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淺析國內外智能工廠建設的現狀

2019-02-18350

近年來,全球各主要經濟體都在大力推進制造業的復興。在工業4.0、工業互聯網、物聯網、云計算等熱潮下,全球眾多優秀制造企業都開展了智能工廠建設實踐。

例如,西門子安貝格電子工廠實現了多品種工控機的混線生產;FANUC公司實現了機器人和伺服電機生產過程的高度自動化和智能化,并利用自動化立體倉庫在車間內的各個智能制造單元之間傳遞物料,實現了最高720小時無人值守;施耐德電氣實現了電氣開關制造和包裝過程的全自動化;美國哈雷戴維森公司廣泛利用以加工中心和機器人構成的智能制造單元,實現大批量定制;三菱電機名古屋制作所采用人機結合的新型機器人裝配產線,實現從自動化到智能化的轉變,顯著提高了單位生產面積的產量;全球重卡巨頭MAN公司搭建了完備的廠內物流體系,利用AGV裝載進行裝配的部件和整車,便于靈活調整裝配線,并建立了物料超市,取得明顯成效。

當前,我國制造企業面臨著巨大的轉型壓力。一方面,勞動力成本迅速攀升、產能過剩、競爭激烈、客戶個性化需求日益增長等因素,迫使制造企業從低成本競爭策略轉向建立差異化競爭優勢。在工廠層面,制造企業面臨著招工難,以及缺乏專業技師的巨大壓力,必須實現減員增效,迫切需要推進智能工廠建設。另一方面,物聯網、協作機器人、增材制造、預測性維護、機器視覺等新興技術迅速興起,為制造企業推進智能工廠建設提供了良好的技術支撐。再加上國家和地方政府的大力扶持,使各行業越來越多的大中型企業開啟了智能工廠建設的征程。

我國汽車、家電、軌道交通、食品飲料、制藥、裝備制造、家居等行業的企業對生產和裝配線進行自動化、智能化改造,以及建立全新的智能工廠的需求十分旺盛,涌現出海爾、美的、東莞勁勝、尚品宅配等智能工廠建設的樣板。

例如,海爾佛山滾筒洗衣機工廠可以實現按訂單配置、生產和裝配,采用高柔性的自動無人生產線,廣泛應用精密裝配機器人,采用MES系統全程訂單執行管理系統,通過RFID進行全程追溯,實現了機機互聯、機物互聯和人機互聯;尚品宅配實現了從款式設計到構造尺寸的全方位個性定制,建立了高度智能化的生產加工控制系統,能夠滿足消費者個性化定制所產生的特殊尺寸與構造板材的切削加工需求;東莞勁勝全面采用國產加工中心、國產數控系統和國產工業軟件,實現了設備數據的自動采集和車間聯網,建立了工廠的數字映射模型(DigitalTwin),構建了手機殼加工的智能工廠。

但是,我國制造企業在推進智能工廠建設方面,還存在諸多問題與誤區:

①盲目購買自動化設備和自動化產線。很多制造企業仍然認為推進智能工廠就是自動化和機器人化,盲目追求“黑燈工廠”,推進單工位的機器人改造,推行機器換人,上馬只能加工或裝配單一產品的剛性自動化生產線。只注重購買高端數控設備,但卻沒有配備相應的軟件系統。

②尚未實現設備數據的自動采集和車間聯網。企業在購買設備時沒有要求開放數據接口,大部分設備還不能自動采集數據,沒有實現車間聯網。目前,各大自動化廠商都有自己的工業總線和通信協議,OPCUA標準的應用還不普及。

③工廠運營層還是黑箱。在工廠運營方面還缺乏信息系統支撐,車間仍然是一個黑箱,生產過程還難以實現全程追溯,與生產管理息息相關的制造BOM數據、工時數據也不準確。

④設備績效不高。生產設備沒有得到充分利用,設備的健康狀態未進行有效管理,常常由于設備故障造成非計劃性停機,影響生產。

⑤依然存在大量信息化孤島和自動化孤島。智能工廠建設涉及到智能裝備、自動化控制、傳感器、工業軟件等領域的供應商,集成難度很大。很多企業不僅存在諸多信息孤島,也存在很多自動化孤島,自動化生產線沒有進行統一規劃,生產線之間還需要中轉庫轉運。

究其原因,是智能制造和智能工廠涵蓋領域很多,系統極其復雜,企業還缺乏深刻理解。在這種狀況下,制造企業不能貿然推進,搞“大躍進”,以免造成企業的投資打水漂。應當依托有實戰經驗的咨詢服務機構,結合企業內部的IT、自動化和精益團隊,高層積極參與,根據企業的產品和生產工藝,做好需求分析和整體規劃,在此基礎上穩妥推進,才能取得實效。

 

文章來源:信息化和軟件服務網


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