朱鐸先
智能制造希望使企業(yè)的設備達到自感知、自決策、自適應、自學習的目標,但大部分企業(yè)根本無力承擔智能制造對于成本的需求。
—北京蘭光創(chuàng)新科技有限公司創(chuàng)始人、董事長朱鐸先
我想和大家分享的主題是智能制造如何以提質增效為主線,在工廠、車間中落地應用。
數(shù)字化轉型已經(jīng)成為全球企業(yè)發(fā)展的大勢所趨。出于內部的壓力,本土制造業(yè)成本升高,制造業(yè)企業(yè)盈利難,人均產出低,設備利用率較低。在企業(yè)管理方面,大部分應用還需要優(yōu)化。
智能制造希望使企業(yè)的設備達到自感知、自決策、自適應、自學習的目標,將這一目標放到企業(yè)長遠的規(guī)劃方案里沒有問題,但企業(yè)如果只聚焦于自感知、自決策、自適應的無人工廠,一定會誤入歧途,因為這意味著高投入、低產出、高風險。制造業(yè)企業(yè)根本無力承擔智能制造對于成本的需求。較小規(guī)模的企業(yè)應該以Smart Manufacturing為目標,這一概念來自于德國,Smart Manufacturing的語義與智能制造有異。Smart是指在自動化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化的支撐下如何快速響應市場,避免老齡化嚴重、人口短缺、競爭激烈的情況,保持設備和外界的交流,崗位和外界的交流,及時、客觀、全面、真實地收集信息,做出指導生產的決策。
德國工業(yè)4.0是將企業(yè)信息化,在互聯(lián)互通的系統(tǒng)上和信息系統(tǒng)深度集成,打造虛實一體的智能化系統(tǒng)。美國的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是在設備商安裝的數(shù)字化裝置上進行采集、分析、展現(xiàn)、決策,數(shù)字化裝置也有可能放在云端,這本質上也是Smart Manufacturing。
在車間層面,我們如何將這種想法落地呢?很多企業(yè)希望通過MES軟件系統(tǒng)實現(xiàn)這一概念的落地,但是這些年MES系統(tǒng)的效果并不明顯。MES制造執(zhí)行系統(tǒng)是在1990年中AMR提出的ERP無法管理設備層延伸出來的中間層,1997年MES協(xié)會規(guī)范了11個模塊,但是1997年計算機信息化水平比較落后,所以放低門坎,11個模塊叫MES,2個模塊也叫MES,1997年的定義給今天帶來了隱患。沒有確定模塊數(shù)量的MES定義擾亂了市場。因此,我認為傳統(tǒng)的MES已經(jīng)過時,二十多年前的理論無法支撐今天甚至將來工業(yè)4.0的發(fā)展。
我們要回歸MES本質,將關注點聚焦在執(zhí)行層面。執(zhí)行ERP計劃,將每一道工序分解為單個設備、每一分鐘精細執(zhí)行,建立環(huán)環(huán)相扣的信息系統(tǒng)。我的理念是,MES是基于工業(yè)3.0面向工業(yè)4.0的新型系統(tǒng),工業(yè)3.0達到了在精益市場,精確識別浪費、看板管理等方面的提升。而工業(yè)4.0的核心是CPS(信息物理系統(tǒng)),表現(xiàn)在企業(yè)里面就是M2M(通過移動通信對設備進行有效控制),因此,設備的互聯(lián)互通是基礎。MES系統(tǒng)或智能制造數(shù)字化系統(tǒng),不是一個簡單的信息化系統(tǒng),而是基于工業(yè)3.0的精華精益生產體現(xiàn)智能制造和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)理念的容器,其中包含了更多的管理思想。
2020年提出的MOM概念是MES的升級,適用范圍更廣,MOM的定義是利用高效可靠的消息傳遞機制進行與平臺無關的數(shù)據(jù)交流。它在生產管理、設備管理、質量管理和物聯(lián)網(wǎng)四個方面都可以進行應用,并且是一個平臺化產品
打造一種設備自動化、管理數(shù)字化、生產精益化、人員高效化的數(shù)字化工廠,要從什么地方開始著手呢?從物料的角度,在企業(yè)生產中95%的時間在等待,物料堆積在倉庫,只有5%的時間用于生產資源的增值;從設備的角度,設備三分之二的時間是等待,只有三分之一的時間運轉。我們可以從這一方面考慮,進行優(yōu)化,發(fā)揮設備和無限的潛力,用最少的成本可以提高最大的效率。首先我們要優(yōu)化計劃,避免等待、延期,制定合適的計劃能夠讓每一分鐘成本效率最高,生產最均衡,等待時間最少、交貨期延遲最少。其次是庫存盡量優(yōu)化,減少資金的擠壓。最后是形成過程的協(xié)同,避免工人因為各種原因影響生產,比如機床長時間待機。在質量方面,我們的產品一致性不足,不夠穩(wěn)定,我們要做到生產時的設備受控,實時問題監(jiān)控加工的參數(shù)受控,還要做到透明生產,能夠進行事后追溯,預估未來生產。為此,我提出六個維度的智能化:計劃源頭智能、生產過程智能、設備互聯(lián)互通智能、資源管控智能、質量管控智能、決策支持智能,希望打造一個基于六維智能、平臺化的MES系統(tǒng)。
系統(tǒng)能夠達成以下幾個目標:第一是將車間的設備,無論是各種機床、熱處理設備還是機器人連成一體,解決溝通問題,實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)采集、大數(shù)據(jù)分析、可視化展現(xiàn),系統(tǒng)能將無論是帶網(wǎng)卡的機床還是不帶網(wǎng)卡的機床或是老的設備、熱處理機器人都連接起來;第二是數(shù)據(jù)源頭智能,這樣我們可以分解到每一個設備、每一分鐘、每一道工序,保持整個生產過程的均衡、生產效率最高,等待時間最少,實時監(jiān)控設備,使生產過程透明;第三是將工具、物料的庫存進行優(yōu)化,釋放資金,減少擠壓;第四是精準管控產品質量,實時反應,出現(xiàn)問題迅速追溯,固化參數(shù),積累行業(yè)經(jīng)驗,分析、展現(xiàn)結果。
工業(yè)4.0是信息化設備、車間、產業(yè)之間的深度集成,是數(shù)據(jù)設備互聯(lián)互通、打通上下游信息孤島,實現(xiàn)數(shù)字自動流動,對產品進行遠程運維,社會化的協(xié)同,最終達到縱向集成,端對端集成和橫向集成的目標。
(根據(jù)演講內容整理,未經(jīng)本人審核)