第02版:人才·产经

2019年08月08日 星期四

数字化需重视“信息流”

鞋业数字化生产线(资料图片)

服装定制企业也能实现数字化生产(资料图片)

  近几年,数控一代、工业自动化、工业大数据、工业物联网、数字化工厂、工业互联网平台等不仅成为工业领域的热门词汇,同时也成为制造业转型升级的目标及方向。

  各种应用、设备扎堆向制造企业“袭来”的同时,很多企业经营者却被种种概念冲击得有点“摸不着头脑”了:自动化、数字化、智能化……是不是把人换成机器,自动化程度高了就是“数字化”,就能打造智能工厂了?

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  “数字化车间”不等于“自动化车间”

  最近,2019年泉州数字化车间的项目评审正在紧锣密鼓的开展,但在审核前期申报材料时,专家们却发现,不少企业对“数字化”的概念并不明了,片面地将“数字化”等同于设备“自动化”。

  “装备了自动化设备的车间并不等于‘数字化车间’,这两者有着本质的区别。”泉州市工信局相关负责人告诉记者,自动化设备是“数字化车间”的重要基础,但购买自动化设备,只是实现了一道道工序的自动化生产,如果没有“数据”做为支撑与运行反馈,那就离真正的“数字化”生产还有很长的距离。

  所谓“数字化车间”是基于生产设备、生产设施等硬件设施,以降本提质增效、快速响应市场为目的,在对工艺设计、生产组织、过程控制等环节优化管理的基础上,通过数字化、网络化、智能化等手段,在计算机虚拟环境中,对人、机、料、法、环、测等生产资源与生产过程进行设计、管理、仿真、优化与可视化等工作,以信息数字化及数据流动为主要特征,对生产资源、生产设备、生产设施以及生产过程进行精细、精准、敏捷、高效的管理与控制。

  很多人认为,大量采购和引入自动化设备是建设好“数字化车间”的前提,但这是一个很大的误解:自动化设备与“数字化车间”之间既非必要条件,也非充分条件。即便车间中全是数字化设备,如果没有实现设备的互联互通,没有实现生产过程的数字化管理,数据没有实现真正的有序流动,也不能称之为“数字化车间”。相反,即便车间里的设备不全是数字化设备,但通过接入信息化系统,进行制造流程梳理改造,也可以改造实现车间的数字化管理。

  以纺织鞋服行业为例,到目前为止,即使是世界顶级工厂,都没有一家可以真正做到全自动化。因为如果开发一条自动化的生产线,至少需要半年以上,而鞋服行业是快时尚行业,品种变化多种多样,一般情况下一件衣服、一个鞋款,从设计到量产普遍也就一两个月时间。生产线的自动化改造根本赶不上鞋服款式的变化,这时候,生产线上大部分的工作只有依靠人来完成,速度才会更快。

  这样的情况不仅发生在鞋服这种传统产业上,连更“高精尖”的手机制造行业也不例外。手机的更新换代频率与衣服按季换款相比也不遑多让,这同样也导致了自动化生产线的更新频率无法跟上手机生产的需求,因此全球所有的手机制造方案几乎都不会用自动化生产线来完成,而组装环节也很少采用机械臂。

  世界著名的工业自动化专家曾指出:在很长的时间内,人所具有的生产灵活性是无法被机器所取代的。在至少10~20年内,全球范围绝大部分的制造环节依然需要人去完成。

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  人力密集型企业也能数字化

  那么,自动化设备利用率较低的企业就真的与“数字化车间”“智能制造”无缘了吗?

  针对于此,专家建议可以进行“三哑改造”,即:设备被接入信息化系统,生产过程实现数字化、网络化与智能化(如智能排产、决策支持分析等),对生产计划、生产资源、生产进度与产品质量等数据在信息化系统中进行有效管理,并根据生产需要进行有序流动,也可算是数字化车间。

  这一点,被誉为中国服装大规模定制行业样板企业的青岛酷特智能股份有限公司(原青岛红领)的数字化改造经验值得我市很多服装制造企业借鉴。酷特把互联网、物联网等技术融入大批量定制,包括智能化的需求数据采集、研发设计、计划排产、制版,以及数据驱动的生产执行体系、物流和客服体系等。在酷特的数字化车间里,生产的主力仍是人工,但在每个工人面前都有一个数据终端,工人操作前刷射频芯片卡,下达给他的处理指令即刻显示在终端屏幕,无关指令则被过滤,工人只需按照指令完成不同工序(如镶边、钉扣等),就能精准生产出完全不同的服装。

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  实现设备与信息的“互融”

  当然,随着未来技术的进步,未来会有越来越多的数字化、网络化、智能化技术被引入生产环节。随着技术的演进,“数字化车间”最终将进化为德国工业4.0中定义中的“智能工厂”:重点研究智能化生产系统及过程,以及网络化分布式生产设施的实现。

  “智能化生产系统及过程”是指除了包括智能化的机床、机器人等生产设施以外,还包括对生产过程的智巧化管控,站在信息化的角度来看,就是智巧化的MES制造执行系统。

  “网络分布式生产设施的实现”是指对生产所用的生产设备与设施(如机床、热处理设备、机器人、AGV、测量测试设备等各种数字化设备),进行互联互通、智巧化的管理,实现信息化系统与物理系统的深度融合。目前很多企业实施的设备物联网(包括传统的DNC/MDC功能)是其重要的表现形式。

  专家指出,“数字化车间”的建设趋势有三条主线,第一条是以机床、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。

  第二条线是以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。

  第三条主线是在互联互通的设备物联网基础上,并以之作为桥梁,联接起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,实现了信息与物理两个世界的相互作用、深度融合。

  三条主线交汇,实现了数据在自动化设备、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。

  □本报记者 李彩红/综合报道