智能制造專題

鄭永亮:智能制造之路如何走?

發布時間:[2018-03-24] 發布者:Admin 瀏覽量:63次




中國兩化融合服務聯盟

合作共贏 各得其所

兩化融合創新服務的領航者,新型工業化理論體系的探索者,數據驅動的系統解決方案推廣者,制造強國和網絡強國協同發展的踐行者

改造提升傳統動能 培育發展新動能

來源:人民郵電報? 文/泰爾認證研究所副總工 鄭永亮 

 

近年來,為了應對全球性金融危機和經濟不景氣的挑戰以及新一輪工業革命帶來的機遇,西方發達國家紛紛提出了發展先進制造業的國家戰略,其中美國于2012年2月發布了《先進制造業國家戰略計劃》,德國在2013年4月推出了《德國工業4.0戰略》,英國也于2013年10月推出了《英國工業2050戰略》。在我國,為了適應國內經濟發展新常態,把握新一輪工業革命帶來的改革發展機遇期,政府也適時提出了《中國制造2025》的國家發展戰略,并先后出臺了《積極推進“互聯網 ”行動的指導意見》、《深化制造業與互聯網融合發展的指導意見》等一系列政策,明確提出以創新驅動、融合發展為主線,以推進智能制造為主攻方向的中國制造業轉型升級指導思想。作為中國制造2025與德國工業4.0、美國工業互聯網的交匯點,智能制造正在被國內外產學研各界廣泛熱議和深入探討。那么,具體到企業實施層面,智能制造究竟該如何推進呢?答案也許是應走出一條以工業物聯網為基礎,以數據采集利用為手段,以管理創新為核心,以精益化和柔性化制造為目標,以集成和協同為方向的智能制造之路。

1.部署工業物聯網

目前,自動化、數字化、網絡化、智能化的設備技術改造路線已經得到普遍認同。對于國內制造企業而言,設備的自動化和數字化水平雖然已初步具備了一定的基礎,但是絕大多數為單機使用,同時對于設備數據也沒有加以采集和利用。

 

面對這一現狀,企業首先需要進行網絡化改造,包括充分利用數字化設備的通信接口、在自動化設備上加裝傳感器和控制器,并因地制宜地利用有線或無線網絡接入技術,建設覆蓋全工序全流程以及各類生產、檢測、物流設備的工業互聯網,充分采集制造過程中產生的大量數據和圖像信息,從而為設備的集中監視、遠程控制、協同制造創造條件。

 

另外,對于生產過程中的物流管理,可考慮采用條碼識別或集中供料、自動計量的方式采集原輔材料及在制品的實時用量和庫存數據,以便在精益生產管理過程中實現生產全過程中物料的“JIT”精準供應和實時的成本核算。

2.打通信息縱向通道

目前國內制造企業已普遍應用了財務管理軟件,ERP(企業資源管理系統)和OA(自動化辦公系統)也得到了一定的推廣和普及。但產品和工藝設計、生產制造、設備管理、倉儲物流管理、質量管理等方面的信息化應用尚未普及,也沒有充分打通設備監控與操作層、生產運營管控層、企業經營決策層之間的信息流轉通道,大量數據沒有得到有效地收集和開發利用、信息傳遞不及時,現場管理主要依靠管理人員的經驗,管理水平還遠未達到數字化、科學化和精細化的程度。

 

對此,企業需要在設備聯網改造的基礎之上,在監控操作層開發部署DCS(分布式控制系統)、SCADA(數據采集與監視控制系統)、APC(先進控制系統)等工業控制系統;在生產運營層開發部署MES(制造執行系統)、APS(高級計劃與排程系統)、EM(設備管理系統)、CAD/CAE/CAPP(計算機輔助設計/工程/工藝規劃)、PLM/PDM(產品生命周期/產品數據管理)、LIMS(質量管理系統)、WMS(倉儲管理系統)等信息化系統;在經營決策層部署ERP、SCM(供應鏈管理)、CRM(客戶關系管理)等系統。并通過數據接口、中間件、數據總線、ESB(企業服務總線)等實現從設備層一直到決策層的集成,消除信息孤島,確保對企業大數據進行充分加工和利用,從而構建數字化工廠。

3.導入先進管理理念

導入先進管理理念,是為了提升全工序的集成化、精益化、柔性化的制造能力。

 

采取實施設備網絡化改造、提高數據自動采集率、部署工業軟件、開展物理系統與信息系統的集成等措施的最終目的,并不僅僅是為了提高生產自動化水平,實現機器替代人,而是以優化生產節拍、提高生產效率、降低庫存、控制成本浪費、提升產品質量為核心,全面推行精益生產等先進管理理念,提升全工序的集成化、精益化、柔性化制造能力。

 

導入先進管理理念,包括借助APS先進排程模型優化生產計劃和調度管理,解決以往生產組織粗放管理、生產計劃柔性不足等問題;利用從設備上直接采集的數據實時監控生產進度和設備狀態;通過對設備實時的工藝參數進行CPK(工序能力指數)計算和分析,開展統計過程控制,從源頭控制產品質量、預防不合格品產生;利用條碼、二維碼、RFID等技術提高原材料在各個環節的信息采集效率,為生產組織、物流管理、成本核算等提供精準的數據;基于實時采集的數據,開展OEE(設備綜合效率)分析,更精確地開展IE(工業工程)管理,實施“人機料法環”全面的生產過程優化等。

4.整合企業內外部資源

對于企業而言,整合企業內外部資源,就是要借助先進的技術實現價值網絡上的集成和協同,讓生產根據市場需求的調整而調整。

 

智能制造的核心在于借助CPS信息物理系統,充分運用自動化、信息化、互聯網、物聯網、人工智能等先進技術,把企業的設備、生產線、物料、員工、供應商及客戶緊密聯系在一起,把數據作為一種新型的生產要素進行全面管理和深化應用,全面推進業務流、資金流、物流中信息的數字化、網絡化、集成化的發展,并不斷提升從數據到信息再到知識全過程的自動化采集、處理、分析和利用的水平,從而優化企業資源配置、提高管理效率、提升企業競爭力,為客戶提供差異化、端到端的生產和服務。

5.以管理創新為核心

智能制造是信息化與工業化的深度融合,它不僅是先進的IT、OT等技術的引進和創新,更是企業管理的創新和模式的創新。回顧改革開放三十年來國內制造企業的轉型升級之路,應該說自動化、信息化建設得到了快速發展,但從全球市場競爭來看,仍然存在高端產能不足、中端產能過剩、低端產能競爭優勢減弱等問題,單純強調技術而忽視管理可能是其中的原因之一。因此,智能制造應以技術創新為基礎,以管理創新為核心。

 

例如,當前大量企業都部署應用了ERP系統,但真正能夠借助該系統實現企業業務整合、資源配置優化的并不多見。究其原因,主要在于多數企業僅僅把ERP看作一個信息化工具加以應用,而沒有真正理解蘊含其中的流程化管理思想。系統導入前沒有進行充分的業務流程優化或業務流程再造,僅僅基于現實的做法用電子化手段代替了原來的人工錄入、審批和統計等工作,在整個業務流程上部門間的壁壘沒有被徹底打破,不增值、冗余的流程環節依然存在,流程本身的效率并沒有得到充分優化和提升。

* * *

總體來看,企業應立足自身的戰略規劃和布局,結合行業特點和自身現狀,統籌考慮軟件與硬件、技術與管理、信息化與工業化等手段,穩步推進自身的智能制造建設,逐步提升自身的綜合競爭力。

中國兩化融合服務聯盟

合作共贏 各得其所

兩化融合創新服務的領航者,新型工業化理論體系的探索者,數據驅動的系統解決方案推廣者,制造強國和網絡強國協同發展的踐行者

改造提升傳統動能 培育發展新動能

來源:人民郵電報? 文/泰爾認證研究所副總工 鄭永亮 

 

近年來,為了應對全球性金融危機和經濟不景氣的挑戰以及新一輪工業革命帶來的機遇,西方發達國家紛紛提出了發展先進制造業的國家戰略,其中美國于2012年2月發布了《先進制造業國家戰略計劃》,德國在2013年4月推出了《德國工業4.0戰略》,英國也于2013年10月推出了《英國工業2050戰略》。在我國,為了適應國內經濟發展新常態,把握新一輪工業革命帶來的改革發展機遇期,政府也適時提出了《中國制造2025》的國家發展戰略,并先后出臺了《積極推進“互聯網 ”行動的指導意見》、《深化制造業與互聯網融合發展的指導意見》等一系列政策,明確提出以創新驅動、融合發展為主線,以推進智能制造為主攻方向的中國制造業轉型升級指導思想。作為中國制造2025與德國工業4.0、美國工業互聯網的交匯點,智能制造正在被國內外產學研各界廣泛熱議和深入探討。那么,具體到企業實施層面,智能制造究竟該如何推進呢?答案也許是應走出一條以工業物聯網為基礎,以數據采集利用為手段,以管理創新為核心,以精益化和柔性化制造為目標,以集成和協同為方向的智能制造之路。

1.部署工業物聯網

目前,自動化、數字化、網絡化、智能化的設備技術改造路線已經得到普遍認同。對于國內制造企業而言,設備的自動化和數字化水平雖然已初步具備了一定的基礎,但是絕大多數為單機使用,同時對于設備數據也沒有加以采集和利用。

 

面對這一現狀,企業首先需要進行網絡化改造,包括充分利用數字化設備的通信接口、在自動化設備上加裝傳感器和控制器,并因地制宜地利用有線或無線網絡接入技術,建設覆蓋全工序全流程以及各類生產、檢測、物流設備的工業互聯網,充分采集制造過程中產生的大量數據和圖像信息,從而為設備的集中監視、遠程控制、協同制造創造條件。

 

另外,對于生產過程中的物流管理,可考慮采用條碼識別或集中供料、自動計量的方式采集原輔材料及在制品的實時用量和庫存數據,以便在精益生產管理過程中實現生產全過程中物料的“JIT”精準供應和實時的成本核算。

2.打通信息縱向通道

目前國內制造企業已普遍應用了財務管理軟件,ERP(企業資源管理系統)和OA(自動化辦公系統)也得到了一定的推廣和普及。但產品和工藝設計、生產制造、設備管理、倉儲物流管理、質量管理等方面的信息化應用尚未普及,也沒有充分打通設備監控與操作層、生產運營管控層、企業經營決策層之間的信息流轉通道,大量數據沒有得到有效地收集和開發利用、信息傳遞不及時,現場管理主要依靠管理人員的經驗,管理水平還遠未達到數字化、科學化和精細化的程度。

 

對此,企業需要在設備聯網改造的基礎之上,在監控操作層開發部署DCS(分布式控制系統)、SCADA(數據采集與監視控制系統)、APC(先進控制系統)等工業控制系統;在生產運營層開發部署MES(制造執行系統)、APS(高級計劃與排程系統)、EM(設備管理系統)、CAD/CAE/CAPP(計算機輔助設計/工程/工藝規劃)、PLM/PDM(產品生命周期/產品數據管理)、LIMS(質量管理系統)、WMS(倉儲管理系統)等信息化系統;在經營決策層部署ERP、SCM(供應鏈管理)、CRM(客戶關系管理)等系統。并通過數據接口、中間件、數據總線、ESB(企業服務總線)等實現從設備層一直到決策層的集成,消除信息孤島,確保對企業大數據進行充分加工和利用,從而構建數字化工廠。

3.導入先進管理理念

導入先進管理理念,是為了提升全工序的集成化、精益化、柔性化的制造能力。

 

采取實施設備網絡化改造、提高數據自動采集率、部署工業軟件、開展物理系統與信息系統的集成等措施的最終目的,并不僅僅是為了提高生產自動化水平,實現機器替代人,而是以優化生產節拍、提高生產效率、降低庫存、控制成本浪費、提升產品質量為核心,全面推行精益生產等先進管理理念,提升全工序的集成化、精益化、柔性化制造能力。

 

導入先進管理理念,包括借助APS先進排程模型優化生產計劃和調度管理,解決以往生產組織粗放管理、生產計劃柔性不足等問題;利用從設備上直接采集的數據實時監控生產進度和設備狀態;通過對設備實時的工藝參數進行CPK(工序能力指數)計算和分析,開展統計過程控制,從源頭控制產品質量、預防不合格品產生;利用條碼、二維碼、RFID等技術提高原材料在各個環節的信息采集效率,為生產組織、物流管理、成本核算等提供精準的數據;基于實時采集的數據,開展OEE(設備綜合效率)分析,更精確地開展IE(工業工程)管理,實施“人機料法環”全面的生產過程優化等。

4.整合企業內外部資源

對于企業而言,整合企業內外部資源,就是要借助先進的技術實現價值網絡上的集成和協同,讓生產根據市場需求的調整而調整。

 

智能制造的核心在于借助CPS信息物理系統,充分運用自動化、信息化、互聯網、物聯網、人工智能等先進技術,把企業的設備、生產線、物料、員工、供應商及客戶緊密聯系在一起,把數據作為一種新型的生產要素進行全面管理和深化應用,全面推進業務流、資金流、物流中信息的數字化、網絡化、集成化的發展,并不斷提升從數據到信息再到知識全過程的自動化采集、處理、分析和利用的水平,從而優化企業資源配置、提高管理效率、提升企業競爭力,為客戶提供差異化、端到端的生產和服務。

5.以管理創新為核心

智能制造是信息化與工業化的深度融合,它不僅是先進的IT、OT等技術的引進和創新,更是企業管理的創新和模式的創新。回顧改革開放三十年來國內制造企業的轉型升級之路,應該說自動化、信息化建設得到了快速發展,但從全球市場競爭來看,仍然存在高端產能不足、中端產能過剩、低端產能競爭優勢減弱等問題,單純強調技術而忽視管理可能是其中的原因之一。因此,智能制造應以技術創新為基礎,以管理創新為核心。

 

例如,當前大量企業都部署應用了ERP系統,但真正能夠借助該系統實現企業業務整合、資源配置優化的并不多見。究其原因,主要在于多數企業僅僅把ERP看作一個信息化工具加以應用,而沒有真正理解蘊含其中的流程化管理思想。系統導入前沒有進行充分的業務流程優化或業務流程再造,僅僅基于現實的做法用電子化手段代替了原來的人工錄入、審批和統計等工作,在整個業務流程上部門間的壁壘沒有被徹底打破,不增值、冗余的流程環節依然存在,流程本身的效率并沒有得到充分優化和提升。

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總體來看,企業應立足自身的戰略規劃和布局,結合行業特點和自身現狀,統籌考慮軟件與硬件、技術與管理、信息化與工業化等手段,穩步推進自身的智能制造建設,逐步提升自身的綜合競爭力。

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