工業4.0、智能制造無疑是當前業界**的話題,也給正處于寒冬之中的全球制造業帶來了無限期望。然而工業4.0畢竟是歐洲工業界提出的一個愿景,或許需要10年、20年或者更多的時間才能實現。那么對于急于轉型升級的中國制造業企業,在實現工業4.0之前,如何將智能制造著眼于實處呢?又如何實現智能工廠建設呢?
“數字化”之源
從產品設計到工廠的規劃、生產的過程以及上市以后的服務,都離不開數據。通過大量數據的采集,我們可以從中找到內部的規律,用計算機來幫人來做溝通、判斷,從而優化原有的流程,提高生產效率。
簡單來講,數字化就是將許多復雜多變的信息轉變為可以度量的數據,再用這些數據建立數字化模型,由計算機程序來處理,這就是數字化的過程。
制造業數字化是將產品、生產資源與數據映射到三維虛擬環境中,對產品生產過程進行計算機仿真和優化的虛擬制造系統環境,實現產品生命周期中各個階段的功能。從最近的眾多表述中可以看出,數字化并不僅僅指數字化工廠,而是涵蓋設計研發和生產制造管理的環節,以及現場自動化這三個環節的協同,有時甚至涉及幾個車間、幾個工廠,這需要一個企業層面的數字化,所以數字化強調的是“數字化企業”。
“數字化”之需
在“工業4.0”大的概念下,一個制造業企業在新時期下面臨新的挑戰是什么?在過去,擴張產能是主要的挑戰。但是現在,怎么提**率、提高工廠的靈活性和縮短新產品上市的時間才是企業最為關心的。對于很多中國企業來說,還有一個急需改善的問題就是提高質量。而應對這些挑戰,數字化是一條必由之路。
在傳統制造企業里,企業層面的協同往往通過部門協調會議來實現。銷售、采購、物流、質量、設備、生產等不同崗位上的人員需要做溝通、交流,然后去做人工判斷來實現制造,這些過程在企業里都沒有實現自動化,原因是整個過程沒有實現數字化。
如果在產品設計研發、訂單管理、排產、物流等環節實現了數字化,就可以用編好的計算機軟件程序自動做排產,自動地向供應商采購,自動告訴機器設備這個訂單是哪個客戶的訂單,它是哪個型號的產品,這個產品到了產線上之后要做哪些相應的調整。這樣就實現了更高水平的自動化,效率自然就會提高。
數字化在于生產過程的各個環節,在不同的層次,小到操作步驟,大到生產單元、生產線,乃至整個工廠的設計、仿真和優化。在產品設計階段就同時考慮生產過程的問題,包括工藝設計、裝備、生產調度、物料管理等,其結果用于真實工廠的生產制造,可生成PLC、機器人和數控機床等程序,控制相關設備完成生產制造,這些都有助于提高工廠的靈活性和縮短新產品上市的時間。
數字化由于采用軟件自動控制,可以保證工業生產中連續不斷的一致性,這種一致性往往能夠解決工業生產中浪費的問題,同時保證每個產品的質量一致性。
“數字化”之道
實現“工業4.0”是一個愿景,數字化作為當前落地實施的方案,蓋勒普給制造業提了四個具體的建議:**是制造企業要引入數字化管理軟件,第二是企業生產設施以及車間設備之間實現端到端的工業網絡通訊,第三是實施**的數字化生產管理,第四是以特定行業的專業知識為基礎提供基于數據的、數字化的增值服務。
“數字化”之急
那么,打造一個數字化企業需要具備哪些條件呢?對于不同制造行業和企業,數字化之路緊迫性有所不同,迫切需要靠數字化來提升生產力的企業是那些生產批量比較大,但是批量里又有很多不同型號產品、對生產柔性要求很高的企業。數字化帶來的價值是更高的工廠柔性、更高的效率、更快的產品上市時間和更高的質量管控,哪個企業在這四個方面有更高要求,或者說因為市場競爭態勢倒逼不得不這樣做的時候,就急需依靠企業數字化來提高競爭力。
如同20年前很多企業需要引入企業資源計劃(ERP)一樣,今后的5-10年里,制造業企業真正要在將來智能制造領域立足的話,同樣急需引入像MES(制造執行系統)、SFC(車間集中控制管理系統)這樣的數字化生產管理平臺。
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