在工業(yè)制造領(lǐng)域,我們經(jīng)常會使用“離散”和“過程”這樣的詞來描述各類行業(yè)應(yīng)用,比如:食品飲料的加工、石油天然氣...等行業(yè)常被稱為是過程行業(yè),而像汽車、家用電器、消費電子...等產(chǎn)品的制造,則一般被稱為是離散的。
那么,“離散”和“過程”之間的差別在哪里呢?我們應(yīng)該如何區(qū)分它們呢?
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本期,咱們就先來聊聊“離散制造”。
首先,我們知道,離散其實是一個數(shù)學概念,是相對連續(xù)而言的,指的是分散開來、不存在中間值的變量,比如:Bool型或某些事件狀態(tài)的變量..等。而如果拿這個數(shù)學名詞用來形容某類行業(yè)或應(yīng)用,那么通常表示其產(chǎn)品制造或加工的流程是非連續(xù)、間斷性的。同時,離散制造其實還有一個十分有趣的特征,就是它的產(chǎn)品往往都是可以用數(shù)量(件數(shù))來統(tǒng)計的。
比如,我們可以先來看一下手機的制造過程。
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一般來說,手機的制成會需要這樣一些部件,包括:塑料或金屬外殼,LCD屏幕(觸摸屏或僅僅是一臺顯示器),主板,電池,按鍵和鍵盤...等等。這些部件往往是由不同的生產(chǎn)線、不同的設(shè)備、不同的工廠制造出來的。當這些零件經(jīng)過不同的流程制造完成后,它們會被運送到一條整機組裝生產(chǎn)線,從手機外殼開始,經(jīng)過屏幕、主板、電池、存儲卡...等部件的安裝,最終完成手機產(chǎn)品的制造。
不難看出,手機組裝的過程是非連續(xù)、間斷性的,并且經(jīng)過上述工序步驟后最終制成的產(chǎn)品,也就是手機,是可以用件數(shù)(臺或支)去量化的。所以,從這個意義上說,手機的制造過程就是離散的。
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再比如,汽車制造,尤其是乘用車的制造,是需要經(jīng)過沖壓、焊接、涂裝和總裝這四大工藝環(huán)節(jié)才能完成的,并且每一個環(huán)節(jié)也都是由很多個相互之間非連續(xù)的工序步驟所組成的,例如:總裝就包含了車門、車燈、內(nèi)飾、儀表盤、座椅...等部件的安裝;而從產(chǎn)線上生產(chǎn)出來的產(chǎn)品,也就是汽車,也是可以用件數(shù)(輛)去統(tǒng)計并量化的。因此,汽車制造也是一個很典型的離散制造領(lǐng)域。
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離散制造有一個很明顯的特點,就是其過程基本上是可以隨時啟動和停止的。這一方面是指,過程停止時對于產(chǎn)線的影響比較有限且可控;另一方面是說,其停止以后過程的再恢復(fù)也相對比較容易些。
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拿上面手機行業(yè)中外殼加工的例子來說,假設(shè)某工廠目前的工藝可以每小時生產(chǎn)1千件純色或5百件彩色的手機外殼,每次產(chǎn)品規(guī)格的調(diào)整需要1個小時,現(xiàn)在它需要完成5萬件不同顏色手機外殼的生產(chǎn),訂單包括不銹鋼、黑、白、金和彩色各1萬件,那么其完成此批訂單所需的時長則為64個小時。若不考慮產(chǎn)線意外停機,在每天只有一班、每班工作8小時、且沒有周末的情況下,需要8天時間完成該訂單;若是每天3班連續(xù)生產(chǎn),則只需要不到3個工作日的時間就可以完成這批訂單了。而如果在生產(chǎn)過程中遇有意外停產(chǎn)的情況,那么一般對于企業(yè)來說,其損失基本上就是延誤的工時和期間消耗的人工和物料,通常不會有很多過程行業(yè)出現(xiàn)的那些高危、高風險的狀況。
而除了上述這些組裝類的產(chǎn)品制造流程,很多物料加工類的應(yīng)用,比如:金屬成型、木工家具、玻璃制品、以及上述汽車和手機行業(yè)的零配件制造...等等,其實也都屬于是離散的。
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值得注意的是,在當今的工業(yè)制造體系中,很多行業(yè)的離散和過程應(yīng)用其實是混合存在的。
比如:在食品飲料行業(yè)只有在后續(xù)產(chǎn)品充填和包裝的環(huán)節(jié)才屬于是離散應(yīng)用,玻璃加工也只有到了材料切割、成型、碼垛...的階段才算是離散的,而它們前道的物料制成過程其實都是過程應(yīng)用;
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另外,即使制造過程總體上也是離散的,并且最終制成的產(chǎn)品是可以按件計數(shù)的,但具體到某些工藝環(huán)節(jié),卻也有可能是過程應(yīng)用,例如:輪胎制造過程中的壓延、裁斷、成型...主要是離散和傳動應(yīng)用,但之后的硫化則主要是過程應(yīng)用。
離散和過程之間的區(qū)別,看上去是個老生常談的話題,但個人覺得,從制造業(yè)當前的發(fā)展趨勢看,它仍然是非常值得我們重點關(guān)注的,因為在IT/OT融合的大背景下,它的影響其實已經(jīng)不僅限于是自動化架構(gòu)與控制策略的層面了,還將涉及到流程體系和信息模型...等方面的差異,這會在很大程度上決定各行業(yè)在信息化、智能化過程中將會以什么樣的方式和方法去運用各類新出現(xiàn)的技術(shù)手段,比如:物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字孿生、虛擬現(xiàn)實、人工智能...等等。