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智能制造實(shí)現(xiàn)之路:“三化融合”目前,國(guó)內(nèi)智能制造更多的是聚焦在制造過程智能化。我們發(fā)現(xiàn),很多時(shí)候企業(yè)在試圖對(duì)制造能力進(jìn)行提升的過程中,會(huì)陷入盲目“智能”的誤區(qū)。 目前,國(guó)內(nèi)智能制造更多的是聚焦在制造過程智能化。我們發(fā)現(xiàn),很多時(shí)候企業(yè)在試圖對(duì)制造能力進(jìn)行提升的過程中,會(huì)陷入盲目“智能”的誤區(qū):僅僅針對(duì)某些業(yè)務(wù)點(diǎn)上智能提升的需要,而孤立地引入自動(dòng)化設(shè)備或信息化系統(tǒng),結(jié)果反而解決不了問題,甚至還可能帶來更多的麻煩。 先舉兩個(gè)實(shí)際遇到的例子: 第一個(gè)案例,某企業(yè)的物料配送,物料分為大件、小件和標(biāo)準(zhǔn)件。在配送過程中,發(fā)現(xiàn)小件和標(biāo)準(zhǔn)件的按時(shí)配送基本能滿足,就是大件配送的效率低。于是該企業(yè)在智能制造改造過程中,引入立體倉(cāng)庫(kù)和堆垛機(jī),并配套建設(shè)了WMS系統(tǒng),大幅提高了大件的出庫(kù)效率,也提升了倉(cāng)庫(kù)的管理水平。但是,新的問題卻逐漸顯現(xiàn)出來:發(fā)現(xiàn)訂單中大件與小件、標(biāo)準(zhǔn)件成套備料不匹配,大件快速的通過立體倉(cāng)庫(kù)出來,但是小件和標(biāo)準(zhǔn)件整個(gè)循環(huán)立柜效率不夠,存在大件在等待,小件配送不及時(shí)的情況,車間生產(chǎn)需要的按時(shí)配送還是沒法完成,立庫(kù)也無法發(fā)揮出最大效能。 我們重新審視和分析這個(gè)問題的產(chǎn)生和解決辦法,首先就要從精益的角度來考慮,建立一個(gè)立庫(kù)不是為了智能化而智能化,而要考慮匹配不同類型零部件的配送效率,從而實(shí)現(xiàn)均衡化生產(chǎn);其次,需要通過MES系統(tǒng)根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃提前發(fā)出齊套性需求,再設(shè)立小件、標(biāo)準(zhǔn)件分揀區(qū),預(yù)先合并訂單再將物料分播到每個(gè)訂單中。通過這樣的改變,基于精益化思想,通過信息化與自動(dòng)化融合推進(jìn),真正實(shí)現(xiàn)全面的由生產(chǎn)拉動(dòng)配料的需求,全面提高生產(chǎn)效率。 第二個(gè)案例,是一家軍工企業(yè),它面臨的問題是人工漏檢的問題,比如產(chǎn)品表面劃痕的檢測(cè)、螺釘螺母等標(biāo)準(zhǔn)件的安裝是否到位的檢測(cè)等等。企業(yè)針對(duì)這個(gè)問題啟動(dòng)了智能化改造項(xiàng)目,在工位安裝了產(chǎn)品外觀檢測(cè)機(jī)器人,可以通過不同角度的拍照與系統(tǒng)預(yù)定義的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比對(duì),從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的檢測(cè),在線分析并給出檢測(cè)結(jié)果。但是,在實(shí)際操作中還是出現(xiàn)了問題,發(fā)現(xiàn)在混線生產(chǎn)時(shí),由于產(chǎn)品檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)不同,需要人工對(duì)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和程序進(jìn)行更換,而系統(tǒng)的切換和預(yù)定義的工作所需時(shí)間很長(zhǎng),這樣反而降低了檢測(cè)效率。另外一點(diǎn),項(xiàng)目沒有充分考慮到機(jī)器人識(shí)別率的問題,機(jī)器人工作時(shí)需要不斷動(dòng)態(tài)變換拍攝角度,經(jīng)常會(huì)因?yàn)楣饩不足或系統(tǒng)比對(duì)有誤等問題而造成拍攝失敗,這時(shí)就需要重新拍照,從而又影響了整個(gè)生產(chǎn)的節(jié)拍。 同樣的,我們?cè)倩诰嫔a(chǎn)的角度來分析這個(gè)案例,重新進(jìn)行規(guī)劃:首先此處是否必須使用機(jī)器人是值得商榷的,畢竟機(jī)器人的投資成本相對(duì)較大?紤]到在線檢測(cè)的穩(wěn)定性,實(shí)際也可以采用固定的拍照設(shè)備。比如,通過使用多個(gè)高分?jǐn)z像頭架設(shè)在不同的角度同時(shí)進(jìn)行拍攝,在系統(tǒng)中同時(shí)快速比對(duì)照片,發(fā)現(xiàn)問題單獨(dú)進(jìn)行補(bǔ)拍;在信息化方面,則由MES系統(tǒng)統(tǒng)一管理,根據(jù)訂單產(chǎn)品快速選擇相應(yīng)的檢測(cè)程序和檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn),從而達(dá)到在質(zhì)量和效率方面同時(shí)滿足精益生產(chǎn)目標(biāo)。 還有其他很多類似的例子,我們反思,現(xiàn)在中國(guó)的智能制造很熱門,但是智能制造的目的是什么?智能制造不能只是“頭痛醫(yī)頭腳痛醫(yī)腳”,智能制造的最終目的是,企業(yè)提高質(zhì)量、降低成本、提升交付能力,也就是常說的QCD。而企業(yè)管理經(jīng)營(yíng)的終極目標(biāo)則是精益化,做智能制造不能拋開根本而逐本求末。當(dāng)前企業(yè)面臨的一大問題是,做自動(dòng)化的不懂信息化,做信息化的不懂精益化,而想辦法把三者放一起,又會(huì)有多系統(tǒng)集成的重重困難。所以,現(xiàn)在智能制造市場(chǎng),已不僅僅是單個(gè)系統(tǒng)或單方面的孤立地思考問題,市場(chǎng)需要的是整體解決方案。 因此,結(jié)合多年的制造自動(dòng)化、信息化的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),我們認(rèn)為,當(dāng)前智能制造的實(shí)現(xiàn),必須要結(jié)合“精益化”,“信息化”和“自動(dòng)化”三方面的同步建設(shè),即“三化融合”。三化融合的特征在于以精益思想為指導(dǎo),交互推進(jìn)制造信息化和自動(dòng)化。也就是說,一方面,通過自動(dòng)化和信息化的融合積累大量的數(shù)據(jù)基礎(chǔ),在后面數(shù)據(jù)分析挖掘中必須要融入精益化的原則和思想,加入人工的經(jīng)驗(yàn)總結(jié),梳理并建立適應(yīng)于企業(yè)發(fā)展的合理化精益業(yè)務(wù)模型和計(jì)算機(jī)模型,逐步地能自我決策和自我修整,最終形成智能制造。另一方面,在制造過程中,還需要通過MES等IT系統(tǒng)掌握具體的、實(shí)時(shí)的生產(chǎn)信息,支撐對(duì)生產(chǎn)過程瓶頸問題的準(zhǔn)確分析,驅(qū)動(dòng)自動(dòng)化工具和設(shè)備做出準(zhǔn)確的判斷和響應(yīng),實(shí)現(xiàn)精細(xì)化的生產(chǎn)管理與過程控制,從而減少浪費(fèi)、實(shí)現(xiàn)精益生產(chǎn)。三化融合是當(dāng)前智能制造落地的切實(shí)有效的實(shí)現(xiàn)途徑,是國(guó)內(nèi)制造業(yè)尤其是大型企業(yè)邁向智能制造的必由之路。 針對(duì)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的需求和困境,“三化融合”有如下三個(gè)特點(diǎn): 首先,“三化融合”認(rèn)為精益化是企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理的最終目標(biāo)。智能制造實(shí)現(xiàn)必須是以提高質(zhì)量(Quality)、降低成本(Cost)、提高交付能力(Delivery)為目標(biāo)。因此,在智能制造的轉(zhuǎn)型與升級(jí)過程中,需要保證自動(dòng)化、信息化在精益思想的原則、理念和方法論為指導(dǎo)下實(shí)施,避免舍本逐末。尤其是針對(duì)一些制造過程比較復(fù)雜、管理繁瑣的企業(yè),在實(shí)施MES等信息化系統(tǒng)之前,都建議應(yīng)該先做精益化的分析。精益思想貫穿智能制造的推進(jìn)過程,包括實(shí)施的過程、信息化工具、自動(dòng)化工具、智能工具,最終實(shí)現(xiàn)智能制造。 智能制造之路:“三化融合” 圖1 智能制造之路:“三化融合” 其次,“三化融合”強(qiáng)調(diào)解決方案的整體性。根據(jù)ISA-95中企業(yè)管理模型的研究成果,制造活動(dòng)的管理是多層次多領(lǐng)域的工作。一個(gè)完整的制造企業(yè),縱向包括業(yè)務(wù)策劃與組織層、制造執(zhí)行管理(MOM)層、監(jiān)視與控制層、傳感與操作層等四大層級(jí),橫向則包括生產(chǎn)、物流、質(zhì)量、維護(hù)等四大業(yè)務(wù)領(lǐng)域。任何一個(gè)設(shè)備、模塊或系統(tǒng)的運(yùn)作都離不開相鄰的管理層和領(lǐng)域的交互和影響,缺少整體的設(shè)計(jì)和規(guī)劃意味著無法保證自動(dòng)化或信息化的實(shí)施效果。因此,在企業(yè)制造過程智能化項(xiàng)目中,ERP、MES等軟件系統(tǒng)和產(chǎn)線、設(shè)備、立庫(kù)等硬件設(shè)施及其所含系統(tǒng)將作為一個(gè)整體,在精益化目標(biāo)的指導(dǎo)下,以信息化、自動(dòng)化為主線,全面覆蓋各大業(yè)務(wù)領(lǐng)域整體規(guī)劃,協(xié)同運(yùn)行。 基于“三化融合”的整體規(guī)劃 圖2 基于“三化融合”的整體規(guī)劃(示例) 第三,“三化融合”確定了一套基于精益化要求的完整方法論,以產(chǎn)品和工藝分析為起點(diǎn),從基礎(chǔ)的產(chǎn)線和工位設(shè)計(jì)開始,隨后擴(kuò)展至針對(duì)產(chǎn)線、計(jì)劃、物流、標(biāo)準(zhǔn)化、過程控制、異常管理等領(lǐng)域的業(yè)務(wù)提升,最終以用戶實(shí)現(xiàn)自持式持續(xù)改善為終點(diǎn)形成閉環(huán),實(shí)現(xiàn)智能制造體系的建設(shè)。 “三化融合”智能制造實(shí)施方法論 圖3 “三化融合”智能制造實(shí)施方法論 該實(shí)施方法論將智能制造所涉及的典型環(huán)節(jié)作為規(guī)劃和落地的步驟,在各步驟中,首先以精益導(dǎo)入為主線,基于各環(huán)節(jié)的價(jià)值流圖分析當(dāng)前的瓶頸和改進(jìn)點(diǎn),分別從信息化層面和自動(dòng)化層面針對(duì)問題進(jìn)行分析,權(quán)衡兩方利弊,以尋求最符合當(dāng)前精益需求的解決方案。 面臨制造業(yè)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的大環(huán)境,很多企業(yè)在制造過程智能化的過程中,往往缺乏智能制造體系的頂層設(shè)計(jì)和整體規(guī)劃,自動(dòng)化和信息化各自獨(dú)立的規(guī)劃容易造成兩者效益不匹配、不精益的情況,形成新的制約企業(yè)智能化發(fā)展的瓶頸!叭诤稀辈呗哉墙鉀Q該問題的有效途徑和指導(dǎo)原則——精益化為思想、信息化為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)化為四肢,構(gòu)建出智能工廠有機(jī)體,為企業(yè)在智能制造轉(zhuǎn)型中實(shí)現(xiàn)價(jià)值的落地,不僅僅通過個(gè)別IT系統(tǒng)或者是實(shí)施自動(dòng)化的硬件體系,而是通過這三者的融合,實(shí)現(xiàn)QCD的提升,使企業(yè)智能制造之路走得更加順利。 文章來源:MES百科 |