隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，電子制造亦成為中國(guó)制造大軍中的一支勁旅。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球70%的電子產(chǎn)品在中國(guó)制造，其中90%的生產(chǎn)制程屬于低端的手工作業(yè)方式。隨著人工成本上升、從業(yè)人員減少、工業(yè)機(jī)器人價(jià)格降低等因素的出現(xiàn)，使得電子制造產(chǎn)業(yè)走向智能制造成為必須，也為智能制造市場(chǎng)開啟了一個(gè)廣闊的發(fā)展空間。在智能制造全面興起的幾年來(lái)，面對(duì)電子制造小批量多品種、換線頻率高的生產(chǎn)特點(diǎn)，產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和來(lái)料規(guī)范參差不齊的問(wèn)題等，都給電子智能制造解決方案的實(shí)現(xiàn)帶來(lái)了不同程度的挑戰(zhàn)，如何逐步構(gòu)建一個(gè)符合未來(lái)智能制造工廠的模型與解決方案，成為業(yè)內(nèi)持續(xù)探索的問(wèn)題所在。
昌暉儀表聚焦“電子制造智能工廠構(gòu)建”，來(lái)一起分享工業(yè)自動(dòng)化業(yè)界品牌多年來(lái)致力于電子制造智能工廠構(gòu)建的觀點(diǎn)與探索實(shí)踐。
1、幾年來(lái)經(jīng)過(guò)業(yè)界對(duì)智能工廠的探索與建設(shè)，智能工廠構(gòu)建的要素有哪些？最關(guān)鍵的要素是什么？
王書強(qiáng)(智慧工廠研究院執(zhí)行院長(zhǎng))
推進(jìn)智能制造，是“中國(guó)制造2025”的主攻方向，是落實(shí)工業(yè)化和信息化深度融合的戰(zhàn)略舉措，是制造業(yè)緊跟世界發(fā)展趨勢(shì)、實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵所在。
智能工廠是基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)與機(jī)器人等先進(jìn)制造技術(shù)深度融合，貫穿設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，具有自感知、自決策、自執(zhí)行等功能的先進(jìn)制造過(guò)程、系統(tǒng)與模式。
2012年定義了智慧工廠1.0模型，并在此基礎(chǔ)上分解了智慧工廠九大核心要素，定義了各個(gè)要素的作用，即以先進(jìn)的管理體系、標(biāo)準(zhǔn)化體系和創(chuàng)新型企業(yè)文化為基礎(chǔ)，以數(shù)字化產(chǎn)品/工藝設(shè)計(jì)、智能生產(chǎn)系統(tǒng)、智能供應(yīng)鏈、信息管理系統(tǒng)為支撐，借助CPS信息物理系統(tǒng)模型技術(shù)，提供定制化個(gè)性化的智能產(chǎn)品與服務(wù)。
我們定義的智慧工廠是融合了數(shù)字制造和智能制造兩大概念，因此核心要素的定義同樣適用于現(xiàn)階段的智能工廠。核心要素模型中最關(guān)鍵的要素我們認(rèn)為是背后隱含的數(shù)據(jù)，如何圍繞數(shù)據(jù)提升企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力是智慧工廠建設(shè)的關(guān)鍵。
鄒玉鞋(德國(guó)赫優(yōu)訊自動(dòng)化系統(tǒng)有限公司中國(guó)區(qū)銷售總監(jiān))
智能工廠和智能制造的源泉與血液是數(shù)據(jù)，整個(gè)智能工廠相關(guān)數(shù)據(jù)的采集、傳輸、分析、處理與反饋已然成為智能工廠構(gòu)建的最關(guān)鍵要素之一。不管是設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)、設(shè)備診斷數(shù)據(jù)還是設(shè)備自身生命周期數(shù)據(jù)；不管是生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)還是控制反饋數(shù)據(jù)；不管是人員操作數(shù)據(jù)還是人員管理數(shù)據(jù)；不管是能源消耗數(shù)據(jù)還是能源管理節(jié)約數(shù)據(jù)；不管是零部件物流數(shù)據(jù)還是后期物流對(duì)接數(shù)據(jù)都是萬(wàn)物互聯(lián)的智能工廠的重要組成要素。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是整個(gè)智能工廠相關(guān)行業(yè)的生態(tài)互聯(lián)與信息共享！
劉弘蔚(天津宜科電子解決方案部總監(jiān))
要構(gòu)建一個(gè)智能工廠，需要具備一些必備的要素，包括數(shù)據(jù)采集和設(shè)備聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能廠房、智能裝備應(yīng)用、制造執(zhí)行系統(tǒng)、信息化系統(tǒng)集成等。要做好智能工廠的規(guī)劃，需要綜合運(yùn)用這些核心要素，從投資預(yù)算、技術(shù)先進(jìn)性、投資回收期、系統(tǒng)復(fù)雜性、生產(chǎn)的柔性等多個(gè)方面進(jìn)行綜合權(quán)衡、統(tǒng)一規(guī)劃，建立具有前瞻性和實(shí)效性的智能工廠。
2、電子制造產(chǎn)業(yè)正進(jìn)入產(chǎn)品快速迭代、個(gè)性化定制、品質(zhì)競(jìng)爭(zhēng)的階段，電子制造智能工廠構(gòu)建特點(diǎn)有哪些？在智能工廠構(gòu)建過(guò)程中，存在哪些挑戰(zhàn)？
王書強(qiáng)(智慧工廠研究院執(zhí)行院長(zhǎng))
從整體看，電子制造業(yè)結(jié)構(gòu)性矛盾突出，核心技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備受制于人的局面沒有根本突破。而同時(shí)又面臨多方面的挑戰(zhàn)，包括：客戶對(duì)個(gè)性化、定制化產(chǎn)品需求的持續(xù)增長(zhǎng)；人力和綜合成本持續(xù)上升；產(chǎn)品的快速迭代升級(jí)，產(chǎn)品生命周期縮短；客戶對(duì)質(zhì)量和快速交付的持續(xù)追求等等。
針對(duì)電子制造行業(yè)新的要求，構(gòu)建電子制造智能工廠必須具備以下一些功能特點(diǎn)：
①工藝自動(dòng)化、過(guò)程精益化、管理信息化；
②數(shù)據(jù)可視化、過(guò)程透明化、生產(chǎn)少人化；
③實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)車間、生產(chǎn)線、設(shè)備的橫向集成，實(shí)現(xiàn)不同層級(jí)數(shù)據(jù)的縱向集成；
④實(shí)現(xiàn)從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到工藝過(guò)程，到生產(chǎn)、銷售、服務(wù)的全生命周期數(shù)據(jù)集成；
⑤實(shí)現(xiàn)從供應(yīng)商到客戶端的企業(yè)價(jià)值鏈信息集成；
⑥實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)-信息-知識(shí)驅(qū)動(dòng)，以優(yōu)化工廠和企業(yè)的決策。
鄒玉鞋(德國(guó)赫優(yōu)訊自動(dòng)化系統(tǒng)有限公司中國(guó)區(qū)銷售總監(jiān))
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)或者智能工廠針對(duì)未來(lái)發(fā)展需要重點(diǎn)解決的三大問(wèn)題：
①個(gè)性化定制，即小批量多品種的靈活生產(chǎn)與管理；
②成本和能源的節(jié)約性問(wèn)題；
③數(shù)據(jù)長(zhǎng)期快速可追溯問(wèn)題。
這同時(shí)也是未來(lái)電子制造智能工廠構(gòu)建的重要特點(diǎn)。作為工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通訊(數(shù)據(jù)傳輸和鏈接處理)行業(yè)專家德國(guó)赫優(yōu)訊正在積極配合國(guó)內(nèi)電子制造(如富士康)或者半導(dǎo)體行業(yè)(如中微半導(dǎo)體)多家企業(yè)一起實(shí)現(xiàn)智能工廠的構(gòu)建與發(fā)展！
機(jī)會(huì)與挑戰(zhàn)共存，智能工廠構(gòu)建的特點(diǎn)也是挑戰(zhàn)，如何實(shí)現(xiàn)在小批量靈活生產(chǎn)的新模式下仍然能降低單件生產(chǎn)成本？如何永久快速追溯每個(gè)零配件和生產(chǎn)加工過(guò)程中的細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)？智能工廠構(gòu)建任重道遠(yuǎn)，赫優(yōu)訊將緊密配合電子制造企業(yè)一起奮進(jìn)！
劉弘蔚(天津宜科電子解決方案部總監(jiān))
智能工廠有三大特征。第一，信息基礎(chǔ)設(shè)施高度互聯(lián)，包括生產(chǎn)設(shè)備、機(jī)器人、操作人員、物料和成品。第二，有實(shí)時(shí)系統(tǒng)，可以及時(shí)進(jìn)行信息傳輸和對(duì)接。第三，從柔性化、敏捷化、智能化到信息化，這是智能工廠的發(fā)展趨勢(shì)。每個(gè)階段，柔性化對(duì)環(huán)境的調(diào)整能力都能夠?qū)崿F(xiàn)不同產(chǎn)品需要，實(shí)現(xiàn)多品種小批量生產(chǎn)，同時(shí)能夠控制這種個(gè)性化生產(chǎn)所帶來(lái)的成本飆升問(wèn)題。
在工業(yè)3.0時(shí)代，工廠的最底層加工單元包括三個(gè)環(huán)節(jié)，分別是傳感器(相當(dāng)于眼睛)、可編程控制器(PLC，相當(dāng)于大腦)和執(zhí)行器(相當(dāng)于手足)。在加工單元的上層是車間，這里主要是生產(chǎn)過(guò)程執(zhí)行管理系統(tǒng)(MES),通俗說(shuō)就是，這個(gè)系統(tǒng)負(fù)責(zé)拿到任務(wù)，并進(jìn)行任務(wù)的分配。再到上面，則是企業(yè)資源計(jì)劃(ERP)系統(tǒng)、產(chǎn)品生命周期管理(PLM)系統(tǒng)、供應(yīng)鏈管理(SCM)系統(tǒng)和客戶關(guān)系管理(CRM)系統(tǒng)等上層系統(tǒng)。其中，ERP負(fù)責(zé)企業(yè)內(nèi)部資源的配置和協(xié)調(diào)，而PLM負(fù)責(zé)產(chǎn)品從開發(fā)到報(bào)廢的“管理”，SCM負(fù)責(zé)企業(yè)資源和外部的對(duì)接，而CRM的作用在于促進(jìn)企業(yè)和消費(fèi)者的溝通。這些都是工業(yè)3.0已有技術(shù)，但工業(yè)4.0提出了更高的要求和挑戰(zhàn)，那就是必須更加智能，反應(yīng)更快。
3、著眼于未來(lái)電子產(chǎn)品發(fā)展需求，在面向未來(lái)電子制造智能工廠的解決方案中，智能化解決方案需要注重哪些環(huán)節(jié)？
王書強(qiáng)(智慧工廠研究院執(zhí)行院長(zhǎng))
我們認(rèn)為解決方案的關(guān)鍵環(huán)節(jié)包括：
①以頂層設(shè)計(jì)為指導(dǎo)的智能制造整體規(guī)劃方案；
②以邊緣計(jì)算為支撐的生產(chǎn)終端智能控制解決方案；
③以大數(shù)據(jù)分析為支撐的過(guò)程智能優(yōu)化解決方案；
④以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)為支撐的從端控到云管的解決方案。
鄒玉鞋(德國(guó)赫優(yōu)訊自動(dòng)化系統(tǒng)有限公司中國(guó)區(qū)銷售總監(jiān))
在面向未來(lái)電子制造智能工廠的解決方案中，重點(diǎn)需要考慮的是智能化靈活生產(chǎn)的快速切換與快速響應(yīng)，以便即時(shí)保質(zhì)保量地滿足不同用戶的個(gè)性化定制化需求，同時(shí)需要對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄與大數(shù)據(jù)瞬時(shí)存儲(chǔ)。
劉弘蔚(天津宜科電子解決方案部總監(jiān))
工業(yè)4.0要求技術(shù)更加集成化，即各類系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)橫向和縱向的集成，進(jìn)而變得更加智能化。智能化生產(chǎn)圖景如下：產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到制造的所有環(huán)節(jié)都被打通，PLM的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)直接進(jìn)入ERP系統(tǒng)，后者立即調(diào)配工廠資源，如需外界供貨則由SCM系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)配。而借助于CRM系統(tǒng)，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程可以和客戶保持實(shí)時(shí)溝通，如顧客通過(guò)視頻看到產(chǎn)品不符合自己的需求，則可以立即讓生產(chǎn)線進(jìn)行調(diào)整。
智能工廠是現(xiàn)代工廠信息化發(fā)展的新階段，是在數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)上，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、設(shè)備監(jiān)控技術(shù)加強(qiáng)信息管理和服務(wù)，清楚地掌握產(chǎn)銷流程，提高生產(chǎn)過(guò)程的可控性，減少生產(chǎn)線上的人工干預(yù)，即時(shí)準(zhǔn)確地采集生產(chǎn)線數(shù)據(jù)，以合理編排生產(chǎn)計(jì)劃與生產(chǎn)進(jìn)度，并通過(guò)綠色智能手段和智能系統(tǒng)等新興技術(shù)的運(yùn)用，構(gòu)建一個(gè)高效節(jié)能、綠色環(huán)保、環(huán)境舒適的人性化工廠。
