近年來,智能制造熱潮席卷神州大地,成為推進“中國制造2025”國家戰略最重要的舉措。其中,智能工廠(SmartFactory)作為智能制造重要的實踐領域,已引起了制造企業的廣泛關注和各級政府的高度重視。本文將分析國內外智能工廠建設的現狀與問題,智能工廠的內涵,以及推進智能工廠建設的成功之道。
近年來,全球各主要經濟體都在大力推進制造業的復興。在工業4.0、工業互聯網、物聯網、云計算等熱潮下,全球眾多優秀制造企業都開展了智能工廠建設實踐。
當前,我國制造企業面臨著巨大的轉型壓力。一方面,勞動力成本迅速攀升、產能過剩、競爭激烈、客戶個性化需求日益增長等因素,迫使制造企業從低成本競爭策略轉向建立差異化競爭優勢。在工廠層面,制造企業面臨著招工難,以及缺乏專業技師的巨大壓力,必須實現減員增效,迫切需要推進智能工廠建設。另一方面,物聯網、協作機器人、增材制造、預測性維護、機器視覺等新興技術迅速興起,為制造企業推進智能工廠建設提供了良好的技術支撐。再加上國家和地方政府的大力扶持,使各行業越來越多的大中型企業開啟了智能工廠建設的征程。
我國汽車、家電、軌道交通、食品飲料、制藥、裝備制造、家居等行業的企業對生產和裝配線進行自動化、智能化改造,以及建立全新的智能工廠的需求十分旺盛,涌現出海爾、美的、東莞勁勝、尚品宅配等智能工廠建設的樣板。
但是,我國制造企業在推進智能工廠建設方面,還存在諸多問題與誤區:
①盲目購買自動化設備和自動化產線。很多制造企業仍然認為推進智能工廠就是自動化和機器人化,盲目追求“黑燈工廠”,推進單工位的機器人改造,推行機器換人,上馬只能加工或裝配單一產品的剛性自動化生產線。只注重購買高端數控設備,但卻沒有配備相應的軟件系統。
②尚未實現設備數據的自動采集和車間聯網。企業在購買設備時沒有要求開放數據接口,大部分設備還不能自動采集數據,沒有實現車間聯網。目前,各大自動化廠商都有自己的工業總線和通信協議,OPCUA標準的應用還不普及。
③工廠運營層還是黑箱。在工廠運營方面還缺乏信息系統支撐,車間仍然是一個黑箱,生產過程還難以實現全程追溯,與生產管理息息相關的制造BOM數據、工時數據也不準確。
④設備績效不高。生產設備沒有得到充分利用,設備的健康狀態未進行有效管理,常常由于設備故障造成非計劃性停機,影響生產。
⑤依然存在大量信息化孤島和自動化孤島。智能工廠建設涉及到智能裝備、自動化控制、傳感器、工業軟件等領域的供應商,集成難度很大。很多企業不僅存在諸多信息孤島,也存在很多自動化孤島,自動化生產線沒有進行統一規劃,生產線之間還需要中轉庫轉運。
究其原因,是智能制造和智能工廠涵蓋領域很多,系統極其復雜,企業還缺乏深刻理解。在這種狀況下,制造企業不能貿然推進,搞“大躍進”,以免造成企業的投資打水漂。應當依托有實戰經驗的咨詢服務機構,結合企業內部的IT、自動化和精益團隊,高層積極參與,根據企業的產品和生產工藝,做好需求分析和整體規劃,在此基礎上穩妥推進,才能取得實效。
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