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建立智慧工厂,实现智能制造

近些年,我们发现制造企业的客户要求出现这样的趋势:品种多、批量少、交期短、客户定制化严重,这是当前对于制造企业来说最大的挑战。

与此同时,由于汇率、经济环境等因素变化,使供应链风险增加,售后服务复杂化。在这些方面,所有企业都在面对着挑战。而对于依照传统模式组织生产的企业来说,这样的挑战更加严峻。

在这样的形势之下,制造企业建立智能工厂,实现智能制造是制造业的未来。“一台设备,一步工艺,制造出一个完整的产品,100%的一次合格率”,这是几年前劳斯莱斯的精益改善大师肖波先生提到的目标。今天,德国高度自动化的数控机床完全实现了这个目标。

智慧工厂实现智能制造

新技术如3D打印、智能化设计软件等,大大降低了中小企业的产品开发流程。产业分工和产业集群的兴起,也让企业不用再像三十年前一样完成制造业从头到尾的所有工作。创投、众筹及产业链金融等创新的金融手段,也让中小企业比过去具有更强的融资能力。我国制造企业应积极实现对于用户个性化和定制化需求的响应,对产品设计、生产过程和服务流程进行再设计,用信息化的手段、自动化的设备、智能化的生产体系来改造自己,用精益六西格玛管理来贴近客户需求,实现智能化生产的目标。

建立智慧工厂,实现智能制造,包含以下五个重要方面。

第一,虚拟制造。采用虚拟设计软件设计出一个产品或零件,并在实际进人车间之前对制造工艺进行仿真。虚拟制造主要是解决制造商与供应商之间的虚拟设计、仿真软件存在的不能互联互通问题。

第二,自动化。实现尽可能的自动生产、自动传输和机器人及机械手的操作,确保产品的一致性和生产效率的稳定。

第三,智能机器。智能机器主要是使机器能够采集数据,并与车间内其他机器的数据进行互通,以使机器性能达到最优。

第四,柔性工厂。柔性工厂主要是通过更快速、便捷地更改数字化生产指令,实现制造操作实时变更,而无需停机,以优化生产效率与敏捷性。

第五,供应链协作。为了应对客户日益变化的需求以及越来越短的交付周期要求,制造企业必须与供应商保持密切合作,才能更有效地重构制造操作,生产定制化产品,而敏捷制造能力和供应链操作因此变得尤为重要。为了获得理想的敏捷制造能力,制造企业必须对供应链保持可见性,以优化供应商的库存,使供应商具有最优的执行能力。

为了构建智慧工厂,上述五个方面还需要强大的信息技术基础架构及通用软件平台的支持。这也是GE正在主导的工业互联网的价值,通过信息技术基础架构将整个制造供应链连接起来,通过通用软件平台将企业内与制造相关的所有数据系统集成起来。

GE近两年新建设的工厂均开始采用“智慧工厂”制造模式,这正是GE落实“工业互联网”理念的具体实现。

在过去的20世纪,生产收益大部分取决于单独机器的生产力提升。未来,生产收益则将通过数字整合、高级分析和3D打印与高级机器人等技术的结合来实现。而传统意义上的“工厂”也将实现突破性的升级,化身“智能型工厂”。像GE、思科、英特尔和其他一些企业都纷纷开始设想“智能型工厂”概念,数字与实体工厂间的区别将不再那么明显,软件和硬件原件的能力将更好地实现互补,带来新的生产方法。这样的工厂不但将把设计、产品工程、制造、供应链和分销整合成一个有凝聚力的智能数字链接,还将对机器和产品间流动的庞大数据进行分析,从而实现对整个系统的实时分析,显著提升速度与效率。

据GE的研究人员测算,“智慧工厂”制造模式的实施预计将会使产品开发周期加快20%,制造及供应链效率提高20%。

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