“忽如一夜春風(fēng)來,千樹萬樹梨花開”。隨著近一年來中央和各地方政府對(duì)智能制造建設(shè)大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)和科研基金投入,為智能制造發(fā)展注入了強(qiáng)大的動(dòng)力和資源,上海、天津、珠三角等地紛紛出臺(tái)了有關(guān)智能制造應(yīng)用工程的建設(shè)規(guī)劃,于是乎,一時(shí)間掀起了一股國內(nèi)智能制造工廠的建設(shè)熱潮。但實(shí)際上,無論是德國“工業(yè)4.0”,還是“中國制造2025”,圍繞智能制造這一目標(biāo),仍然存在著許多建設(shè)思路有待進(jìn)一步清晰的課題:如智能制造的標(biāo)準(zhǔn)是什么?精益生產(chǎn)如何與自動(dòng)化信息系統(tǒng)相融合?如何根據(jù)不同行業(yè)企業(yè)的特殊性來搭建信息模型?……,畢竟歸根到底,任何生產(chǎn)模式的改變都要服務(wù)于制造業(yè)的終極目標(biāo):即保證產(chǎn)品的高品質(zhì)、提高生產(chǎn)效率、降低制造成本。
本期,我們特別邀請到西門子(中國)有限公司執(zhí)行副總裁、數(shù)字化工廠集團(tuán)總經(jīng)理王海濱,及宜科(天津)電子有限公司副總經(jīng)理李虹,請他們分享對(duì)于智能制造工廠建設(shè)的看法和觀點(diǎn),期望為產(chǎn)業(yè)帶來有價(jià)值的訊息。
王海濱:智能工廠建設(shè)需圍繞制造業(yè)核心價(jià)值鏈
眾所周知,“工業(yè)4.0”的建設(shè)目標(biāo)即是智能化工廠,其中需要運(yùn)用到信息技術(shù)、傳感技術(shù)、執(zhí)行技術(shù)及各種各樣的通訊標(biāo)準(zhǔn)等等;同時(shí),這一建設(shè)過程還要求上游、下游、中游和廣大使用者之間要建立起一套廣泛認(rèn)同的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。但現(xiàn)在,大多數(shù)情況下很多制造業(yè)更多的是在局部單一企業(yè)內(nèi)部或者是幾個(gè)企業(yè)之間實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)工作,還不能把整個(gè)大環(huán)境的“孤島”串聯(lián)起來?!肮I(yè)4.0”的特征是生產(chǎn)自動(dòng)化不僅發(fā)生在車間制造現(xiàn)場,同時(shí)也發(fā)生在企業(yè)的研發(fā)流程、供應(yīng)鏈管理流程、質(zhì)量管控流程、生產(chǎn)訂單不同重要級(jí)訂單排序流程等等,即所有這些管理流程都需要實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化、智能化,并且形成從上到下、整體全流程、端到端的自動(dòng)化制造體系。
除了在企業(yè)內(nèi)部,對(duì)于產(chǎn)業(yè)鏈上、中、下游不同的分工企業(yè)來說,“工業(yè)4.0”的另一個(gè)特點(diǎn)是不同企業(yè)之間如何能夠在同一產(chǎn)業(yè)鏈上實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的共享,也就是我們談到的,借助云技術(shù)在云端進(jìn)行數(shù)據(jù)分享,這是智能化生產(chǎn)的又一個(gè)重要特征或表象。
西門子(中國)有限公司執(zhí)行副總裁、數(shù)字化工廠集團(tuán)總經(jīng)理王海濱
要建立智能化的生產(chǎn)工廠,首先需要針對(duì)制造業(yè)的價(jià)值鏈形成過程做分析。大致上,現(xiàn)階段制造業(yè)的核心價(jià)值鏈主要包括五個(gè)步驟:第一步是產(chǎn)品研發(fā);第二步是生產(chǎn)技術(shù)研發(fā);第三步是工廠建設(shè);第四步是工廠運(yùn)營;第五步是對(duì)產(chǎn)品以及工廠進(jìn)行生命周期的服務(wù)維護(hù)。因此,我們認(rèn)為,要構(gòu)建一個(gè)自動(dòng)化以及數(shù)字化工廠,需要為制造業(yè)用戶提供上述五個(gè)步驟中他們所需要用到的軟件、硬件和解決方案。西門子把電氣化、自動(dòng)化和數(shù)字化作為公司將來發(fā)展的核心,始終圍繞客戶的價(jià)值鏈,依照產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)技術(shù)、工廠建設(shè)、工廠運(yùn)營,以及產(chǎn)品和工廠服務(wù)維護(hù)這一流程,不斷完善自身產(chǎn)業(yè)鏈,幫助用戶提高生產(chǎn)力水平。
以流程工業(yè)和離散工業(yè)為例,離散工業(yè)相比流程工業(yè)應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)來提升生產(chǎn)力方面的實(shí)踐要走在前面一點(diǎn)。但總體上而言,離散工業(yè)和流程工業(yè)都是在用戶需求的驅(qū)動(dòng)下,采用先進(jìn)的數(shù)字技術(shù)來實(shí)現(xiàn)工廠各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)建設(shè)的最優(yōu)化。西門子數(shù)字化工廠的概念是在同一平臺(tái)上進(jìn)行生產(chǎn)信息的各方互動(dòng)(業(yè)主、設(shè)計(jì)院、集成商等),盡可能減少各方的溝通時(shí)間,通過數(shù)字化方案在一個(gè)統(tǒng)一的軟件平臺(tái)上加速現(xiàn)代化制造工廠的建設(shè)。
另一方面,智能化工廠建設(shè)的一個(gè)關(guān)鍵要素是一一“打通”,即從產(chǎn)品設(shè)計(jì)開始,所有設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù),以及生產(chǎn)線上的各種數(shù)據(jù)等都可以被用來作為產(chǎn)品質(zhì)量控制的依據(jù);并且所有產(chǎn)品的形狀、材料、顏色等都可以按照消費(fèi)者的需求實(shí)現(xiàn)定制化生產(chǎn),形成個(gè)性化的訂單,充分體現(xiàn)出智能工廠在生產(chǎn)靈活性、產(chǎn)品上市時(shí)間、生產(chǎn)效率以及研發(fā)周期方面的巨大優(yōu)勢。
李虹:智慧制造應(yīng)從頂層設(shè)計(jì)入手以生產(chǎn)過程的信息化落地
當(dāng)前,制造業(yè)領(lǐng)域正在進(jìn)行著一場轟轟烈烈的“智造革命”。然而,智能制造并不是對(duì)信息化等技術(shù)的簡單疊加運(yùn)用,它必須建立在全面的現(xiàn)場感知、數(shù)據(jù)采集和智能控制的基礎(chǔ)之上,而符合現(xiàn)場需求的優(yōu)質(zhì)自動(dòng)化元器件產(chǎn)品則是智能制造必不可少的重要設(shè)備。在核心器件部分,各類傳感器、編碼器、控制器、執(zhí)行器等等都是關(guān)鍵組成部分。
宜科(天津)電子有限公司副總經(jīng)理李虹
在宜科公司目前開發(fā)的產(chǎn)品中,編碼器包含工業(yè)增量編碼器、絕對(duì)值編碼器、專屬行業(yè)編碼器等多個(gè)類別,擁有多年的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)積累和眾多成功案例。此外,RFID技術(shù),特別是超高頻RFID,由于其具有優(yōu)異的長距離信息快速讀寫的技術(shù)優(yōu)勢,因而成為了支撐信息識(shí)別解決方案的主流元器件。宜科開發(fā)的系列RFID讀寫頭分別采用目前主流的超高頻和高頻射頻識(shí)別技術(shù),兩種技術(shù)優(yōu)勢互補(bǔ),實(shí)現(xiàn)了工業(yè)級(jí)可靠識(shí)別,兩個(gè)系列的讀寫頭均可通過總線網(wǎng)關(guān)模塊兼容工業(yè)現(xiàn)場總線,同時(shí)通過標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP或RS485接口直接與上位機(jī)連接,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)制造和信息管理的數(shù)據(jù)交換和追溯識(shí)別。
對(duì)于當(dāng)前著手實(shí)施或正在實(shí)施智能制造的企業(yè)而言,往往容易陷入局部改革的誤區(qū),認(rèn)為所謂轉(zhuǎn)型就是單純地引入機(jī)器人,至于哪個(gè)環(huán)節(jié)需要機(jī)器人、如何使機(jī)器人與已有設(shè)備協(xié)同配合等問題,他們并沒有考慮清楚,甚至有一些企業(yè)把“工業(yè)4.0”等同于局部的自動(dòng)化改造,導(dǎo)致實(shí)施的過程事倍功半,收效甚微。事實(shí)上,基于我國制造業(yè)的生產(chǎn)力發(fā)展水平,對(duì)自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行局部改造并不一定能夠發(fā)揮出真正的作用,我們應(yīng)該從智慧工廠的頂層設(shè)計(jì)入手,以生產(chǎn)過程的信息化落地。
首先,智能制造是一個(gè)戰(zhàn)略問題。企業(yè)管理者要根據(jù)自身的行業(yè)特點(diǎn)進(jìn)行方案設(shè)計(jì),要考慮到生產(chǎn)制造的縱向集成(工廠的執(zhí)行層到系統(tǒng)層的集成),同時(shí)也要將生產(chǎn)制造的橫向集成(從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)到推向市場)作為依據(jù),從這兩個(gè)維度去進(jìn)行整體方案的設(shè)計(jì),隨后再根據(jù)企業(yè)自身的實(shí)踐情況和預(yù)算,進(jìn)行一個(gè)長期的規(guī)劃。其次,智能制造是一個(gè)技術(shù)問題,要思考有哪些方法能夠?qū)嵤┻@個(gè)規(guī)劃。由于信息透明本身會(huì)帶來一定程度的效率提升,如果在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步籌劃升級(jí),將會(huì)帶來更大幅度的效率提升,進(jìn)而使生產(chǎn)過程走向智能化。再次,智能制造是一個(gè)管理問題。在生產(chǎn)過程信息化的過程中,管理者必須將設(shè)備、物料、產(chǎn)品以及生產(chǎn)線上的人工工位都管理起來,如此才能實(shí)現(xiàn)所有生產(chǎn)要素的全透明、可追溯。