天拓分享|智能製造,不隻是自動化、信息化簡單相加
發布日期:
2019-01-29

智能製造概念隨著“工業(ye) 4.0”和“中國製造2025”的提出被日益熱炒,眾(zhong) 說紛紜,做軟件的說智能製造就是信息化、數字化,做硬件的說智能製造就是自動化,或者是信息化+自動化,其實這些都不是真正的智能製造。

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如果說互聯網改變了人們(men) 的消費模式,那麽(me) 智能製造將徹底改變生產(chan) 模式,重構整個(ge) 價(jia) 值鏈的實現方式,其所帶來的影響要比消費領域的互聯網大上十倍甚至上百倍,一個(ge) 僅(jin) 僅(jin) 是在價(jia) 值流通環節實現了信息連接,而另一個(ge) 要在價(jia) 值創造環節實現信息連接。

這裏不僅(jin) 涉及到人與(yu) 人的信息溝通,還涉及到人與(yu) 設備、人與(yu) 產(chan) 品、設備與(yu) 設備、設備與(yu) 產(chan) 品的信息溝通,即所謂的信息物理(CPS)融為(wei) 一體(ti) ,做到萬(wan) 物相聯。

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究竟什麽是智能製造?


美國在2016年通過的法案中定義(yi) 智能製造如下:
在信息、自動化、監測、計算、傳(chuan) 感、建模和網絡方麵的先進技術
1、數字模擬製造生產(chan) 線、計算機操控的製造設備、生產(chan) 線狀態的監控和交互、全生產(chan) 過程中能源消耗和效率的管理及優(you) 化;

2、廠房能源效率的建模、模擬和優(you) 化;

3、監測和優(you) 化建築的節能性能;

4、產(chan) 品能源效率及可持續化性能的建模、模擬和優(you) 化,包括使用數字模型和增材製造加強產(chan) 品的設計;

5、將製造產(chan) 品連入網絡以監控和優(you) 化網絡性能,包括自動化網絡操作;

6、供應鏈網絡的數字化連接。

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但其實美國的定義(yi) 過於(yu) 強調了智能製造的技術層麵,如果站在整個(ge) 社會(hui) 、整個(ge) 企業(ye) 的角度來看如何為(wei) 客戶創造價(jia) 值,筆者認為(wei) 智能製造是“通過信息、自動化、監測、計算、傳(chuan) 感、建模和網絡方麵的先進技術,實現產(chan) 品全生命周期的設計和連接”。

信息、自動化、監測、計算、傳(chuan) 感、建模和網絡方麵隻是技術手段,最終目的是要實現產(chan) 品全生命周期的設計和連接。

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想象一下,在這些先進技術手段的支撐下,產(chan) 品從(cong) 設計到製造交付乃至售後服務的價(jia) 值鏈和業(ye) 務模式將重新被定義(yi) 。

1客戶需求

首先需要研究客戶的個(ge) 性化需求特征,比如衣服的顏色、尺寸,汽車的座椅、內(nei) 飾等,在設計的時候進行規劃,用模塊化設計來匹配個(ge) 性化選擇特征,以及CBB共享零組件結構來實現樂(le) 高玩具式的個(ge) 性化選擇。

從(cong) 某種程度上來說,完全意義(yi) 上的個(ge) 性化是無法實現的或者實現成本非常高,即使是3D打印,也會(hui) 受製於(yu) 材質。當然,這些需求轉換為(wei) 設計的過程都被技術手段PLM數字化了,可以通過仿真模擬測試並傳(chuan) 送給客戶確認。

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2規劃生產(chan) 過程

然後開始規劃生產(chan) 過程,通過ERP將信息流和物流進行整體(ti) 統籌協調,整個(ge) 供應鏈流程仍然需要規劃設計,從(cong) 客戶需求的管理到計劃體(ti) 係的執行,乃至供應商的選擇和布局等等。

如果沒有合理設計,信息流和物流就會(hui) 在個(ge) 性化定製的過程中變得日益複雜,直至崩潰。就算物聯網能實現,這個(ge) 成本也會(hui) 非常高,因為(wei) 既要保證物料準時達到生產(chan) 線,又要避免過高的庫存占用資源。

如果物流設計不合理,過於(yu) 離散、搬運距離長、路線交叉逆行等,傳(chuan) 感器以及運輸的成本等將直線上升。

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3個(ge) 性化生產(chan)

接下來就是個(ge) 性化生產(chan) 的過程,這裏仍然需要生產(chan) 流程的設計。如同你乘飛機時托運行李的自動分揀線一樣,每秒5米的高速運作分揀生產(chan) ,生產(chan) 流程被整個(ge) 連接起來實現連續均衡生產(chan) ,而不是每個(ge) 工序斷斷續續的生產(chan) ,這也就是精益生產(chan) 所要先做好的工作。

比自動分揀線複雜的是,產(chan) 品生產(chan) 並不隻有一個(ge) 工序,通常是幾十甚至上千道工序。如果沒有精益布局的設計,在生產(chan) 流程上根據工藝過程實現物理上的連接,智能製造的成本會(hui) 呈幾何倍數上升。

特別是在裝備、家電、汽車、機械、航空航天、電子等離散型行業(ye) ,每個(ge) 工序做完去到下個(ge) 工序都要做無數個(ge) 選擇,當你通過精益生產(chan) 將所有工序連接起來後,每個(ge) 工序的選擇會(hui) 減少到很少的個(ge) 位數,傳(chuan) 感器、自動化以及建模等成本會(hui) 極大降低。

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4產(chan) 品交付

最後,產(chan) 品生產(chan) 出來交付到客戶手中,客戶在使用過程中的產(chan) 品數據通過網絡發送回製造商,製造商通過這些產(chan) 品使用大數據,分析客戶的使用習(xi) 慣,優(you) 化產(chan) 品設計,也可遠程調整產(chan) 品參數,提高使用性能,降低使用和維護成本。

這在飛機發動機上已經實現,GE通過飛機引擎工業(ye) 互聯網大數據分析,幫助運營145架飛機、單月執行1.6萬(wan) 個(ge) 航班的歐洲大型航空公司意大利航空(Alitalia)一年節約了1500萬(wan) 美元的燃油成本,由硬件供應商轉型為(wei) 增值服務供應商。

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總  結

所以說,智能製造並不隻是簡單的信息、自動化、監測、計算、傳(chuan) 感等先進技術的應用,而是需要先行規劃設計,目標是實現產(chan) 品全生命周期的連接。

如果沒有規劃設計,你會(hui) 發現這些信息係統、自動化、監測、計算、傳(chuan) 感等各自為(wei) 政,根本無法融為(wei) 一體(ti) 發揮作用。我們(men) 經常看到很多企業(ye) 上了幾個(ge) 到幾十個(ge) 各種各樣的IT係統,結果都變成了信息孤島,數據無法共享用於(yu) 分析決(jue) 策。

自動化投資很高,結果標準化沒做好很多產(chan) 品用不上,利用率低,10年也收不回投資。更別提人-產(chan) 品-設備-數據之間的互聯互通,這些生產(chan) 資源各自都是孤立設計的,從(cong) 未被作為(wei) 整體(ti) 來考慮。在這種情況下,即使技術再先進也無法實現真正的智能製造。

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未來20年,智能製造將給製造業(ye) 帶來顛覆性的變革,隨著人口紅利的消退,製造業(ye) 必須實現效率的翻倍和成本的減半才可支撐經濟的良性發展,通過智能製造可實現這一目標。


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