(chǎn),以可視化、透明化、圖形化的技術(shù)手段,為車間生產(chǎn)提供科學(xué)、可靠的生產(chǎn)計(jì)劃;通過直觀的能力平衡,完成對(duì)設(shè)備資源合理、均衡的調(diào)配,提高了生產(chǎn)計(jì)劃的準(zhǔn)確性和可執(zhí)行性;通過DNC/MDC實(shí)現(xiàn)了機(jī)床的網(wǎng)絡(luò)通訊、程序集中管理、設(shè)備數(shù)據(jù)自動(dòng)采集,并與計(jì)劃形成閉環(huán)管理。通過蘭光智能工廠系統(tǒng)的實(shí)施,企業(yè)的生產(chǎn)模式也由“推動(dòng)式”逐漸向“拉動(dòng)式”轉(zhuǎn)變,充分體現(xiàn)了蘭光智能工廠是實(shí)現(xiàn)“精益生產(chǎn)”的軟件載體的理念。
系統(tǒng)實(shí)施后,顯著地提高了企業(yè)生產(chǎn)效率,機(jī)床利用率提高了30%,產(chǎn)品的制造周期縮短25%以上。
2、青島海爾模具有限公司——單件生產(chǎn)模式
圖14 青島海爾模具有限公司——單件生產(chǎn)模式
青島海爾模具有限公司是模具行業(yè)龍頭企業(yè),為了響應(yīng)海爾集團(tuán)向“數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化”的“互聯(lián)工廠”轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略要求,最大程度地提升生產(chǎn)效率,降低對(duì)操作人員技能的要求,青島海爾模具公司于2013年成功地實(shí)施了蘭光CPS系統(tǒng)。該系統(tǒng)以生產(chǎn)設(shè)備為中心,用一臺(tái)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)了對(duì)上百臺(tái)數(shù)控設(shè)備的分布式聯(lián)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)了程序的自動(dòng)傳輸、集中管理、虛擬仿真,以及設(shè)備的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集。為減低設(shè)備等待時(shí)間與對(duì)人員的技能要求,通過信息化手段,實(shí)現(xiàn)了程序、刀具、夾具等并行準(zhǔn)備,以及計(jì)劃、技術(shù)文檔等信息的共享。設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備利用率、工作時(shí)間、故障信息在企業(yè)內(nèi)網(wǎng)實(shí)時(shí)發(fā)布,各部門響應(yīng)處理速度大幅度提高,明顯提升了企業(yè)的生產(chǎn)效率和競(jìng)爭(zhēng)力。
直接效益:
平均每天減少機(jī)臺(tái)準(zhǔn)備時(shí)間0.5小時(shí)/次,按照100臺(tái)設(shè)備計(jì)算,100臺(tái)×0.5小時(shí)×200元/小時(shí)×300天=300萬元。
間接效益:
加工程序、刀具參數(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)傳輸,效率明顯提升,節(jié)省了大量人力成本;
設(shè)備故障在線監(jiān)測(cè),實(shí)時(shí)的短信通知,提高維修響應(yīng)速度50%;
實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)協(xié)同準(zhǔn)備,減少設(shè)備的待機(jī)時(shí)間,有效提高當(dāng)日計(jì)劃完成率15%;
通過實(shí)時(shí)加工參數(shù)監(jiān)控,減少了違規(guī)操作,降低了廢品數(shù)量;
生產(chǎn)部計(jì)劃執(zhí)行的準(zhǔn)確性提升了20%以上;
企業(yè)的總體運(yùn)營(yíng)效率提高20%以上!
圖15 數(shù)字化工廠生產(chǎn)線一瞥
3、中信戴卡股份有限公司——大批量的離散制造模式
中信戴卡輪轂股份有限公司是全球最大的鋁合金車輪制造企業(yè),中國(guó)唯一進(jìn)入全球汽車零部件配套供應(yīng)商100強(qiáng)的中國(guó)企業(yè)。
自2013年11月開始,蘭光創(chuàng)新陸續(xù)為秦皇島戴卡、濱州戴卡、寧波戴卡、凱斯曼等成員企業(yè)實(shí)施了蘭光LPS系統(tǒng),通過先進(jìn)的生產(chǎn)過程數(shù)字化、精細(xì)化管理,以及設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)、采集、大數(shù)據(jù)分析、可視化展現(xiàn)、智能決策分析,實(shí)現(xiàn)了“工業(yè)自動(dòng)化”+“管理信息化”的高度融合,建成了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的智能工廠,取得明顯的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益,已經(jīng)成為了中國(guó)“兩化深度融合”的典范,也是工業(yè)4.0在中國(guó)制造企業(yè)很好的探索與實(shí)踐。
圖16 可視化的大屏幕
圖17 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況
其中,寧波戴卡項(xiàng)目在“Ofweek 2014工業(yè)自動(dòng)化研討會(huì)”上,獲得“2014年度最佳十大自動(dòng)化工程項(xiàng)目”。
本講重點(diǎn)探討了智能工廠的實(shí)施原則以及從哪些方面進(jìn)行建設(shè)具有中國(guó)特色的智能工廠,最后分別以不同生產(chǎn)類型的企業(yè)為例進(jìn)行了案例分享。
后面一講,也是本系列講座的最后一講,是“工業(yè)4.0常見的6個(gè)概念錯(cuò)誤,您占了幾個(gè)?”,希望通過對(duì)一些關(guān)鍵概念的解釋與闡述,幫助讀者進(jìn)一步準(zhǔn)確地理解工業(yè)4.0的相關(guān)概念。歡迎您的繼續(xù)關(guān)注!謝謝!
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