在制造業(yè)中,智能制造是制造自動化的發(fā)展方向,在制造業(yè)的很多環(huán)節(jié)都應用到了智能制造技術。產(chǎn)品性能的完善及其機構的復雜化、精細化以及功能的多樣化促使智能制造的推行,產(chǎn)品所包含的設計信息和工藝信息量猛增,隨之生產(chǎn)線和生產(chǎn)設備內(nèi)部的信息流量增加,制造過程和管理工作的信息量也必然劇增,因而促使制造技術發(fā)展的熱點與前沿轉(zhuǎn)向了提高制造系統(tǒng)對于制造信息的處理能力、效率及規(guī)模上,因此,很多企業(yè)就系統(tǒng)跟隨智能制造的風潮,改善企業(yè)的經(jīng)營。 那么,具體到企業(yè)實施層面,智能制造究竟該如何推進呢?答案也許是應走出一條以工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)為基礎,以數(shù)據(jù)采集利用為手段,以管理創(chuàng)新為核心,以精益化和柔性化制造為目標,以集成和協(xié)同為方向的智能制造之路。 導入先進管理理念,是為了提升全工序的集成化、精益化、柔性化的制造能力。采取實施設備網(wǎng)絡化改造、提高數(shù)據(jù)自動采集率、部署工業(yè)軟件、開展物理系統(tǒng)與信息系統(tǒng)的集成等措施的最終目的,并不僅僅是為了提高生產(chǎn)自動化水平,實現(xiàn)機器替代人,而是以優(yōu)化生產(chǎn)節(jié)拍、提高生產(chǎn)效率、降低庫存、控制成本浪費、提升產(chǎn)品質(zhì)量為核心,全面推行精益生產(chǎn)等先進管理理念,提升全工序的集成化、精益化、柔性化制造能力。 導入先進管理理念,包括借助APS先進排程模型優(yōu)化生產(chǎn)計劃和調(diào)度管理,解決以往生產(chǎn)組織粗放管理、生產(chǎn)計劃柔性不足等問題;利用從設備上直接采集的數(shù)據(jù)實時監(jiān)控生產(chǎn)進度和設備狀態(tài);通過對設備實時的工藝參數(shù)進行CPK(工序能力指數(shù))計算和分析,開展統(tǒng)計過程控制,從源頭控制產(chǎn)品質(zhì)量、預防不合格品產(chǎn)生;利用條碼、二維碼、RFID等技術提高原材料在各個環(huán)節(jié)的信息采集效率,為生產(chǎn)組織、物流管理、成本核算等提供精準的數(shù)據(jù);基于實時采集的數(shù)據(jù),開展OEE(設備綜合效率)分析,更精確地開展IE(工業(yè)工程)管理,實施“人機料法環(huán)”全面的生產(chǎn)過程優(yōu)化等。 對于企業(yè)而言,整合企業(yè)內(nèi)外部資源,就是要借助先進的技術實現(xiàn)價值網(wǎng)絡上的集成和協(xié)同,讓生產(chǎn)根據(jù)市場需求的調(diào)整而調(diào)整。 智能制造的核心在于借助CPS信息物理系統(tǒng),充分運用自動化、信息化、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等先進技術,把企業(yè)的設備、生產(chǎn)線、物料、員工、供應商及客戶緊密聯(lián)系在一起,把數(shù)據(jù)作為一種新型的生產(chǎn)要素進行全面管理和深化應用,全面推進業(yè)務流、資金流、物流中信息的數(shù)字化、網(wǎng)絡化、集成化的發(fā)展,并不斷提升從數(shù)據(jù)到信息再到知識全過程的自動化采集、處理、分析和利用的水平,從而優(yōu)化企業(yè)資源配置、提高管理效率、提升企業(yè)競爭力,為客戶提供差異化、端到端的生產(chǎn)和服務。 目前,自動化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化的設備技術改造路線已經(jīng)得到普遍認同。對于國內(nèi)制造企業(yè)而言,設備的自動化和數(shù)字化水平雖然已初步具備了一定的基礎,但是絕大多數(shù)為單機使用,同時對于設備數(shù)據(jù)也沒有加以采集和利用。 面對這一現(xiàn)狀,企業(yè)首先需要進行網(wǎng)絡化改造,包括充分利用數(shù)字化設備的通信接口、在自動化設備上加裝傳感器和控制器,并因地制宜地利用有線或無線網(wǎng)絡接入技術,建設覆蓋全工序全流程以及各類生產(chǎn)、檢測、物流設備的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),充分采集制造過程中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)和圖像信息,從而為設備的集中監(jiān)視、遠程控制、協(xié)同制造創(chuàng)造條件。
另外,對于生產(chǎn)過程中的物流管理,可考慮采用條碼識別或集中供料、自動計量的方式采集原輔材料及在制品的實時用量和庫存數(shù)據(jù),以便在精益生產(chǎn)管理過程中實現(xiàn)生產(chǎn)全過程中物料的“JIT”精準供應和實時的成本核算。 目前國內(nèi)制造企業(yè)已普遍應用了財務管理軟件,ERP(企業(yè)資源管理系統(tǒng))和OA(自動化辦公系統(tǒng))也得到了一定的推廣和普及。但產(chǎn)品和工藝設計、生產(chǎn)制造、設備管理、倉儲物流管理、質(zhì)量管理等方面的信息化應用尚未普及,也沒有充分打通設備監(jiān)控與操作層、生產(chǎn)運營管控層、企業(yè)經(jīng)營決策層之間的信息流轉(zhuǎn)通道,大量數(shù)據(jù)沒有得到有效地收集和開發(fā)利用、信息傳遞不及時,現(xiàn)場管理主要依靠管理人員的經(jīng)驗,管理水平還遠未達到數(shù)字化、科學化和精細化的程度。 對此,企業(yè)需要在設備聯(lián)網(wǎng)改造的基礎之上,在監(jiān)控操作層開發(fā)部署DCS(分布式控制系統(tǒng))、SCADA(數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng))、APC(先進控制系統(tǒng))等工業(yè)控制系統(tǒng);在生產(chǎn)運營層開發(fā)部署MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))、APS(高級計劃與排程系統(tǒng))、EM(設備管理系統(tǒng))、CAD/CAE/CAPP(計算機輔助設計/工程/工藝規(guī)劃)、PLM/PDM(產(chǎn)品生命周期/產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理)、LIMS(質(zhì)量管理系統(tǒng))、WMS(倉儲管理系統(tǒng))等信息化系統(tǒng);在經(jīng)營決策層部署ERP、SCM(供應鏈管理)、CRM(客戶關系管理)等系統(tǒng)。并通過數(shù)據(jù)接口、中間件、數(shù)據(jù)總線、ESB(企業(yè)服務總線)等實現(xiàn)從設備層一直到?jīng)Q策層的集成,消除信息孤島,確保對企業(yè)大數(shù)據(jù)進行充分加工和利用,從而構建數(shù)字化工廠。 智能制造是信息化與工業(yè)化的深度融合,它不僅是先進的IT、OT等技術的引進和創(chuàng)新,更是企業(yè)管理的創(chuàng)新和模式的創(chuàng)新?;仡櫢母镩_放三十年來國內(nèi)制造企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級之路,應該說自動化、信息化建設得到了快速發(fā)展,但從全球市場競爭來看,仍然存在高端產(chǎn)能不足、中端產(chǎn)能過剩、低端產(chǎn)能競爭優(yōu)勢減弱等問題,單純強調(diào)技術而忽視管理可能是其中的原因之一。因此,智能制造應以技術創(chuàng)新為基礎,以管理創(chuàng)新為核心。 總體來看,智能制造技術已成為世界制造業(yè)發(fā)展的客觀趨勢,智能制造不僅僅是單一的先進設備和技術,而是新模式的轉(zhuǎn)變。智能制造是高效靈活的生產(chǎn)模式、產(chǎn)業(yè)鏈有效整合,企業(yè)應立足自身的戰(zhàn)略規(guī)劃和布局,結合行業(yè)特點和自身現(xiàn)狀,統(tǒng)籌考慮軟件與硬件、技術與管理、信息化與工業(yè)化等手段,穩(wěn)步推進自身的智能制造建設,逐步提升自身的綜合競爭力。
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