這是對管理者真正的考驗。管理者需要痛下決心,付出耐心。而這同時也對數字化工廠的咨詢顧問,提出了非常綜合的要求:需要了解企業管理、懂技術實現、懂生產運營等等。員工的士氣也是一個重要考量。這是一個學習型的漸進過程,三方都必須深浸其中,才能推進全面的數字化建設。數字化工廠規劃核心要素數字化工廠的建設的核心要素可以歸納為工廠裝備數字化、工廠物流數字化、設計研發數字化、生產過程數字化,如下圖所示。通過這四個方面的建設,帶動產品設計方法和工具的創新、企業管理模式的創新。工業4.0和數字化工廠的相關技術將促進產業鏈和價值鏈的分工重組,傳統的行業界限將消失,并會產生各種新的業態和合作形式,形成自動化、信息化、一體化、精益化、集成化的數字化工廠。
核心四要素這其中工廠裝備數字化,是數字化工廠建設的前提和基礎,為設計、研發、生產等各個環節提供基礎數據的支持。工控產品,如PLC、伺服電機、傳感器等仍然是數字化工廠不可或缺的部分。
在此基礎上,工廠物流能夠從被動感知變為主動感知,實現透明、安全和高效,包括產品運輸過程跟蹤,運輸車輛跟蹤定位,物料出庫,物料配送上線等。更加重要和經常被切斷的環節,來自上游的設計。通過設計研發數字化,從而實現設計、工藝、制造、檢測等各業務的高度集成,包括CAD/CAPP/CAE/CAM/PLM的集成,虛擬仿真技術,MDB模型的應用,產品全生命周期管理等。
生產過程的數字化主要是利用數字化的手段應對更復雜的車間生產過程管理,這其中最重要的是制造執行系統MES的建設以及MES與ERP/PLM和車間現場自動化控制系統的交互。MES在智能制造領域的作用越來越明顯。它既是一個相對獨立的軟件系統又是企業信息傳遞路由器,匯集市場與服務、產品設計、MRP/ERP、供應鏈等信息,并轉化為詳細的生產作業指令,從而實現復雜產品制造過程生產現場的管理與控制。MES向上承接ERP下達的生產計劃以及PLM經過仿真驗證的產品BOM,向下銜接車間現場SCADA控制系統,彌補了ERP與車間過程控制之間的真空,實現了工業4.0所強調的垂直方向上的集成以及貫穿價值鏈的端到端工程數字化集成。
下面這張圖充分的反映了數字化工廠幾大核心系統之間的數據信息流動關系,強調了不同系統之間的應用邊界和交互界面。
數字化工廠的標桿西門子工業軟件大中華區技術總經理方志剛先生有一張圖,非常清晰地表達了一個數字化工廠的完美嬗變和日益成形的工業4.0工廠。
我們需要去全球最負盛名的西門子安貝格工廠,學習什么?
這張圖耐人尋味地表達了一個三十年的歷程。從82年開始引入車間管理系統起,到RFID的引入,到數據優化的管理,到工藝路線管理系統。它是一個蝶變的過程,也是一個持續改善的過程。這座外觀與工人數量基本維持原狀、連生產面積都未增加的工廠,三十多年一直向著一個光芒之地在自我進化。我們知道,那個光芒之地,正是我們心目中的工業4.0圣地。在這個演化過程中,該工廠的產能較26年前提升了8倍,每年可生產約1200萬件Simatic系列產品,按每年生產230 天計算,差不多平均每秒就能生產出一件產品。
而西門子成都工廠作為安貝格的姊妹工廠,是西門子在德國之外的首家數字化企業,也是西門子在全球第三個工業自動化產品研發中心。從2011年10月,西門子與成都市政府雙方簽署投資協議,到2013年9月,工廠正式建成投產。從簽署協議到全部建成只用了不到三年的時間。西門子安貝格工廠的30年是先驅的探索,西門子成都工廠的3年是在安貝格工廠30年經驗和技術積累基礎上的厚積薄發。沿著標桿工廠的建設足跡,我們會發現做到這個高度不可能是一蹴而就的,需要在最佳實踐的基礎上科學規劃,一步一個腳印,腳踏實地,摒棄浮躁。
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