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綠色|國內制造業智能生產那些事,你都知道多少?

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近兩年來,智能生產在制造業得到了廣泛關註,究竟什麽是智能生產?其包含哪些?這些都是企業比較關心的話題,今天我們就一起聊聊智能生產那些事。

首先我們來看看智能生產主要概念:
使用智能裝備、傳感器、過程控制、智能物流、制造執行系統、信息物理系統組成的人機一體化系統;
按照工藝設計層面來講,實現整個生產制造過程的智能化生產、高效排產、物料自動配送、狀態跟蹤、優化控制、智能調度、設備運行狀態監控、質量追溯和管理、車間績效等;
對生產、設備、質量的異常做出正確的判斷和處置;
實現制造執行與運營管理、研發設計、智能裝備的集成;
最終實現設計制造一體化,管控一體化。
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縱觀國內制造業市場,制造業對於智能升級有著極為強烈的需求,近年來技術進步也很快,但是總體而言,中國智能制造的基礎非常薄弱,大多數企業,特別是廣大中小企業,還沒有完成數字化制造轉型。

存在的問題有如下:

1)生產裝備的數字化、智能化水平不高,聯網率低,嚴重妨礙了數字化、智能化車間的建設。

2)物流的自動化、智能化水平低,進出廠物流、自動化立體倉庫不多,生產現場的物料配送、工序間的物料傳輸自動化水平更低,基本都是使用的人力。

3)車間實施MES比例很低,造成車間生產作業計劃粗放,設備負荷不均,物料供應協同性差。還有車間物料管理混亂、車間作業進度監控不力等。

4)有些企業購置數量相當的數控機床或自動化生產線,但系統的集成性差。

5)數據采集嚴重不足,生產工序進度、質量狀況、設備運行狀態、物料配送情況等信息不能及時反饋,整個生產系統的透明度、可視化程度不高,生產調度的科學性大打折扣。

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對於國內的制造企業而言,利用自動化和信息化手段改進工廠生產方式、尋求產業升級機會已經成為了企業管理者的普遍共識。智能生產系統可分為三個層級:

智能裝備與控制系統

智能裝備與控制系統是智能生產系統的基礎裝備,它由若幹柔性制造系統FMS組成。按照國家軍用標準定義:“柔性制造系統是由數控加工設備、物料運儲裝置和計算機控制系統組成的自動化制造系統,它包括多個柔性制造單元,能根據制造任務或生產環境的變化迅速進行調整,適用於多品種、中小批量生產。”

智能倉儲和物流系統

從精益生產的角度,我們希望庫存越少越好,但是受到供貨批量、供貨半徑、運輸成本等因素的影響,有時庫存又是必需的。建設智能倉儲和物流配送系統是實現智能生產的重要組成部分。

智能倉儲和物流系統由倉儲物流信息管理系統、自動控制系統、物流設施設備系統組成。

智能制造執行系統

制造執行系統(Manufacturing Execution System,MES)是美國先進制造研究機構AMR於20世紀90年代提出的概念。AMR將MES定義為“位於上層的計劃管理系統與底層的工業控制之間的、面向車間層的管理信息系統”,它為操作人員/管理人員提供計劃的執行、跟蹤以及所有資源(人、設備、物料、客戶需求等)的當前狀態。

MES可以實時監控底層設備的運行狀態,采集設備、儀表的狀態數據,經過分析、計算與處理,觸發新的事件,從而方便、可靠地將控制系統與信息系統聯系在一起,並將生產狀況及時反饋給計劃層。
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同時MES系統也承擔著與企業資源計劃ERP、研發設計系統CAX/PLM等的集成關系,通過集成,MES將這些信息傳遞至智能裝備與控制系統、智能物流系統,實現從底層設備至經營管理、研發設計系統的全面集成。

① 與ERP系統的集成

ERP系統向MES系統傳遞的信息包括生產任務、采購(外協)在途、庫存信息、物料配送計劃。MES系統向ERP系統傳遞的信息包括生產完成情況、物料再制、物料配送情況、異常信息、生產過程的質量。

② 與研發設計系統的集成

研發設計系統CAD/CAPP/CAM/PLM系統向MES系統傳遞的信息包括物料主數據、物料清單、設計文檔、工藝文檔、數控程序、技術變更,實現設計、工藝、制造一體化。MES系統向智能設計系統反饋工藝異常和設計異常數據。

③ 與智能服務系統的集成

MES系統向智能服務系統傳遞產品質量追溯信息,以便進行產品召回、索賠等。智能服務系統向MES傳遞用戶反饋信息。

但是我們發現,盡管一些企業進行了生產升級,但是效果並不盡如人意,其實不同行業、不同規模的制造企業更應該從自身戰略方向和管理水平出發,結合智能制造核心要素來制定數字化、智能化的轉型途徑。

1、從戰略方向出發,找企業自身不足,構建屬於自己的智能制造藍圖,小步快跑,長遠規劃,重視信息化投資效益分析。

2、 明確自身的願景和遠景目標。評估實施的條件是否具備,客觀評估當前和未來的形勢,從單元(點)及產線(線)再到工廠(面)考量實施路徑。

3、根據行業趨勢,對標國際一流企業,結合自身戰略需求及目前管理水平,合理制定實施目標和計劃。以搭框架建基礎,逐步深化,通過數字化智能化,解決優化企業管理流程,最終實現智能化。

數字化、智能化都只是技術手段,智能制造的核心目標是提升企業的競爭力。企業實現智能生產,不一定要破釜沈舟,可以根據行業狀態、自身能力來實現整體規劃、小步快跑的實施原則。

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