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        淺述陶瓷制造業(yè)數(shù)字化發(fā)展實施路徑

        2023-02-02 00:39:09姚青山
        佛山陶瓷 2023年12期
        關(guān)鍵詞:智能生產(chǎn)設(shè)備

        姚青山

        ( 佛山眾陶聯(lián)供應(yīng)鏈服務(wù)有限公司,佛山 528000)

        1 建筑陶瓷制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的意義

        建筑陶瓷生產(chǎn)企業(yè)大部分是手工生產(chǎn),生產(chǎn)效率低、質(zhì)量不穩(wěn)定、成本高;建筑陶瓷生產(chǎn)盡管已經(jīng)有了很多自動化設(shè)備,但是由于原料的不穩(wěn)定造成配方、窯爐燒成曲線的不穩(wěn)定,多數(shù)生產(chǎn)崗位仍然需要有一定經(jīng)驗的老師傅做生產(chǎn)線管理和工藝調(diào)整。當(dāng)前,許多90 后年輕人不愿意上生產(chǎn)線工作,招來后由于崗位實行計件工資,年輕工人也不愿意通過長期磨煉留在崗位。解決招人難和留人難的問題,需要加快企業(yè)智能化改造。

        在中國制造低成本優(yōu)勢不再,從“制造”向“智造”轉(zhuǎn)變,提高管理過程、生產(chǎn)過程的智能化水平成為企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。在這一背景下的一些頭部建陶企業(yè),通過創(chuàng)新發(fā)明、設(shè)備引進,補齊自動化生產(chǎn)設(shè)備短板,生產(chǎn)各工序的勞動生產(chǎn)率有一定的提升。實現(xiàn)成為行業(yè)內(nèi)標(biāo)桿的企業(yè),需要從數(shù)字化智能工廠開始頂層設(shè)計,分別從信息智能化建設(shè)整體規(guī)劃和智能裝備的研發(fā)、技術(shù)沉淀與引入兩方面切入;其中信息智能化建設(shè)整體規(guī)劃包括8個方面:精益布局與數(shù)字化工廠、研發(fā)設(shè)計系統(tǒng)管理、設(shè)備互聯(lián)互通、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺、生產(chǎn)運營管理系統(tǒng)、信息系統(tǒng)集成、信息安全管理、工業(yè)大數(shù)據(jù)分析。而智能工廠核心裝備研發(fā)流程包括以下幾點:(1)設(shè)計需求的確定:通過現(xiàn)場考察與需求確定,詳細分析每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)及節(jié)點,以數(shù)據(jù)化的形式呈現(xiàn),充分論證其功能性、正確性與必要性;(2)設(shè)備總體設(shè)計:根據(jù)現(xiàn)場取得的數(shù)據(jù)、資料進行總體設(shè)計,同時找出其中需要驗證的關(guān)鍵技術(shù)要點,便于前期開發(fā)驗證;(3)關(guān)鍵點驗證:對于每個關(guān)鍵點必須進行實物驗證,證明其可靠性與效率、質(zhì)量的符合性。驗證設(shè)計與實際效果的差距,不斷地修改完善,直至達到理想的效果;(4)樣機制造:在所有關(guān)鍵點驗證確認(rèn)的基礎(chǔ)上,進行樣機制造與驗證,這將縮短開發(fā)周期,降低成本的基礎(chǔ);(5)驗證與推廣:樣機通過正常運行,取得預(yù)期的產(chǎn)量、質(zhì)量、成本數(shù)據(jù)參數(shù),同時確定優(yōu)化方向,助力所研發(fā)裝備后續(xù)的大范圍推廣;(6)進口國外新設(shè)備:詳細確認(rèn)設(shè)備的使用場景,是否匹配產(chǎn)品的生產(chǎn)需求,同時拆分對比各項產(chǎn)量、質(zhì)量、運行耗用參數(shù),判斷其適合性。

        2 數(shù)字化轉(zhuǎn)型的主要工作

        在數(shù)字化轉(zhuǎn)型中,行業(yè)部分頭部陶瓷企業(yè)及數(shù)字化服務(wù)商都在積極探索開拓,投入大量的人力物力打造建陶制造化數(shù)字化示范工廠或車間。在這個過程中,陶瓷行業(yè)有兩種模式,一種高投入投建新的生產(chǎn)線打造數(shù)字化工廠,另一種是低投入存量生產(chǎn)線打造數(shù)字化工廠/車間,都是精心布局及全局規(guī)劃;通過投入自動化裝備,建設(shè)信息化管理系統(tǒng),搭建智能中控平臺,實現(xiàn)企業(yè)信息高效傳遞,智能化水平大幅提高,企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型基本完成。建立數(shù)字工廠模型,通過實時數(shù)據(jù)進行模型優(yōu)化,提升整體的運作效率,從而做到產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率的提升。從行業(yè)整體來看,陶瓷企業(yè)通過數(shù)字化改造形成了“四系統(tǒng)三平臺”的格局。

        “四大系統(tǒng)”為PLM 系統(tǒng)、企業(yè)資源管理系統(tǒng)(ERP)、信息集成系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)運維系統(tǒng)。陶瓷研發(fā)設(shè)計,通過PLM 系統(tǒng)進行產(chǎn)品數(shù)據(jù)定義、研發(fā)BOM 管理、項目變更管理等工作;該系統(tǒng)不僅支持現(xiàn)有已知2D/3D 設(shè)計軟件的集成,且支持未知和未來的應(yīng)用軟件的開放式集成;“企業(yè)資源管理系統(tǒng)”覆蓋了財務(wù)、營售、采購、倉儲、生產(chǎn)等方面的信息,具有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、銷售管理、采購管理、倉庫管理、銷售核算管理、采購核算管理等功能,通過該系統(tǒng)打通采購、倉儲、生產(chǎn)、銷售等環(huán)節(jié)的信息流通,可以從采購訂單、物料、工單、銷售訂單等方面維護實現(xiàn)生產(chǎn)進度的控制和查詢。在生產(chǎn)環(huán)節(jié),陶瓷企業(yè)打造了生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES),以建立集約、協(xié)作、高效、精益的現(xiàn)代生產(chǎn)理念為目標(biāo),進一步提高公司生產(chǎn)管控能力,提升生產(chǎn)管理水平,構(gòu)建新的生產(chǎn)管理體系。MES系統(tǒng)主要包含生產(chǎn)管理、品質(zhì)管理、工藝管理、物流管理、設(shè)備管理等功能,實現(xiàn)從生產(chǎn)計劃到產(chǎn)品交付的全過程的信息化管理,包括生產(chǎn)計劃下達、領(lǐng)料、生產(chǎn)、入庫等業(yè)務(wù)流程的信息化,實現(xiàn)業(yè)務(wù)流程數(shù)據(jù)采集,記錄生產(chǎn)過程信息、物料防錯信息、產(chǎn)品追溯信息和關(guān)鍵生產(chǎn)資源的實時狀況,實現(xiàn)可追溯生產(chǎn)和透明化生產(chǎn);

        “三大平臺”為互聯(lián)互通基礎(chǔ)平臺、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺、工業(yè)大數(shù)據(jù)分析平臺。建陶企業(yè)主要生產(chǎn)設(shè)備包括喂料機、球磨機、干燥制粉、成型裝備、施釉設(shè)備、各類干燥及燒成窯爐、拋光磨邊、智能物流輸送線等,均留有對外信息接口模塊。通過現(xiàn)場工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和DNC 數(shù)采控制模塊,將主要設(shè)備的加工信息、運作狀態(tài)、產(chǎn)品進度進行數(shù)據(jù)實時采集;同時通過各類協(xié)議將數(shù)據(jù)從設(shè)備傳至邊緣網(wǎng)關(guān),再經(jīng)過邊緣網(wǎng)關(guān)經(jīng)過處理,將設(shè)備的有效數(shù)據(jù)上傳和回饋,實現(xiàn)設(shè)備間信息的互聯(lián)互通,完成數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)平臺建設(shè);建陶企業(yè)通過搭建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,實現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)的實時采集與監(jiān)控。

        3 智能工廠建設(shè)實施要點

        建陶企業(yè)需要通過突破傳統(tǒng)觀念,根據(jù)自動化設(shè)備的需要,確定工藝參數(shù)。因此應(yīng)配置全球資源,實現(xiàn)工藝目標(biāo),把質(zhì)量和效率落到實處。在智能工廠建設(shè)實施階段的第一步,工廠生產(chǎn)需要平衡計算。智能工廠必須是后段的生產(chǎn)能力略大于前段的生產(chǎn)能力,通過計算將流程數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)起來,包括物料計算、土建設(shè)施、設(shè)備配置、人員配置、工作班次等內(nèi)容,也是工廠設(shè)計的基礎(chǔ)。其次是工廠成本預(yù)估與工資待遇承載能力計算。建陶智能工廠項目建設(shè)過程中,需要秉承“精益先行、頂層設(shè)計、分步實施、三線并進、整體調(diào)控”的方針,才能順利完成數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能制造發(fā)展。

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