智能制造的重要性有哪些?
在当前全球制造业竞争格局深刻变革的背景下,我国正以前所未有的决心和力度推进制造强国建设,旨在实现从“制造大国”向“制造强国”的历史性跨越。在这场波澜壮阔的工业转型升级浪潮中,智能制造作为重中之重的核心策略,不仅承载着提升国家整体制造业竞争力的重任,更是推动经济社会高质量发展的关键引警。在政府积极引导与企业内生动力的双重驱动下,我国制造企业纷纷踏上了智能制造的转型征程,探索出一条具有中国特色的智能制造发展道路。
智能制造的兴起,是基于信息技术与制造业深度融合的产物,它利用大数据、云计算、人工智能、物联网等先进技术,对传统制造流程进行智能化改造,实现生产过程的高度自动化、数字化和柔性化。这一转型不仅极大地提高了生产效率和产品质量,还显著降低了能耗和成本,为企业带来了前所未有的竞争优势。在众多制造企业中,一批优秀企业通过深度拥抱智能制造,不仅在国内市场站稳脚跟,更在全球细分市场中脱颖而出,成为行业领军者或隐形冠军。
误区一、重自动化,轻数字化
当前,制造企业面临着巨大的人力资源成本压力和招工难等问题,因此,很多离散制造企业积极进行生产线的自动化改造。一部分重复性较高的工位,由企业提出工艺需求,选择非标自动化集成商提供专用的自动化设备,完成诸如拧螺丝、装配、焊接、打标、检测等特定工序,从而替代人工,实现少人化。
乍一看很多生产线挺先进,但仔细研究,却发现一方面很多企业的自动化产线还是只能适应单一品种,柔性不强;另一方面,很多企业还是不够重视设备联网和产线数据采集,难以真正实现生产过程的可视化与透明化,管理人员还难以及时、准确地了解生产现场的实时状况。流程制造企业的生产线普遍应用了自动化控制系统,但数字化技术的应用也相对滞后,也存在与自动化系统脱节的问题。
误区二、重单机自动化轻系统柔性化
很多制造企业非常重视购买数控加工中心或者钣金加工设备,不少企业还配备了上下料的工业机器人,但是往往还是单机自动化,还没有应用柔性制造系统(FMS)或柔性制造单元(FMC),生产过程中还需要人工搬运,导致产生在制品库存,高端智能装备的OEE较低。
而国际领先企业已经开始应用柔性制造系统,实现了机加工和钣金加工的全自动、无人化地加工不同的零件。机加工FMS包括若干台加工中心、机器人去毛刺单元、清洗单元、轨道输送车等设备和控制软件,配备了立体货架,放置工件和工装,可以完成从粗到精的全自动加工;钣金加工的FMS系统则可以实现从钣金下料、冲孔、折弯到焊接等整个钣金制造工艺。
误区三、重局部改造,轻整体优化
很多企业十分注重对瓶颈工位或消耗人工较多的工位进行自动化改造,推进“机器换人”。这种方式虽然能够减少人工,提高单个工位的效率,但是对于提升生产线的整体效率意义不大,而且往往会将瓶颈工序转移到其它工位。
钣金生产线
正确的方式是基于工业工程的理念,利用价值流图等方法,根据生产的产品类型、产量、批量、制造工艺、产能、生产节拍和在制品物流传输方式,对产线进行整体优化;同时,从实现自动化加工与装配的角度来对制造工艺进行优化,以降低自动化改造的难度,尽量满足多种变型产品的生产与装配。
误区四、重单元系统应用,轻整体规划与系统集成
历经数十年的应用,工业软件的功能不断细化,在制造企业中覆盖的业务越来越广,企业应用的信息系统越来越多。很多企业往往是为了解决某一个或一类问题,满足某个业务部门或者某个业务流程的需求而建设一套信息系统,“头痛医头”,缺乏整体规划,导致系统之间功能重叠、边界模糊、数据来源多样等问题。
误区五、重建设,轻运维
制造企业在智能制造推进过程中,普遍存在重建设、轻运维的问题。在系统采购和实施阶段,企业会展开需求分析、系统评估、可行性分析和招标选型,重大项目高层领导也会参与到决策过程,投入大量的人力、物力和财力。
但在系统上线以后,却缺乏持续的运维,应用软件多年不进行维护和升级,系统功能与实际业务流程的匹配度差距越来越大,系统价值难以发挥;自动化产线也存在不及时维护保养,故障率高等问题。
企业的发展是动态变化的,唯一的不变就是变。因此,企业在信息系统选型时,需要充分考虑系统的柔性化、平台化、可配置和可扩展;同时,企业也需要及时对系统进行维护升级,企业的IT团队要能够及时根据企业需求的变化,对信息系统进行重新配置,尽量减少语言级的二次开发,注重IT治理。
误区六、重数字化设计、轻数字化仿真与优化
近年来,制造企业在产品研发(R&D)方面的投入持续增加,购买了三维CAD、CAE等软件,但是,大部分企业还是重产品开发(Development)、轻研究(Research),主要还是根据客户的订单需求进行产品设计,对于前沿技术的研究与探索不够。
在系统应用方面,数字化设计软件应用十分广泛,部分企业已经延伸到数字化工艺,但是对于仿真技术的应用还停留在初级阶段,主要进行运动仿真、结构和流体仿真与验证,尚未实现仿真驱动设计和多物理场的仿真分析和优化设计,仿真应用不成体系,缺乏对仿真规范、仿真流程、材料数据库的管理,仿真人员没有建立专门的组织,仿真软件的价值远未充分发挥。
在国际先进制造企业中,仿真已成为提升产品研发能力,改进制造工艺,提高产品性能和可靠性的重要手段。仿真技术也在不断创新,实现了实时仿真,仿真软件更加宜人化,数字化设计和仿真可以实现双向集成,也出现了针对特定产品(例如齿轮、轴承、动力电池、电机等)的设计与仿真分析一体化的软件系统。
误区七、重信息系统应用轻数据价值体现和管理改善
很多制造企业在数字化转型的过程中已经应用了诸多信息系统,但系统应用的效果和发挥的价值却参差不齐。
一方面,虽然企业信息系统的应用领域不断拓展,但企业对系统的数据本身缺乏分析,数据的价值未得到充分挖掘,难以支撑企业决策;另一方面,企业想借助信息系统去管理大部分的业务问题,但建设信息系统时,却忽略了企业本身所需要执行的管理改善,业务管理的规范和标准很不完备,造成系统的应用。
误区八、重显示度,轻实用性
在国家大力推进智能制造的背景下,部分企业不惜重金打造出豪华版的智能工厂,各种智能装备和信息系统一应俱全,包括知名品牌的BI、ERP、PLM、MES、SRM、ESB、生产及物流仿真系统、自动立体库、AGV、自动化产线、生产指挥中心等,建立了专门智能制造展厅、车间现场的参观通道、示范生产线等,很有显示度。
智能制造的“轻与重”并非绝对的对立,而是相互依存、相互促进的关系。只有正确认识并避免实践中的误区,企业才能在智能制造的浪潮中稳步前行,实现可持续发展。