夏建華 溫怡彰
摘 要:本文介紹了陶瓷行業(yè)智能制造的現(xiàn)狀,具體分析陶企在設(shè)備層、執(zhí)行層及管理層各信息的不對稱性。闡述了如何打通生產(chǎn)中各環(huán)節(jié)的信息孤島,讓陶瓷行業(yè)進(jìn)入大數(shù)據(jù)時(shí)代。為決策者提供整體的智能制造解決方案。
關(guān)鍵詞:陶瓷;智能制造;SCADA;信息孤島;工業(yè)4.0
1 前言
智能制造(Intelligent Manufacturing,IM)是一種由智能機(jī)器和人類專家共同組成的人機(jī)一體化智能系統(tǒng)。毫無疑問,智能化是制造自動化的發(fā)展方向。在制造過程的各個(gè)環(huán)節(jié)幾乎都廣泛應(yīng)用人工智能技術(shù)。專家系統(tǒng)技術(shù)可以用于工程設(shè)計(jì),工藝過程設(shè)計(jì),生產(chǎn)調(diào)度,故障診斷等。也可以將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊控制技術(shù)等先進(jìn)的計(jì)算機(jī)智能方法應(yīng)用于產(chǎn)品配方,生產(chǎn)調(diào)度等,實(shí)現(xiàn)制造過程智能化。
2 陶瓷行業(yè)智能制造的現(xiàn)狀
陶瓷行業(yè)從90年代初期引進(jìn)國外設(shè)備和技術(shù),經(jīng)過國內(nèi)的陶機(jī)裝備企業(yè)對這些技術(shù)的吸收轉(zhuǎn)化,已經(jīng)完成了陶瓷整線的國產(chǎn)化。在這些國產(chǎn)化的過程中,也對陶瓷行業(yè)的自動化進(jìn)行了改造。比如窯爐出口自動的上、下磚,成品的缺陷檢測、自動打包等。但是在智能制造方面,陶瓷行業(yè)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于電池、汽車、制藥等行業(yè)。歸根結(jié)底是因?yàn)樘掌鬀Q策者對智能制造的概念沒有清晰的、全盤的認(rèn)識,對智能制造所必須具備的軟、硬件基礎(chǔ)的構(gòu)成缺乏了解?,F(xiàn)在也有部分陶企在探索,比如蒙娜麗莎的能源管理系統(tǒng),唯美集團(tuán)的能源、設(shè)備管理系統(tǒng),歐神諾的智能數(shù)據(jù)云平臺等。但在實(shí)際應(yīng)用過程中,總是停留在項(xiàng)目層面,并沒有落實(shí)到從生產(chǎn)、銷售、物流、消費(fèi)者等產(chǎn)品全生命周期中,也沒有給管理者、生產(chǎn)者、消費(fèi)者帶來便捷的體驗(yàn)。
當(dāng)前陶瓷生產(chǎn)過程中,在上游的產(chǎn)品銷售方面,借助于物聯(lián)網(wǎng)平臺,基本實(shí)現(xiàn)了智能化;在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中,對生產(chǎn)的組織,也有基于ERP系統(tǒng)的生產(chǎn)管理系統(tǒng),有基于產(chǎn)品生命周期管理的PLM系統(tǒng);在設(shè)備層有數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)SCADA;但是這些系統(tǒng)的數(shù)據(jù)都是獨(dú)立存在的,可以稱之為信息孤島。沒有一個(gè)將這些信息孤島串接在一起的執(zhí)行管理系統(tǒng)MES,也是當(dāng)前行業(yè)內(nèi)的認(rèn)識誤區(qū)。另外,對于陶瓷行業(yè)的設(shè)備層,還是停留在自動化層面。還有相當(dāng)一部分的設(shè)備還沒有進(jìn)行自動化的改造。沒有設(shè)備層的數(shù)據(jù)支撐,想做到陶瓷行業(yè)的智能制造,只是空中的樓閣,無根的浮萍。對于智能制造的整體認(rèn)識,可以用一張框架圖來解釋。
3 陶瓷行業(yè)智能制造解決方案
在闡述陶瓷行業(yè)智能制造的解決方案之前,我們來看看智能制造的構(gòu)成簡圖,見圖2。
從圖中不難看出,MES作為環(huán)線將所有的信息孤島串接在一起。通過對陶瓷行業(yè)智能制造現(xiàn)狀的了解與分析,可以看出陶瓷智能制造的瓶頸在于:如何建立設(shè)備層的SCADA?如何建立生產(chǎn)執(zhí)行管理系統(tǒng)MES?或者是建立將兩者集成起來的系統(tǒng)。對于陶企來說,更多的是對于基于設(shè)備層的數(shù)據(jù)采集,還包括部分設(shè)備的自動化、數(shù)字化改造。做陶瓷裝備企業(yè)就應(yīng)該責(zé)無旁貸地承擔(dān)起行業(yè)智能制造轉(zhuǎn)型升級的重任。
廣東佛山恒力泰機(jī)械有限公司聯(lián)合德國西門子公司推出的生產(chǎn)線管家是為陶瓷企業(yè)量身打造的智能制造平臺。生產(chǎn)線管家為陶瓷企業(yè)提供的解決方案如圖3。
生產(chǎn)線管家集成了部分MES功能,但又能與第三方的MES無縫對接。該管理平臺總共有11大功能。包括:(1)生產(chǎn)線SCADA;(2)過程數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)化;(3)生產(chǎn)信息跟蹤和查詢;(4)設(shè)備的數(shù)字化管理;(5)生產(chǎn)訂單執(zhí)行;(6)質(zhì)量監(jiān)控;(7)物料數(shù)據(jù)采集與追蹤;(8)人員管理與審計(jì)追蹤;(9)能源數(shù)據(jù)采集與分析;(10)生產(chǎn)看板與可視化;(11)遠(yuǎn)程診斷與監(jiān)控。 這些功能覆蓋了陶瓷行業(yè)智能制造的所有痛點(diǎn)。為行業(yè)的智能制造提供了完美的解決方案。
佛山恒力泰機(jī)械有限公司作為陶瓷裝備行業(yè)的領(lǐng)頭羊,深耕陶瓷設(shè)備領(lǐng)域,具備為客戶提供整線設(shè)備能力。無論是在設(shè)備的自動化改造方面,還是在設(shè)備層SCADA的搭建方面,都具有無與倫比的優(yōu)勢。再與工業(yè)4.0的倡導(dǎo)者——德國西門子公司強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合,一定能為陶瓷行業(yè)的智能制造提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持,為推動行業(yè)智能制造水平起到引領(lǐng)作用。
4 發(fā)展趨勢
陶瓷行業(yè)未來的發(fā)展趨勢,一定是由智能化逐步向工業(yè)4.0時(shí)代邁進(jìn)。而對于工業(yè)4.0的實(shí)現(xiàn),陶瓷行業(yè)還是任重道遠(yuǎn)的。北航劉強(qiáng)教授關(guān)于工業(yè)4.0的實(shí)施先決條件有個(gè)“三不要原則”:第一、不要在不具備成熟的工藝時(shí)做自動化;第二、不要在管理不成熟時(shí)做信息化;第三、不要在不具備網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化時(shí)做智能化。對于當(dāng)前的陶瓷行業(yè),完全具備了智能化的先決條件。相信在陶瓷裝備制造商與陶瓷企業(yè)及第三方的努力下,特別是在中國智造2025規(guī)劃的指引下,陶瓷行業(yè)的智能制造水平必定不斷提高。
參考文獻(xiàn)
[1] 工信部:智能制造是中國制造2025突破口 . 電纜網(wǎng) 2016-1-11 .
[2] 智能制造:“互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”的六大生態(tài) . OFweek工控網(wǎng) . 2016-2-29 .
[3] 宋春霖,科普中國-致力于權(quán)威的科學(xué)傳播.
[4] 張明,生產(chǎn)線管家的推廣與應(yīng)用.
[5] 畢昆,裝備行業(yè)解決方案(精誠MES).