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[轉載]智能制造不僅僅是自動(dòng)化和信息化
日期:2018-12-10瀏覽量:1929來(lái)源:

智能制造概念隨著(zhù)“工業(yè)4.0”和“中國制造2025”的提出被日益熱炒,眾說(shuō)紛紜,做軟件的說(shuō)智能制造就是信息化、數字化,做硬件的說(shuō)智能制造就是自動(dòng)化,或者是信息化+自動(dòng)化,其實(shí)這些都不是真正的智能制造。

如果說(shuō)互聯(lián)網(wǎng)改變了人們的消費模式,那么智能制造將徹底改變生產(chǎn)模式,重構整個(gè)價(jià)值鏈的實(shí)現方式,她所帶來(lái)的影響要比消費領(lǐng)域的互聯(lián)網(wǎng)大上十倍甚至上百倍,一個(gè)僅僅是在價(jià)值流通環(huán)節實(shí)現了信息連接,而另一個(gè)要在價(jià)值創(chuàng )造環(huán)節實(shí)現信息連接。這里不僅涉及到人與人的信息溝通,還涉及到人與設備、人與產(chǎn)品、設備與設備、設備與產(chǎn)品的信息溝通,即所謂的信息物理(CPS)融為一體,做到萬(wàn)物相聯(lián)。

那么究竟什么是智能制造呢?

美國在2016年剛剛通過(guò)的法案中定義智能制造如下:

在信息、自動(dòng)化、監測、計算、傳感、建模和網(wǎng)絡(luò )方面的先進(jìn)技術(shù):
1、數字模擬制造生產(chǎn)線(xiàn)、計算機操控的制造設備、生產(chǎn)線(xiàn)狀態(tài)的監控和交互、全生產(chǎn)過(guò)程中能源消耗和效率的管理及優(yōu)化。
2、廠(chǎng)房能源效率的建模、模擬和優(yōu)化。
3、監測和優(yōu)化建筑的節能性能。
4、產(chǎn)品能源效率及可持續化性能的建模、模擬和優(yōu)化,包括使用數字模型和增材制造加強產(chǎn)品的設計。
5、將制造產(chǎn)品連入網(wǎng)絡(luò )以監控和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò )性能,包括自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò )操作。
6、供應鏈網(wǎng)絡(luò )的數字化連接。

在我看來(lái),美國的定義過(guò)于強調了智能制造的技術(shù)層面,如果我們站在整個(gè)社會(huì )、整個(gè)企業(yè)的角度來(lái)看如何為客戶(hù)創(chuàng )造價(jià)值,我認為智能制造是“通過(guò)信息、自動(dòng)化、監測、計算、傳感、建模和網(wǎng)絡(luò )方面的先進(jìn)技術(shù),實(shí)現產(chǎn)品全生命周期的設計和連接”。信息、自動(dòng)化、監測、計算、傳感、建模和網(wǎng)絡(luò )方面只是技術(shù)手段,最終目的是要實(shí)現產(chǎn)品全生命周期的設計和連接。 

想象一下,在這些先進(jìn)技術(shù)手段的支撐下,產(chǎn)品從設計到制造交付乃至售后服務(wù)的價(jià)值鏈和業(yè)務(wù)模式將重新被定義。

首先需要研究客戶(hù)的個(gè)性化需求特征,比如衣服的顏色、尺寸,汽車(chē)的座椅、內飾等,在設計的時(shí)候進(jìn)行規劃,用模塊化設計來(lái)匹配個(gè)性化選擇特征,以及CBB共享零組件結構來(lái)實(shí)現樂(lè )高玩具式的個(gè)性化選擇。從某種程度上來(lái)說(shuō),完全意義上的個(gè)性化是無(wú)法實(shí)現的或者實(shí)現成本非常高,除非是3D打印,但也會(huì )受制于材質(zhì)。當然,這些需求轉換為設計的過(guò)程都被技術(shù)手段PLM數字化了,可以通過(guò)仿真模擬測試并傳送給客戶(hù)確認。

然后開(kāi)始規劃生產(chǎn)過(guò)程,通過(guò)ERP將信息流和物流進(jìn)行整體統籌協(xié)調,整個(gè)供應鏈流程仍然需要規劃設計,從客戶(hù)需求的管理到計劃體系的執行,乃至供應商的選擇和布局等等。如果沒(méi)有合理設計,信息流和物流就會(huì )在個(gè)性化定制的過(guò)程中變得日益復雜,直至崩潰。就算物聯(lián)網(wǎng)能實(shí)現,這個(gè)成本也會(huì )非常高,因為既要保證物料準時(shí)達到生產(chǎn)線(xiàn),又要避免過(guò)高的庫存占用資源。如果物流設計不合理,過(guò)于離散、搬運距離長(cháng)、路線(xiàn)交叉逆行等,傳感器以及運輸的成本等將直線(xiàn)上升。例如,一家知名的物流巨頭就通過(guò)合理設計路線(xiàn)(如所有車(chē)輛都是右轉行駛)極大地降低了紅燈等待時(shí)間,從而降低物流成本。

接下來(lái)就是個(gè)性化生產(chǎn)的過(guò)程,這里仍然需要生產(chǎn)流程的設計。如同你乘飛機時(shí)托運行李的自動(dòng)分揀線(xiàn)一樣,每秒5米的高速運作分揀生產(chǎn),生產(chǎn)流程被整個(gè)連接起來(lái)實(shí)現連續均衡生產(chǎn),而不是每個(gè)工序斷斷續續的生產(chǎn),這也就是精益生產(chǎn)所要先做好的工作。比自動(dòng)分揀線(xiàn)復雜的是,產(chǎn)品生產(chǎn)并不只有一個(gè)工序,通常是幾十甚至上千道工序。如果沒(méi)有精益布局的設計,在生產(chǎn)流程上根據工藝過(guò)程實(shí)現物理上的連接,智能制造的成本會(huì )呈幾何倍數上升,特別是在裝備、家電、汽車(chē)、機械、航空航天、電子等離散型行業(yè),每個(gè)工序做完去到下個(gè)工序都要做無(wú)數個(gè)選擇,當你通過(guò)精益生產(chǎn)將所有工序連接起來(lái)后,每個(gè)工序的選擇會(huì )減少到很少的個(gè)位數,傳感器、自動(dòng)化以及建模等成本會(huì )極大降低。

最后,產(chǎn)品生產(chǎn)出來(lái)交付到客戶(hù)手中,客戶(hù)在使用過(guò)程中的產(chǎn)品數據通過(guò)網(wǎng)絡(luò )發(fā)送回制造商,制造商通過(guò)這些產(chǎn)品使用大數據,分析客戶(hù)的使用習慣,優(yōu)化產(chǎn)品設計,也可遠程調整產(chǎn)品參數,提高使用性能,降低使用和維護成本。這在飛機發(fā)動(dòng)機上已經(jīng)實(shí)現,GE通過(guò)飛機引擎工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大數據分析,幫助運營(yíng)145架飛機、單月執行1.6萬(wàn)個(gè)航班的歐洲大型航空公司意大利航空(Alitalia)一年節約了1500萬(wàn)美元的燃油成本,由硬件供應商轉型為增值服務(wù)供應商。

所以說(shuō),智能制造并不只是簡(jiǎn)單的信息、自動(dòng)化、監測、計算、傳感等先進(jìn)技術(shù)的應用,她需要先行規劃設計,目標是實(shí)現產(chǎn)品全生命周期的連接。如果沒(méi)有規劃設計,你會(huì )發(fā)現這些信息系統、自動(dòng)化、監測、計算、傳感等各自為政,根本無(wú)法融為一體發(fā)揮作用,我們經(jīng)??吹胶芏嗥髽I(yè)上了幾個(gè)到幾十個(gè)各種各樣的IT系統,結果都變成了信息孤島,數據無(wú)法共享用于分析決策。自動(dòng)化投資很高,結果標準化沒(méi)做好很多產(chǎn)品用不上,利用率低,10年也收不回投資。更別提人-產(chǎn)品-設備-數據之間的互聯(lián)互通,這些生產(chǎn)資源各自都是孤立設計的,從未被作為整體來(lái)考慮。在這種情況下,即使技術(shù)再先進(jìn)也無(wú)法實(shí)現真正的智能制造。 

未來(lái)20年,智能制造將給制造業(yè)帶來(lái)顛覆性的變革,隨著(zhù)人口紅利的消退,制造業(yè)必須實(shí)現效率的翻倍和成本的減半才可支撐經(jīng)濟的良性發(fā)展。對于大部分中國企業(yè)來(lái)說(shuō),通過(guò)精益思想重新規劃研發(fā)-采購-生產(chǎn)-營(yíng)銷(xiāo)-售后的價(jià)值鏈流程和業(yè)務(wù)模式可實(shí)現效率和成本的業(yè)績(jì)提升30-50%,剩下的則可通過(guò)智能制造來(lái)實(shí)現。 

注:本文轉自網(wǎng)絡(luò )!

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