熱(rè)門關鍵詞:自動化項目應用CNC加工(gōng)應用數控車床加工應用
作者認為數字化車間建設要以實(shí)際需求為牽引,以經濟效益(yì)為驅動(dòng),以成功(gōng)落地為導向。在先進設備的基礎(chǔ)上,在管理方麵深挖潛力,充分發揮人的作用,構建(jiàn)數字化(huà)、網絡化和適度(dù)智能的生產模式,切實做到降本提質增(zēng)效,提升企業的競(jìng)爭力。
經濟學(xué)家威廉·拉佐尼克在《車(chē)間的競(jìng)爭優(yōu)勢》一書中強調指出:“在價值創造過程中,其核心是通過車間生產將原料轉化為產品——這可以稱為(wéi)生產性轉化。”
在(zài)製造型企業,車間處於非常重(chóng)要的位置。企業(yè)價值最終表現在產品(pǐn)與(yǔ)服務上,而(ér)車(chē)間是企(qǐ)業中(zhōng)將各種圖紙轉變為產品的(de)主要(yào)場所,是決定生產(chǎn)效率與產品質量的重要環節,車間往往也是企業中員工數量最多的組織。因此,在很大程度上,車間強則企(qǐ)業強,車間智則企業智。《中國製造2025》中也明確指出:“推進(jìn)製造過程智能化,在重點領域試點建設智能工廠(chǎng)/數字化車間。”數字化車間建設(shè)是智能製造的重要一(yī)環,是製造企業實施智能製造的主戰場,是製造企業走向智能製造的起(qǐ)點。
1數字化車間的建設主線
目前,國內外對數字化車間還沒有標準的定(dìng)義,筆者基於自己的(de)理解,對數字(zì)化車間進行如下描述:
數字化(huà)車間是基於生產設(shè)備、生產設(shè)施等硬件設施,以降本提(tí)質增效、快速(sù)響應(yīng)市場為目的,在對工藝設計、生產組織、過程控製等環(huán)節優化管理(lǐ)的基礎(chǔ)上,通過數字化、網絡化、智能化等手段,在計算機虛擬環境中,對人、機、料(liào)、法、環、測等生產資源與生產過(guò)程進行設計、管理、仿真、優化與可視化(huà)等工作,以信息數字化及數據流動為主要特征,對(duì)生產資(zī)源、生(shēng)產(chǎn)設備、生產設施以及生產過程進行精細、精準、敏捷、高(gāo)效地管理與控(kòng)製。數字化車間是智能車間的(de)第一步,也是智能製造的(de)重要基礎。
數字化車(chē)間是製造企業走向智能(néng)製造的起點
需要指出的是,此處的“數字(zì)化車(chē)間”,是企業已(yǐ)經熟悉和常用的基本術語,其中“數(shù)字化”的內涵包括但是並不(bú)限於(yú)數字(zì)化本身,而是將數字化、網絡化要素集成為一(yī)體並在內涵(hán)上有所擴大的(de)“數字化”概(gài)念,其基(jī)本含義與德國工業4.0中的“Smart(智巧)”相對應,與中國工程院提出“數字化網絡化”的智能製造第二範式相對應。本文以下凡是提及“數字化車間”之處,皆采用該術語內涵。
數字化車間是製(zhì)造企業走向智能(néng)製造的起點
很多人認為,大量采購和引入數字化設備是建設好數字化車間的前提。這是一個很大(dà)的誤解:數字化設備(bèi)與數字化車間之間既非必要條件,也(yě)非充分(fèn)條件。即(jí)便車間(jiān)中全是數字化設備,如果沒有實現設備的互聯互通,沒有實現生產過(guò)程的數字化管理,數據沒有實現真(zhēn)正的(de)有序流動,也不能稱(chēng)之為數字化車間。相反,即(jí)便車間裏的設備不全是數字化設備,但經過“三啞改造”,設備被接入信息化係統,生產過程實現數(shù)字化、網絡化與智能化(如智能排產、決策支持分析等),對生產計(jì)劃、生產資源、生產進度與產品質量等數據在(zài)信息化係統(tǒng)中進行有(yǒu)效管理,並可以根據(jù)生產需要進行有序流動,也可算是數字(zì)化車間。比如,在服裝加工等勞動密集型企業都可以通過數字(zì)化、網絡化改(gǎi)造實現車(chē)間的數字化管理。
對於數字化車間建設,我們(men)可以參(cān)考(kǎo)德國工業(yè)4.0中對“智能工廠”的定義:重點研究智能化生(shēng)產係統及過程,以及網絡化分布式生產設施的實現。前半句“智能化生產係統及過程”,指除了包括智能化的機床、機器(qì)人等生產設施以外,還包括對生產過程的智巧化管(guǎn)控,站在信息化的角度,就是智巧化的MES製造執行係統。而(ér)後(hòu)半句:“以及網絡分布式生(shēng)產設施的實現”,是指將生產所(suǒ)用(yòng)的生產設備與設施(如機床、熱處理設備(bèi)、機(jī)器人、AGV、測(cè)量測試設(shè)備等各種(zhǒng)數字化設備),進行互(hù)聯互通(tōng)、智巧化的(de)管理,實現信息化係統與物理係統的深度融合。目前很多企業實施的設備物聯網(包括傳統的DNC/MDC功(gōng)能)是其重要的表現形式。
從中可以看到,數字化車間(jiān)建設有三條主線(xiàn),一條是以機床、熱(rè)處理設備、機器人、測量測試設(shè)備等組成的自動化(huà)設備(bèi)與相關設施(shī),實現生產過程的精確化執行,這是數字(zì)化車間的物理基礎。
第(dì)二條線是(shì)以MES為中心的智巧化管控係統,實現對計劃(huá)調(diào)度、生(shēng)產物流、工藝執行、過(guò)程質量(liàng)、設備管理等生產過程各環節(jiē)及要(yào)素的精細化(huà)管控,這(zhè)是(shì)典(diǎn)型的賽博係統。
第三(sān)條主線是在互聯互通的設備物聯網基礎(chǔ)上,並以之作為(wéi)橋梁,聯接起賽博空間的MES等信息化係統與機床等物理空間的自動化設備,構建車間級的CPS係統,實現(xiàn)了賽博與物理兩個世界的相互作用、深度融合。
三條主線交匯,實現(xiàn)數據在自(zì)動化設備、信息化係統之間按照人的意(yì)願進行有序流動,將整個車間打造成軟硬一體的係統級(jí)CPS,最終實(shí)現高效(xiào)、高(gāo)質、綠(lǜ)色、低(dī)成本的生產模式,提(tí)升企業競爭力。
2精益思想要貫穿始終
如果說設備、MES、CPS等三條(tiáo)主線是“實線”的話,精益生產則是數字化車間建設的一條“虛線”,要貫穿數字化建設的始(shǐ)終。
1)精益生產(chǎn),智能(néng)製造的重要指導思想
精益生產是(shì)管理學史上重要的實踐成果之一,深刻地影響著汽(qì)車工業,乃至全球製造(zào)業。精益生(shēng)產基本思想和追求的管理目(mù)標,並沒有隨著智能製造的發展而落伍,恰恰(qià)相反(fǎn),精益思想是企業進行智能製造體係構建的重要指導(dǎo)思(sī)想之一。
在此(cǐ),筆者總結出五條可以指導智能製造建設的精(jīng)益思想原則。
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