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【数转视野】国际工业自动化展览会,看智慧工厂的自动化、数字化、智能化三板斧

2019-11-14
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近年来,不管是德国的“工业4.0计划”,还是美国的“工业互联网”,再到中国制造的智能化转型升级,说法固然不一,但目标都指向了同一个——工业转型,然而工业转型的目标虽然清晰,但是通往目标的途径该如何规划却是一个很大的问题。


要真正迈向工业4.0,企业该往哪些方向前进?完成自动化是不是就实现了智能化?数字化工厂又是否等于自动化工厂?自动化、数字化、智能化三者之间有何区别?


今天,国际工业自动化及机器人展会在中国开幕,这场聚集了工业自动化、工业机器人、智能工厂、视觉技术等系统产品的展会,吸引了不少内行去看看门道,趁此机会,我们来聊聊智慧工厂的三板斧:自动化、数字化、智能化。



自动化工厂想必大多数人都有所了解,自动化制造事实上是破解劳动力成本不断上涨、劳动力结构性短缺问题的办法,很多人以为工厂要实现数字化制造,必须先实现自动化,因此生产车间不断增加自动化设备,以逐步减少劳动力,认为全自动化就是数字化工厂,但这其实是一种误解。


需要明确的是,数字化制造并不等于全自动化制造。以手机行业为例,如果开发一条全自动化的产线,至少需要半年以上,但按目前手机行业创新周期,通常一款手机从设计到实现量产普遍只需一个月。


由于行业的生产线更新周期太快,投入很高的自动化成本,但生产效率并没有得到明显提升,因此全球所有手机制造方案几乎都不会用自动化生产线来完成,且组装环节也很少采用机械臂。


数字化制造更多是在流程和管理上,可以理解为当涉及到对复杂信息的寻找、判断时,用机器来替代人实现自动化。


图 | Pixabay


一般情况下,当需要更新产品或者材料时,工厂需要通过分析后才能确定停止生产相关的产品。在这个过程中,整个工厂内部需要沟通,涉及生产、研发、采购等部门,但这些环节在数字化制造中,只需在系统中更改数据就能轻松完成,数据一旦调整,工厂互联互通的系统和软件就会实现自动更新,并调整出新的生产解决方案。


实现数字化制造的工厂,就如同配备了电脑和扫描器的超市,收银员只需要按照计算结果收款,机器就像 “纠错员”,帮助人避免出现计算和记忆错误。


数字化制造首先是借助自动化生产线上的机器充当“纠错官”的角色,其次是原料溯源。如何保证原材料质量,一直被认为是制造业最具挑战性的课题。在数字化制造中,当所有原材料被运送到车间后,它们都拥有了自己的“身份证”,这个身份证可伴随原材料进入生产线,在每一个流程中,都会被相应的设备进行数据的采集和跟踪,并最终储存在后台的数据管理中。


一旦出现原材料质量问题,工厂可以马上查找到这一批次的原材料在什么时间点已经走过哪些生产流程,无论客户在今后什么时间反馈质量问题,工厂依旧能够拿出完整的数据,对这些原材料进行追溯,从而保证原材料的质量。


图 | Pixabay


但即使做到如此程度,也依然还不是工业4.0愿景中的智能化工厂。



在数字化制造的阶段,通过数据交互,已经能够有效地提升管理效率,但对于数字化工厂与智能化工厂之间的差距,关键点则在是否真正实现管理的自动化。实现管理的自动化,需要实现管理上人完全听命于“电脑”,这才是智能制造的未来。


当工厂产品类别上千种,每年要生产几百万件产品,客户订单数量和周期不同时,如何做好订单管理,以及如何连通订单管理背后的生产制造、物流配送等多个环节,考验的正是管理的智能化水平。


因此在中国制造实现智能化提升的路上,相比硬件设备,管理水平的高低才是影响中国企业能否实现工业4.0的关键,要真正实现工业4.0的愿景,一大标准就是管理水平达到了一定的高度,甚至实现了自动化。


图 | Pixabay


相比普通工厂凭人力做订单跟踪管理以及后续生产调度安排,数字制造中当系统收到订单后将自动进行生产安排,包括通知采购部门、财务部门等,整个生产包括后期的发货全部由工具充当“指挥”,自动完成。


如果管理实现自动化,即工厂所有决策和指令都听命于电脑,连人也是听命于电脑。但这并不容易,让人完全听命于电脑,需要一场思维变革。不过至少数字工厂作为实现智能工厂的必经之路,已走出了第一步——让机器代替人做更多决策。


图 | Pixabay


等到工厂内真正能用自动化替代人进行管理,人听命于电脑,那么电脑背后所代表的智能制造的未来,也即将来临。



在工业4.0的研究中,智能工厂是一个分散的、具备一定智能化的生产设备,在实现了数据交互之后,形成了高度智能化的有机体,实现虚拟世界和物理世界的融合。


而在实现智能工厂的数字化进程中,尽管自动化制造是重要的基础,但需要记得数字化制造并不等同于自动化,数字化工厂只是迈向工业4.0的阶段性目标,从数字化工厂到工业4.0,我们还有漫长的演进过程。



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