《中國制造2025》提出後,隨著信息化和工業化的快速融合,信息技術已經滲透到離散制造企業產業鏈的各個環節。條形碼、二維碼、RFID、工業傳感器、工業自動控制系統、工業物聯網、ERP、CAD/CAM/CAE/CAI等技術在離散制造企業得到了廣泛應用,特別是互聯網、移動互聯網、物聯網等新壹代信息技術。離散制造企業的生產線高速運轉,生產設備產生、收集和處理的數據量遠大於企業中計算機和人力產生的數據量,對數據的實時性要求更高。
在生產現場,每隔幾秒鐘就會采集壹次數據,利用這些數據可以實現多種形式的分析,包括設備的開機率、主軸的運轉率、主軸的負載率、運轉率、故障率、生產率、設備的綜合利用率(OEE)、零件的合格率、質量百分比等等。首先,在生產的流程改進方面,在生產過程中使用這些大數據可以分析整個生產過程,了解每個環節是如何執行的。壹旦某個流程偏離了標準流程,就會產生報警信號,可以更快的發現錯誤或者瓶頸,更容易的解決問題。利用大數據技術,還可以建立產品生產過程的虛擬模型,模擬和優化生產過程。當流程和性能的所有數據都可以在系統中重構時,這種透明性將有助於制造企業改進生產流程。再比如,在能耗分析方面,在設備生產過程中,利用傳感器對所有生產過程進行集中監控,可以發現能耗異常或峰值,從而在生產過程中進行能耗優化,對所有過程的分析會大大降低能耗。
2.生產設備的聯網實現了車間的“物聯網”。
工業物聯網的提出為“中國制造2025”和工業4.0提供了新的突破口。物聯網是指通過各種信息傳感裝置,實時采集需要監測、連接和交互的物體、過程等各種信息,其目的是實現物與人、物與網絡的連接,以便於識別、管理和控制。傳統工業生產采用M2M (Machine to Machine)通信方式實現設備之間的通信,而物聯網通過物對物的通信實現人、設備、系統之間的智能、交互和無縫連接。
在離散制造企業的車間中,數控車、銑、刨、磨、鑄、鍛、鉚、焊、加工中心是主要的生產資源。在生產過程中,所有的設備和工作站都在壹個統壹的網絡中進行管理,使設備和計算機之間可以實現聯網通信,設備和工作站人員密切相關。例如,數控程序員可以在自己的電腦上編程,並將加工程序上傳到DNC服務器,設備操作員可以在生產現場通過設備控制器下載所需的程序。加工任務完成後,數控程序將通過DNC網絡傳回服務器,由程序經理或工藝師進行比對或存檔,對整個生產過程進行網絡化、追溯式管理。
3.無人化生產現場真正做到了“無人化”工廠。
《中國制造2025》推動了工業機器人、機械臂等智能設備的廣泛應用,使工廠無人化成為可能。在離散制造企業的生產現場,數控加工中心、智能機器人、三坐標測量儀等所有柔性制造單元進行自動生產調度,工件、物料、工具自動裝卸,可實現無人值守、全自動的生產模式(Lights Out MFG)。在不間斷單元自動生產的情況下,管理的生產任務被優先化和暫停,並且可以遠程查看管理單元中的生產狀態。生產中出現問題,壹旦解決,馬上恢復自動化生產,整個生產過程不需要人工參與,真正實現“無人化”智能生產。
“中國制造2025”已經成為實現從制造大國向制造強國“升級”的最有力的戰略驅動。提出了離散制造業智能工廠的五個方向,旨在借助全球先進的智能工廠集成解決方案(MES-SFC),打破組織邊界,將整個生產現場納入管理網絡,正在深刻改變制造模式、流程乃至整個制造結構。這壹具有未來競爭力的創新成果將有力推動整個制造業的轉型升級,也使離散型制造企業獲得獨特的新技術。
4.生產過程的透明化,智能工廠的“神經”系統。
《中國制造2025》明確提出推進制造過程智能化。通過建設智能工廠,可以促進制造過程仿真優化、數字控制、狀態信息實時監測和自適應控制,進而實現全過程的智能管理和控制。在機械、汽車、航空、船舶、輕工、家電、電子信息等離散制造業中,企業發展智能制造的核心目的是拓展產品的價值空間,以單臺設備的自動化和產品的智能化為重點,在提高生產效率和產品效能的基礎上實現價值增長。因此,其智能工廠的建設模式是推進生產設備(生產線)的智能化。通過引入滿足生產需要的各類智能設備,建立基於制造執行系統MES的車間級智能生產單元,提高精確制造、敏捷制造和透明制造的能力。
在離散型制造企業的生產現場,MES對於實現生產過程的自動化、智能化和數字化起著巨大的作用。首先,MES通過信息傳遞的方式,優化了從下訂單到產品完成的整個生產過程的管理,減少了企業內部的非增值活動,有效指導工廠的生產運作流程,提高了企業的及時交貨能力。其次,MES以企業與供應鏈雙向互動的形式提供生產活動的基礎信息,使計劃、生產、資源緊密配合,從而保證各級決策者和管理者能夠在最短的時間內掌握生產現場的變化,做出準確的判斷,制定快速的反應措施,保證生產計劃得到合理快速的修訂,生產過程順暢,資源得到充分有效的利用,從而最大限度地提高生產效率。
5.無紙化生產文件,實現高效綠色制造。
構建綠色制造體系,建設綠色工廠,實現清潔生產、廢物循環利用和低碳能源,是中國制造在2025年實現“制造大國”向“制造強國”轉變的重要戰略之壹。目前離散型制造企業的紙質文檔很多,如工藝卡片、零件藍圖、三維數字模型、刀具清單、質量文檔、數控程序等。這些紙質文獻大多是分散管理,不便於快速查找、集中共享和實時跟蹤,容易產生大量紙張浪費和丟失。生產文檔無紙化管理後,工人可以在生產現場快速查詢、瀏覽和下載所需的生產信息,生產過程中產生的數據可以即時歸檔保存,大大減少了基於紙質文檔的人工傳輸和流轉,從而杜絕文檔和數據的丟失,進壹步提高生產準備效率和生產作業效率,實現綠色無紙化生產。網頁鏈接