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以提质增效为中心打造耳聪目明的数字化车间

2020-01-11 01:15:40 App和集成电路 2020年12期

朱铎先

智能制造希翼使企业的设备达到自感知、自决策、自适应、自学习的目标,但大部分企业根本无力承担智能制造对于成本的需求。

—北京兰光创新科技有限企业创始人、董事长朱铎先

我想和大家分享的主题是智能制造如何以提质增效为主线,在工厂、车间中落地应用。

数字化转型已经成为全球企业发展的大势所趋。出于内部的压力,本土制造业成本升高,制造业企业盈利难,人均产出低,设备利用率较低。在企业管理方面,大部分应用还需要优化。

智能制造希翼使企业的设备达到自感知、自决策、自适应、自学习的目标,将这一目标放到企业长远的规划方案里没有问题,但企业如果只聚焦于自感知、自决策、自适应的无人工厂,一定会误入歧途,因为这意味着高投入、低产出、高风险。制造业企业根本无力承担智能制造对于成本的需求。较小规模的企业应该以Smart Manufacturing为目标,这一概念来自于德国,Smart Manufacturing的语义与智能制造有异。Smart是指在自动化、数字化、网络化、智能化的支撑下如何快速响应市场,避免老龄化严重、人口短缺、竞争激烈的情况,保持设备和外界的交流,岗位和外界的交流,及时、客观、全面、真实地收集信息,做出引导生产的决策。

德国工业4.0是将企业信息化,在互联互通的系统上和信息系统深度集成,打造虚实一体的智能化系统。美国的工业互联网是在设备商安装的数字化装置上进行采集、分析、展现、决策,数字化装置也有可能放在云端,这本质上也是Smart Manufacturing。

在车间层面,大家如何将这种想法落地呢?很多企业希翼通过MESApp系统实现这一概念的落地,但是这些年MES系统的效果并不明显。MES制造实行系统是在1990年中AMR提出的ERP无法管理设备层延伸出来的中间层,1997年MES协会规范了11个模块,但是1997年计算机信息化水平比较落后,所以放低门坎,11个模块叫MES,2个模塊也叫MES,1997年的定义给今天带来了隐患。没有确定模块数量的MES定义扰乱了市场。因此,我认为传统的MES已经过时,二十多年前的理论无法支撑今天甚至将来工业4.0的发展。

大家要回归MES本质,将关注点聚焦在实行层面。实行ERP计划,将每一道工序分解为单个设备、每一分钟精细实行,建立环环相扣的信息系统。我的理念是,MES是基于工业3.0面向工业4.0的新型系统,工业3.0达到了在精益市场,精确识别浪费、看板管理等方面的提升。而工业4.0的核心是CPS(信息物理系统),表现在企业里面就是M2M(通过移动通信对设备进行有效控制),因此,设备的互联互通是基础。MES系统或智能制造数字化系统,不是一个简单的信息化系统,而是基于工业3.0的精华精益生产体现智能制造和工业互联网理念的容器,其中包含了更多的管理思想。

2020年提出的MOM概念是MES的升级,适用范围更广,MOM的定义是利用高效可靠的消息传递机制进行与平台无关的数据交流。它在生产管理、设备管理、质量管理和物联网四个方面都可以进行应用,并且是一个平台化产品

打造一种设备自动化、管理数字化、生产精益化、人员高效化的数字化工厂,要从什么地方开始着手呢?从物料的角度,在企业生产中95%的时间在等待,物料堆积在仓库,只有5%的时间用于生产资源的增值;从设备的角度,设备三分之二的时间是等待,只有三分之一的时间运转。大家可以从这一方面考虑,进行优化,发挥设备和无限的潜力,用最少的成本可以提高最大的效率。首先大家要优化计划,避免等待、延期,制定合适的计划能够让每一分钟成本效率最高,生产最均衡,等待时间最少、交货期延迟最少。其次是库存尽量优化,减少资金的挤压。最后是形成过程的协同,避免工人因为各种原因影响生产,比如机床长时间待机。在质量方面,大家的产品一致性不足,不够稳定,大家要做到生产时的设备受控,实时问题监控加工的参数受控,还要做到透明生产,能够进行事后追溯,预估未来生产。为此,我提出六个维度的智能化:计划源头智能、生产过程智能、设备互联互通智能、资源管控智能、质量管控智能、决策支撑智能,希翼打造一个基于六维智能、平台化的MES系统。

系统能够达成以下几个目标:第一是将车间的设备,无论是各种机床、热处理设备还是机器人连成一体,解决沟通问题,实现远程数据采集、大数据分析、可视化展现,系统能将无论是带网卡的机床还是不带网卡的机床或是老的设备、热处理机器人都连接起来;第二是数据源头智能,这样大家可以分解到每一个设备、每一分钟、每一道工序,保持整个生产过程的均衡、生产效率最高,等待时间最少,实时监控设备,使生产过程透明;第三是将工具、物料的库存进行优化,释放资金,减少挤压;第四是精准管控产品质量,实时反应,出现问题迅速追溯,固化参数,积累行业经验,分析、展现结果。

工业4.0是信息化设备、车间、产业之间的深度集成,是数据设备互联互通、打通上下游信息孤岛,实现数字自动流动,对产品进行远程运维,社会化的协同,最终达到纵向集成,端对端集成和横向集成的目标。

(根据演讲内容整理,未经本人审核)

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