智能制造概念跟着“工业4.0”和“中国制造2025”的提出被日益热炒,众口纷纭,做软件的说智能制培养是信息化、数字化,做硬件的说智能制培养是主动化,或者是信息化+主动化,其实这些都不是真正的智能制造。
若是说互联网改变了人们的消费模式,那么智能制造将彻底改变出产模式,重构整个价值链的实现体例,她所带来的影响要比消费范畴的互联网大上十倍甚至上百倍,一个仅仅是在价值畅通环节实现了信息毗连,而另一个要在价值缔造环节实现信息毗连。这里不仅涉及到人与人的信息沟通,还涉及到人与设备、人与产物、设备与设备、设备与产物的信息沟通,即所谓的信息物理(CPS)融为一体,做到万物相联。
那么事实什么是智能制造呢?
美国在2016年方才经由过程的法案中界说智能制造如下:
在信息、主动化、监测、计较、传感、建模和收集方面的进步前辈手艺:
1、数字模拟制造出产线、计较机操控的制造设备、出产线状况的监控和交互、全出产过程中能源耗损和效率的办理及优化。
2、厂房能源效率的建模、模拟和优化。
3、监测和优化建筑的节能机能。
4、产物能源效率及可持续化机能的建模、模拟和优化,包罗利用数字模子和增材制造增强产物的设计。
5、将制造产物连入收集以监控和优化收集机能,包罗主动化收集操作。
6、供给链收集的数字化毗连。
在我看来,美国的界说过于强调了智能制造的手艺层面,若是我们站在整个社会、整个企业的角度来看若何为客户缔造价值,我认为智能制造是“经由过程信息、主动化、监测、计较、传感、建模和收集方面的进步前辈手艺,实现产物全生命周期的设计和毗连”。信息、主动化、监测、计较、传感、建模和收集方面只是手艺手段,最终目标是要实现产物全生命周期的设计和毗连。
想象一下,在这些进步前辈手艺手段的支撑下,产物从设计到制造交付甚至售后办事的价值链和营业模式将从头被界说。
起首,需要研究客户的个性化需求特征,好比衣服的颜色、尺寸,汽车的座椅、内饰等,在设计的时辰进行规划,用模块化设计来匹配个性化选择特征,以及CBB共享零组件布局来实现乐高玩具式的个性化选择。从某种水平上来说,完全意义上的个性化是无法实现的或者实现成本很是高,除非是3D打印,但也会受制于材质。当然,这些需求转换为设计的过程都被手艺手段PLM数字化了,可以经由过程仿真模拟测试并传送给客户确认。
然后,起头规划出产过程,经由过程ERP将信息流和物流进行整体统筹协调,整个供给链流程仍然需要规划设计,从客户需求的办理到打算系统的执行,甚至供给商的选择和结构等等。若是没有合理设计,信息流和物流就会在个性化定制的过程中变得日益复杂,直至解体。就算物联网能实现,这个成本也会很是高,因为既要包管物料准时达到出产线,又要避免过高的库存占用资本。若是物流设计不合理,过于离散、搬运距离长、路线交叉逆行等,传感器以及运输的成本等将直线上升。例如,一家知名的物流巨子就经由过程合理设计路线(如所有车辆都是右转行驶)极大地降低了红灯期待时候,从而降低物流成本。
接下来,就是个性化出产的过程,这里仍然需要出产流程的设计。如同你乘飞机时托运行李的主动分拣线一样,每秒5米的高速运作分拣出产,出产流程被整个毗连起来实现持续平衡出产,而不是每个工序断断续续的出产,这也就是精益出产所要先做好的工作。比主动分拣线复杂的是,产物出产并不只有一个工序,凡是是几十甚至上千道工序。若是没有精益结构的设计,在出产流程上按照工艺过程实现物理上的毗连,智能制造的成本会呈几何倍数上升,出格是在装备、家电、汽车、机械、航空航天、电子等离散型行业,每个工序做完去到下个工序都要做无数个选择,当你经由过程精益出产将所有工序毗连起来后,每个工序的选择会削减到很少的个位数,传感器、主动化以及建模等成本会极大降低。
最后,产物出产出来交付到客户手中,客户在利用过程中的产物数据经由过程收集发送回制造商,制造商经由过程这些产物利用大数据,阐发客户的利用习惯,优化产物设计,也可长途调整产物参数,提高利用机能,降低利用和维护成本。这在飞机策动机上已经实现,GE经由过程飞机引擎工业互联网大数据阐发,帮忙运营145架飞机、单月执行1.6万个航班的欧洲大型航空公司意大利航空(Alitalia)一年节约了1500万美元的燃油成本,由硬件供给商转型为增值办事供给商。
所以说,智能制造并不只是简单的信息、主动化、监测、计较、传感等进步前辈手艺的应用,她需要先行规划设计,方针是实现产物全生命周期的毗连。若是没有规划设计,你会发现这些信息系统、主动化、监测、计较、传感等各自为政,底子无法融为一体阐扬感化,我们经常看到良多企业上了几个到几十个各类各样的IT系统,成果都酿成了信息孤岛,数据无法共享用于阐发决议计划。
主动化投资很高,成果尺度化没做好良多产物用不上,操纵率低,10年也收不回投资。更别提人-产物-设备-数据之间的互联互通,这些出产资本各自都是孤立设计的,从未被作为整体来考虑。在这种环境下,即使手艺再进步前辈也无法实现真正的智能制造。