更好的質(zhì)量、更低的成本和更及時(shí)的交貨期是企業(yè)永恒的追求目標,信息化和自動(dòng)化已經(jīng)成為普遍的共識。然而,全面信息化和全面自動(dòng)化仍然不是智能工廠(chǎng)。
1. 信息化的優(yōu)勢與短板
記得很清楚,1995年開(kāi)始推廣應用CAD,企業(yè)開(kāi)始使用CAD軟件甩掉傳統的圖板,后來(lái)不少企業(yè)有了產(chǎn)品數據管理系統PDM、企業(yè)資源計劃系統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劃帶來(lái)了實(shí)時(shí)性和準確性。信息化也為實(shí)施精益生產(chǎn)創(chuàng )造了數據平臺。
然而,信息化也存在明顯的短板。由于多數原始信息是人為輸入的,采集點(diǎn)也有限,顯然,實(shí)時(shí)性和準確性仍然有局限性。有些甚至存在信息數據和實(shí)際數據較大差距的情況。
信息化短板的本質(zhì)原因是信息數據與制造設備、物料等物理對象脫節,沒(méi)有系統、實(shí)時(shí)地采集到制造過(guò)程物理對象的信息數據。
2.自動(dòng)化的成效與缺憾
數控機床、加工中心、機器人、自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)等裝備顯著(zhù)提高了制造效率和制造質(zhì)量,減少了工人。
如下圖所示,四臺數控機床配置 1臺可移動(dòng)工業(yè)機器人,實(shí)現了四臺機床的自動(dòng)上下料,同時(shí),在車(chē)間配置AGV小車(chē)實(shí)現了物流自動(dòng)化,可以減少3-5名工人。
上圖系統模型中,盡管有了機器人、AGV,實(shí)現柔性自動(dòng)化,然而,缺少了與信息系統的互聯(lián)互通,由于物料到位和換型信息的及時(shí)性、準確性不理想等原因,單元設備的產(chǎn)能和柔性無(wú)法得到充分實(shí)現。
3.邁向智能工廠(chǎng)的策略
新一代信息技術(shù)的飛速發(fā)展給制造業(yè)帶來(lái)了前所未有的機遇。
工業(yè) 4.0的核心是通過(guò)建立一個(gè)信息物理系統(Cyber-Physical System, 簡(jiǎn)稱(chēng) CPS 系統),實(shí)現人與機器的縱向集成、人與人的橫向集成和服務(wù)與服務(wù)的端到端集成,打造智能工廠(chǎng),實(shí)現智能制造。因此,工業(yè) 4.0 的理念、方法和技術(shù)跨越了信息化和自動(dòng)化的缺憾,實(shí)現了物理對象和信息數據的無(wú)縫連接。
如智能工廠(chǎng)模型示意圖所示,從設計生產(chǎn)到物流售后,全過(guò)程依托數據驅動(dòng)和網(wǎng)絡(luò )運作,實(shí)現智能排產(chǎn)、智能制造執行、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(zhì)量追溯,全面提升質(zhì)量、成本、交貨周期三大競爭力。
智能工廠(chǎng)建設是一項系統工程,根據企業(yè)的信息化、自動(dòng)化和管理基礎,開(kāi)展智能工廠(chǎng)的科學(xué)規劃和理性實(shí)施。
(1)制定企業(yè)發(fā)展的愿景規劃,明確產(chǎn)品質(zhì)量和制造水平的新標桿。質(zhì)量是品牌的關(guān)鍵,好品牌需要高產(chǎn)能快速占領(lǐng)市場(chǎng),智能制造是實(shí)現好品牌和高產(chǎn)能的轉型之路。
(2)做好智能工廠(chǎng)建設投資規劃。FANUC公司20年前建立的伺服電機機器人裝配工廠(chǎng)案例告訴我們,需要放眼5-10年、甚至20年-30年的市場(chǎng),做好智能制造的投資規劃。
(3)扎實(shí)推進(jìn)精益生產(chǎn),建立持續改進(jìn)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(chǎng)房布局設計、精益生產(chǎn)線(xiàn)設計、精益物流設計和精益質(zhì)量管理體系。
(4)系統規劃智能工廠(chǎng)整體方案,以質(zhì)量、成本、交貨期為目標,融合精益設計、精益生產(chǎn)、精益質(zhì)量管理、智能裝備、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的理念、方法和技術(shù),結合現有信息化和自動(dòng)化平臺的基礎,做好智能工廠(chǎng)布局、智能車(chē)間、智能生產(chǎn)線(xiàn)、智能物流以及物聯(lián)網(wǎng)等方案設計。
(5)做好智能工廠(chǎng)建設項目實(shí)施計劃和過(guò)程管理工作,充分發(fā)揮員工的智慧,在持續實(shí)踐中,逐步提升智能制造水平。
來(lái)源:智能制造裝備實(shí)驗室