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数字化车间,智能制造主战场!

发布日期:2020-03-15 22:15 浏览次数:

​数字化车间,智能制造主战场!   

         数字化车间建设要以实际需求为牵引,以经济效益为驱动,以成功落地为导向。在先进设备的基础上,在管理方面深挖潜力,充分发挥人的作用,构建数字化、网络化和适度智

能的生产模式,切实做到降本提质增效,提升企业的竞争力。


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        经济学家威廉·拉佐尼克在《车间的竞争优势》一书中强调指出:“在价值创造过程中,其核心是通过车间生产将原料转化为产品——这可以称为生产性转化。”

在制造型企业,车间处于非常重要的位置。企业价值最终表现在产品与服务上,而车间是企业中将各种图纸转变为产品的主要场所,是决定生产效率与产品质量的重要环节,车间是企业中员工数量最多的组织。因此,在很大程度上,车间强则企业强,车间智则企业智。《中国制造2025》中也明确指出:“推进制造过程智能化,在重点领域试点建设智能工厂/数字化车间。”数字化车间建设是智能制造的重要一环,是制造企业实施智能制造的主战场,是制造企业走向智能制造的起点。

      数字化车间是智能车间的第一步,也是智能制造的重要基础数字化车间建设有三条主线

一条以机床、热处理设备、机器人、测量测试设备等组成的自动化设备与相关设施,实现生产过程的精确化执行,这是数字化车间的物理基础。

第二条以MES为中心的智巧化管控系统实现对计划调度、生产物流、工艺执行、过程质量、设备管理等生产过程各环节及要素的精细化管控,这是典型的赛博系统。

第三条在互联互通的设备物联网基础上,以之作为桥梁,联接起赛博空间的MES等信息化系统与机床等物理空间的自动化设备,构建车间级的CPS系统,实现了赛博与物理两个世界的相互作用、深度融合。

三条主线交汇,实现数据在自动化设备、信息化系统之间按照人的意愿进行有序流动,将整个车间打造成软硬一体的系统级CPS,最终实现高效、高质、绿色、低成本的生产模式,提升企业竞争力。

      如果说设备、MES、CPS等三条主线是“实线”的话,精益生产则是数字化车间建设的一条“虚线”,要贯穿数字化建设的始终。

1)精益生产,智能制造的重要指导思想

      精益生产是管理学史上重要的实践成果之一,深刻地影响着全球制造业。精益生产基本思想并没有随着智能制造的发展而落伍,恰恰相反,精益思想是企业进行智能制造体系构建的重要指导思想之一。

2)智能制造,精益生产的有效使能手段

      传统精益生产目视管理有很多很有效的手段和方法,比如5S管理、安灯、标准作业三票、可视化看板等方法。这些方法可以直观地提示发生问题的区域、工位、或是机台、材料等信息,但是要深究问题的根本原因还需要大量的观察与分析,当变异的条件发生变化时,会给分析带来很多困难。而智能制造以数字化、网络化、智能化等新技术、新手段可以较容易地解决这些问题。因此,精益生产的理念与手段应该随着智能制造的发展而发展。

3)殊途同归,精益智能共促企业良性发展

      虽然精益生产与智能制造是两个领域的概念,侧重点也不尽相同,精益生产主要是强调了生产过程中的管理理念与实现方法,智能制造更侧重技术实现,但两者是相辅相成的关系。

      数字化车间建设是一项复杂的系统工程,可遵循以下实施策略。

1)统筹规划,服务战略

      智能制造不是企业的目的,企业真正目的是通过智能制造实现降本提质增效,提升企业竞争力。数字化车间建设要为这个目的服务,从整体上服务于企业经营战略。

企业要结合自身实际情况,基于企业战略进行智能制造的设计。比如,要对企业所处行业、企业规模、产品特点、盈利能力、行业地位、发展趋势以及企业自身基础、存在问题、实施目标等,进行深入分析并综合考虑,这些不同的因素决定了企业不同的实施智能制造方法和路径。

      企业在进行数字化车间建设之前,一定要领导出面并持续关注,在企业战略目标指导下进行系统规划,逐步厘清企业存在的问题、建设目标、解决思路和实施步骤,调动企业各方资源,通力合作,避免信息化部门或车间等单一部门孤军作战,通过工艺优化、组织优化、流程优化、管理优化等工作,为数字化车间建设提供坚实基础。

2)聚焦痛点,扎实推进

      基于降本提质增效、快速响应市场的目的,从车间存在的实际痛点出发,打造一个能解决实际问题的数字化车间管控系统,在工艺、设备、管理以及信息化、网络化、智能化等各个方面有重点地进行优化、挖掘潜力,最大程度地提升企业生产效率及管理水平。

   数字化车间建设有很多阶段,其实施顺序取决于存在问题、生产特点、企业基础及资金投入等多种因素,切忌贪大贪全,可从基础、较易成功的地方着手。比如,从设备互联互通做起,因为设备通讯、数据采集这些内容都是客观因素,不太涉及人员、管理等主观因素,实施的可控性强,成功率高。项目成功后,大家对信息化建设的信心与热情就会增加,就会主动要求更多的改进与功能扩展。

      在前面成功实施的基础上,逐渐推进到MES等涉及人员、管理等信息化系统,由于这些系统需要部分变更人员工作习惯及车间生产管理模式,主观成分较大,甚至会触动一些人的利益,实施的难度相对较大,可放在设备互联互通等步骤之后,这也是一种较为务实的做法。当然,基础好、推进力度大的企业,也可采取同步实施的方式。

3)以人为本,管理取胜

      智能制造不是“机器换人”的过程,而是以自动化、数字化、网络化、智能化等新理念、新技术手段,帮助人类实现更高效、更高质、更绿色、更低成本的生产与服务。在智能制造时代,人变得更加重要,而不是相反。无论是机器人等设备,还是MES等信息化系统,都要基于帮助人、服务于人这个出发点,而不是简单地替代人、减少人。无论多么先进的系统,如果不把人的积极性调动起来,系统就不能发挥最大价值。 

4)效益驱动,落地为王

     在数字化车间建设中,既要符合智能制造的理念,有一定的先进性、前瞻性,又要本着务实落地原则。要汲取当年CIMS的经验与教训,不要过于理想化,不要过多强调自感知、自决策、自执行、自组织、自学习等所谓高大上技术,企业不是研究机构,应该以创造效益为根本目的。

      通过成功实施数字化车间系统,企业在车间管理方面将会有质的提升,为企业智能化转型升级奠定良好的基础。

1)设备互联,“哑设备”聪明起来

      通过设备的互联互通,将设备由以前的单机工作模式,升级为数字化、网络化、智能化的管理模式。

2)协同生产,让设备高效地运转

   通过系统中的计划、排产、派工、物料、质量等模块,实现各种信息的共享与协同,做到车间层面精准化计划、精益化生产、可视化展现、精细化管理,可明显提升设备生产效率,降低生产成本。

3)虚实融合,数据在流动中增值

   改变传统的制造模式,做到虚拟世界与物理世界深度融合,虚实精准映射、相互促进。管理者能做到“看得见,说得清,做得对”,实现了生产过程的“Smart”,即敏捷、高效、高质、低成本、绿色、协同的智巧化生产与服务模式。

4) 智能制造,降本提质增效是标尺

      通过数字化车间建设,对车间进行全面的科学管控,可对企业生产效率、产品质量、生产成本等方面有明显改善。

以下是数字化车间系统实施后的统计结果:

  • 制造信息量提高15-60%

  • 生产效率提高10-30%

  • 计划质量提高25-70%

  • 生产透明度20-70%

  • 经济效益提高10-25%

  • 生产灵活性提高15-60%

  • 生产周期降低15-40%

  • 外协费用降低5-15%

  • 生产准备成本降低15-40%

  • 处理紧急事故的成本降低20-60%

  • 生产管理成本减少15-25%

  • 生产计划成本降低10-30%

  • 产品准时交货率提高15-40%

         

     目前市场上号称能做数字化车间或MES系统的公司有很多,良莠不齐。企业在系统选型时应从以下几个方面进行考虑:

1)完整性。很多系统只是停留在生产、库房、质量等部分模块上,不能够对车间进行全方位的管理,这类系统不能称之为真正意义上的数字化车间或MES系统。

2)先进性。制造企业需要的是一套理念及技术先进的系统,才能支撑起智能制造的发展需要,才能最大程度地发挥车间的生产潜能,而不仅仅满足于台账的电子化或者简单的看板管理。

3)成熟性。系统应该是有行业成功案例的成熟产品,并具有良好的灵活性和扩展性便于根据企业实际情况进行快速定制开发与系统部署,减少企业的实施风险。

4)专业性。数字化车间系统具有非常明显的行业背景,用户要根据自己的行业特点、具体需求来选择专业的系统。

5)技术团队。数字化车间系统需要专业团队进行二次开发与实施,需要周到、及时、专业的服务,确保项目的成功率及将来可持续性的服务。

6)选型人员组成要合理。最好采用“IT为主导,用户为主体”的方式,否则,纵然是IT部精挑细选回来的软件,使用部门不愿意配合使用,这样的系统即便是再好,最终还是避免不了失败的结局。

7)易用性。系统使用界面友好,操作简单,易学易用,确保车间工人能掌握。

8)性价比高。在满足使用要求前提下,还要做到价格合理、功能实用,降低企业购置成本。

      总之,数字化车间建设要以实际需求为牵引,以经济效益为驱动,以成功落地为导向。在先进设备的基础上,在管理方面深挖潜力,充分发挥人的作用,构建数字化、网络化和适度智能的生产模式,切实做到明显的“降本提质增效”。并以量化数据为基础,循序渐进,有效地提升企业的竞争力。比如通过三年时间,能将设备利用率提高一倍,将产品合格率提升一个档次,就极有可能“确保企业的未来”,这才是比较务实的数字化车间建设原则。

 

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