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工業4.0和背景下工業工程技術對智能制造的作用

2019-08-08157

人工智能、物聯網等新一代信息技術與傳統制造術的深度融合加快了制造業的轉型,并讓智能制造成為傳統制造業發展的目標。德國工業4.0和中國智能制造2025的提出也進一步加快了我國智能制造的發展。

工業工程的目標就是使生產系統投入的要素得到有效利用,降低成本,保證產品質量和生產安全、提高生產率、獲得最佳效益。

智能制造系統是一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化系統,它突出了在制造諸環節中,以一種高度柔性與集成的方式,借助計算機模擬的人類專家的智能活動,進行分析、判斷、推理、構思和決策,取代或延伸制造環境中人的部分腦力勞動,同時,收集、存儲、完善、共享、繼承和發展人類專家的制造智能。

智能制造成為影響未來經濟發展過程的制造業的重要生產模式。智能制造系統是智能技術集成應用的環境,也是智能制造模式展現的載體。

一、智能制造實施現狀

現在,我國正處在轉型的關鍵時刻,也頒布了中國制造2025,希望用先進的智能制造技術規范與促進產業升級。很多企業現在制定了智能制造的實施戰略,希望借用智能制造的技術提高企業的競爭效益。

筆者為多家進行智能制造轉型的企業做過咨詢服務,在咨詢服務服務過程中發現,部分企業能夠從自身現實情況出發,從基礎做起,有步驟的,系統的進行產業升級改造,也取得了一定的成果,提升了企業的競爭力。但是大部分的企業在進行智能制造的改造升級過程中都處于跟風狀態,沒有完整的自我剖析,在基礎沒有打牢的情況下,跟風進行大量資金注入,進行數字化和信息化改造。

比如有一家機加工的企業,進行了大量的資金投入進行智能制造轉型升級。但是當進入他們的生產車間時,會發現連最基本的5S都沒有做好,車間布局不合理,人因工程學方面的考慮欠佳,物流動線沒有規劃,現場管理混亂。試想,在這樣的條件下,去進行智能制造改造升級,會產生對等的實際價值嗎?這樣的情況不是個例,在諸多企業中都有體現。

二、工業工程技術對智能制造的作用

打不好基礎,智能制造可謂是紙上談兵,資源的投入也不會有對等的效益提升。而工業工程技術做為企業運營的保障,更能夠從基礎做起,進行系統性的優化。因此企業需要利用工業工程技術實現整個流程的標準化,使各項運營指標趨于精益,在這樣的基礎上進行智能制造升級改造才會獲得實際的效益。

2.1標準化實施

標準化是制度化的最高形式,可運用到生產、開發設計、管理等方面,是一種非常有效的工作方法。企業的標準化工作能不能在市場競爭當中發揮作用,這決定著標準化在企業中的地位和存在價值。

企業標準化管理實質上就是對由技術標準、管理標準、工作標準這三大標準體系所構成的企業標準化體系的建立與貫徹執行。技術標準是對技術活動中,需要統一協調的事物制定的技術準則。它是根據不同時期的科學技術水平和實踐經驗,針對具有普遍性和重復出現的技術問題,提出的最佳解決方案。

管理標準是企業為了保證與提高產品質量,實現總的質量目標而規定的各方面經營管理活動、管理業務的具體標準。工作標準是對企業標準化領域中需要協調統一的工作事項制定的標準,是以人或人群的工作為對象,對工作范圍、責任、權限以及工作質量等所做的規定.

作為工業工程的一項重要內容,標準化能夠使智能制造的實施更加有效,產生最大的價值。

2.2人因工程學應用

人因工程學是研究人在某種工作環境中的解剖學、生理學和心理學等方面的各種因素;研究人和機器及環境的相互作用;研究在工作中、生活中和休息時怎樣統一考慮工作效率、人的健康、安全和舒適等問題。

隨著科學技術的發展,越來越多的設備代替人工。很多人認為此時人因工程學不再重要,事實恰恰相反。設備以及工裝夾具的設計如果沒有按照人因工程學的技術去優化,不符合人的操作習慣,重則產生事故,輕則誤操作或者難操作,不能發揮設備的正常效率。隨著科學技術的發展,未來設備的自動化程度會越來越高。設備,工裝,工位附屬設施在設計以及布置時需要將人因工程學技術包含在內,這樣才能使得整個系統發揮到最佳水平。

2.3物流設施與規劃

現在大多數企業已經建立或者有意向建立智能立體倉庫,應用倉庫管理系統,以及應用AGV(自動導航車)來進行供給貨管理。智能物流設施需要好的規劃和設計。比如AGV小車的巡航路線,需要利用工業工程的相關技術和方法(運籌學,約束理論)進行設計和優化,找出最優配送頻率和配送路線,否則AGV的應用無法達到最大。

2.4精益改善

作為工業工程的升華,精益改善可謂是企業效益不斷提升的法寶。企業需要建立精益體系,形成自上而下和自下而上的雙向改善體系,從最基礎的5S做起,合理優化布局,制定標準作業流程,消除八大浪費,研究P-Q-D的最優組合,使整個系統趨向與精益。只有在精益的基礎之上,MES以及其他ERP系統才能真正發揮其作用,利用智能制造相關技術實現數據的互聯互通,消除信息孤島,最大限度的減少浪費,提升企業效益。

三、總結

工業的發展經歷過4個大的階段,從工業1.0到目前工業4.0,科學技術在制造業上的應用越來越成熟。我國制造業近些年發展迅速,從國家層面更是頒布了《中國制造2025》來規范和引導我國制造業前行。智能制造日益成為未來制造業發展的重大趨勢和核心內容,也是加快發展方式轉變,促進工業向中高端邁進、建設制造強國的重要舉措,也是新常態下打造新的國際競爭優勢的必然選擇。

而推進智能制造是一項復雜而龐大的系統工程,也是一件新生事物,這需要一個不斷探索、試錯的過程,難以一蹴而就,更不能急于求成。對于企業來講,需要抓住時機,利用先進技術不斷提升企業效益。但與此同時必須要從實際出發,不能盲目跟風。從基礎做起,利用工業工程技術實現企業的精益化管理,在精益的基礎上,逐步進行自動化改造,發展數字化和信息化技術,不斷優化系統,最終實現效益的不斷提升,在眾多的競爭對手中脫穎而出。

 

文章來源:信息化和軟件服務網



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