更好的質量、更低的成本和更及時的交貨期是企業(yè)永恒的追求目標,信息化和自動化已經成為普遍的共識。然而,全面信息化和全面自動化仍然不是智能工廠。
1. 信息化的優(yōu)勢與短板
記得很清楚,1995年開始推廣應用CAD,企業(yè)開始使用CAD軟件甩掉傳統(tǒng)的圖板,后來不少企業(yè)有了產品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)PDM、企業(yè)資源計劃系統(tǒng)ERP 等等,制造業(yè)信息化一度火熱。
信息化為企業(yè)的制造信息管理和資源規(guī)劃帶來了實時性和準確性。信息化也為實施精益生產創(chuàng)造了數(shù)據(jù)平臺。
然而,信息化也存在明顯的短板。由于多數(shù)原始信息是人為輸入的,采集點也有限,顯然,實時性和準確性仍然有局限性。有些甚至存在信息數(shù)據(jù)和實際數(shù)據(jù)較大差距的情況。
信息化短板的本質原因是信息數(shù)據(jù)與制造設備、物料等物理對象脫節(jié),沒有系統(tǒng)、實時地采集到制造過程物理對象的信息數(shù)據(jù)。
2.自動化的成效與缺憾
數(shù)控機床、加工中心、機器人、自動化生產線等裝備顯著提高了制造效率和制造質量,減少了工人。
如下圖所示,四臺數(shù)控機床配置 1臺可移動工業(yè)機器人,實現(xiàn)了四臺機床的自動上下料,同時,在車間配置AGV小車實現(xiàn)了物流自動化,可以減少3-5名工人。
上圖系統(tǒng)模型中,盡管有了機器人、AGV,實現(xiàn)柔性自動化,然而,缺少了與信息系統(tǒng)的互聯(lián)互通,由于物料到位和換型信息的及時性、準確性不理想等原因,單元設備的產能和柔性無法得到充分實現(xiàn)。
3.邁向智能工廠的策略
新一代信息技術的飛速發(fā)展給制造業(yè)帶來了前所未有的機遇。
工業(yè) 4.0的核心是通過建立一個信息物理系統(tǒng)(Cyber-Physical System, 簡稱 CPS 系統(tǒng)),實現(xiàn)人與機器的縱向集成、人與人的橫向集成和服務與服務的端到端集成,打造智能工廠,實現(xiàn)智能制造。因此,工業(yè) 4.0 的理念、方法和技術跨越了信息化和自動化的缺憾,實現(xiàn)了物理對象和信息數(shù)據(jù)的無縫連接。
如智能工廠模型示意圖所示,從設計生產到物流售后,全過程依托數(shù)據(jù)驅動和網絡運作,實現(xiàn)智能排產、智能制造執(zhí)行、智能設備使用、物料的智能化識別、人機交互的可視化、智能物流、制造質量追溯,全面提升質量、成本、交貨周期三大競爭力。
智能工廠建設是一項系統(tǒng)工程,根據(jù)企業(yè)的信息化、自動化和管理基礎,開展智能工廠的科學規(guī)劃和理性實施。
(1)制定企業(yè)發(fā)展的愿景規(guī)劃,明確產品質量和制造水平的新標桿。質量是品牌的關鍵,好品牌需要高產能快速占領市場,智能制造是實現(xiàn)好品牌和高產能的轉型之路。
(2)做好智能工廠建設投資規(guī)劃。FANUC公司20年前建立的伺服電機機器人裝配工廠案例告訴我們,需要放眼5-10年、甚至20年-30年的市場,做好智能制造的投資規(guī)劃。
(3)扎實推進精益生產,建立持續(xù)改進的制造環(huán)境。在精益設計和制造工藝創(chuàng)新的基礎上,優(yōu)化廠房布局設計、精益生產線設計、精益物流設計和精益質量管理體系。
(4)系統(tǒng)規(guī)劃智能工廠整體方案,以質量、成本、交貨期為目標,融合精益設計、精益生產、精益質量管理、智能裝備、工業(yè)互聯(lián)網的理念、方法和技術,結合現(xiàn)有信息化和自動化平臺的基礎,做好智能工廠布局、智能車間、智能生產線、智能物流以及物聯(lián)網等方案設計。
(5)做好智能工廠建設項目實施計劃和過程管理工作,充分發(fā)揮員工的智慧,在持續(xù)實踐中,逐步提升智能制造水平。
來源:智能制造裝備實驗室