《智造单元:智能制造的抓手》

  • 来源专题:数控机床——战略政策
  • 编译者: 杨芳
  • 发布时间:2017-09-25
  • 智能制造正在成为不可逆转的制造趋势,而智造单元,正是智能制造落地最有效的抓手。智造单元,是设计与实施智造工厂的有效组线模式。作为一个最小的数字化工厂,提供了一个完整的多品种小批量的解决方案。甚至可以在不影响产线运转的情况下,实现多种设备的在线入列和出列的切换。

    智造单元 工业新概念定义

    智造单元,是实现数字化工厂的基本工作单元。针对装备制造业的离散加工现场,把一组能力相近的加工设备和辅助设备进行模块化、集成化、一体化,实现数字化工厂各项能力的相互接口,具备多品种少批量(单件)产品生产能力输出的组织模块。它从资源轴、 管理轴和执行轴这三个角度,来实现基本工作单元的模块化、自动化、信息化,从而实现工厂的数字化、高效率运转。

    智造单元的工作机制

    智造单元可以由“一个现场,三个轴向”来说明,包括:资源轴向、内向管理轴向和工作执行轴向,见图1。

    图1:智造单元的三维视图

    资源轴上,主要是对人员、流程、产品、设备的管理。资源可以是任何活动的对象,也可以是执行这些活动的前瞻主题。特别值得注意的是,员工是宝贵的资产。工厂工人在物理世界生产产品,不管职务是不是管理者,都会做决定并给其他人下达指示。

    而管理轴则是质量、成本、交期、安全,是生产过程中核心输出的要素管控与运维;而在执行轴PDCA,则是标准的戴明环,也就是计划(Plan)、执行(Do)、检查(Check)、纠正(Action)。

    这三个视图,综合地表达了智能制造的价值创造,其实是人类和各种设备活动的过程与结果的综合表达。

    这种方式与日本旨在解决智能制造的工业价值链促进会IVI的理念完全一致。日本IVI在 2016年12月提出了“工业价值链参考架构”,旨在推动“智能工厂 ”的实现,见图2。

    图2:IVRA工业价值链的三维图.

相关报告
  • 《“智造单元”让智能制造落地生根》

    • 来源专题:数控机床——战略政策
    • 编译者:杨芳
    • 发布时间:2017-11-21
    • 工业4.0概念的光环正在减弱,而更多工厂转型升级的真知灼见正在不断地涌现出来。智能制造作为中国制造2025的主攻方向,其中的数字化、网络化和智能化提出了一个可以探索的路径。对于中国的制造企业迎来了不可避免的制造模式的范式转型,即智能制造,对于企业而言,则面临的是一条一条具体的生产线。如何从生产线出发,找到智能制造的发展路线,是一个非常迫切的问题。 智造单元,正是智能制造最为落地的抓手。它像一根红线,在一个复杂的局面中,牵引着智能制造走向破局之点。它是一个最小的数字化工厂,提供了一个完整的多品种小批量的解决方案。 智造单元,把复杂系统变简洁 智能制造是一个复杂的系统,这决定了它需要从一个整体论来考量。它在企业内部是一个混合状态,企业局部也可以有智能制造,而不必一定要等到整体上全部实现——这是一个交互渗透的过程。而在局部实现智能制造,如果从企业内部生产实践来看,最为可行的基础上是,需要从最小的智能制造单元开始,拓展到一条条数字化产线,再到局部相互连接的系统,最后构建出巨系统。 来源:工信部安筱鹏博士《软件视野下的未来工业》 这里的最小智能制造单元,就是需要构建的“智造单元”。智造单元是从工厂车间的基本运营出发,从资源轴、 管理轴和执行轴这三个角度,把一组能力相近的加工设备和辅助设备进行模块组合,并通过软件连接,实现多功能模块的集成化,链接企业资源管理与研发等管理软件形成企业的一体化系统,具备多品种少批量产品的生产能力输出的组织模块。作为智能制造实现的最小单元,可以实现数字工厂所需要的设备自动化、管理信息化、人员高效化。因此制造单元的基本特征,可以总结为“软硬一体,三轴三化”,也就是“设备模块成一体,三轴视角车间挂;软件连接数据通,数字工厂靠三化”。 三轴视角,扎根车间 智造单元是扎根于工厂尤其是车间级而自然生长的希望之花。智能制造最为重要的问题,都需要回到现场去解决。而智造单元的“三轴”,就是围绕现场要素,从三个方向进行管理:资源轴向,内向管理轴向和工作执行轴向,见图2。 资源轴上,主要是对人员、流程、产品、设备的管理。资源可以是任何活动的对象,也可以是执行这些活动的前瞻主题。特别值得注意的是,员工是宝贵的资产。工厂工人在物理世界生产产品,不管职务是不是管理者,都会做决定并给其他人下达指示。 而管理轴则是质量、成本、交期、安全,是生产过程中核心输出的要素管控与运维。 而在执行轴PDCA,则是标准的戴明环,也就是计划(Plan)、执行(Do)、检查(Check)、纠正(Action)。 这三个视图,综合地表达了智能制造的价值创造,其实是人类和各种设备活动的过程与结果的综合表达。 这种方式与日本旨在解决智能制造的工业价值链促进会IVI的理念完全一致。日本IVI在 2016年12月提出了“工业价值链参考架构”,旨在推动“数字工厂”的实现,见图3。 这个三维图,把智造单元的三个轴向定义诠释得很清楚,真实地反映了工厂的现场活动,完全是从车间的视角,考虑企业的实际运营。只不过IVRA强调环境的管理,而智造单元则采用了安全的方向。 在明确了工厂现场的三大主轴之后,智能制造的建设路径就浮出水面。通过智造单元的组合,整个数字工厂的建设,就可以通过模块化、分区化的方式,进行自由的升级组合,从而大大提高数字工厂的建设效率。
  • 《智能制造,重要的是产品》

    • 来源专题:数控机床——战略政策
    • 编译者:杨芳
    • 发布时间:2016-06-22
    • 明智的当政者,从来都不会低估实体经济的地位与意义。 互联网“肆虐横行”的日子里,谈论实体经济的衰落与危机,俨然成了一种“时尚”。一位传统汽车人离开岗位,投奔互联网怀抱,让许多人感叹唏嘘:老行业是不是要完了? 显然不会是这样,实际的情况,甚至完全相反。不论是德国的“工业4.0”,美国的“制造业回归”,还是我国的“中国制造2025”,无不在表明一个事实:明智的当政者,从来都不会,也不敢低估实体经济的地位与意义。 不能否认互联网之于人类的价值。二次世界大战后,人类社会开启了第三次技术革命。进入21世纪,互联网接过了这次技术变革的引领位置,开始深刻改变人类社会的生产与生活方式。“互联网+”步步深入商业、媒体、金融、交通、通讯、文化等众多领域,在创造全新商业模式、不断提高效率产出的同时,创造了人类新的生活方式。 面对这股势不可挡的力量,实体经济的代表——制造业表现出的所谓“颓势”,成了世界各国关注的焦点。不光是我们,全世界的人都在思索这个问题:制造业的未来在哪里? 作为一种技术,互联网第一次从根本上满足了人类自诞生以来最本能的需求之一:对信息的及时掌握与沟通。这也是它搅动天翻地覆的最大魔力。 “工业互联网”、“工业4.0”,西方发达国家给出了相同的回应。而这种态势下,面临产业结构调整与升级“双重挑战”的中国该走何种道路,变得不那么难以回答:德、美、日等工业强国都做出了选择——“智能制造”,我们有什么理由拒绝呢? 所谓智能制造,一般意义上是指在制造过程中,机器能够进行分析、推理、判断、构思和决策等智能活动,去扩大、延伸和部分取代人类的脑力劳动。对于经济处于转型期的中国而言,智能制造是实现制造业升级的内在要求,是重塑制造业新优势的现实需要,更是拓宽产业施政空间的重要抓手,可谓“中国制造2025”行动纲领的核心诉求。简言之,互联网渗透到传统制造行业,这个潮流不可违,不可逆。 然而在这一过程中,有一点人们必须搞清楚,那就是智能制造 ,到底是谁的? 技术是人类社会进步的根本动力,无可置疑。从18世纪60年代起,以蒸汽机为代表的大机器生产在英国取代手工业,第一次工业革命兴起;1870年以后,第二次工业革命兴起,人类进入电气时代。但是,蒸汽、电流本身并不能带来任何改变。前者需要借助纺织机及其生产的布匹、机车及其拓展的物流,后者必须通过灯泡、电机、电池、电话等等才具备变革的力量。换句话说,只有通过搭载、应用于产品,科技才能够改变生活。不要混淆宾主,乱了主次——真正推动“技术革命”的,并非技术本身,而是产品。 互联网同样如此,它就是一种“连接”技术。如果没有实现连接,其本身就像电话线一样,并不具备任何价值。只有连接了机器与机器,连接了人与人,连接了万物,互联网才能完成自己的华丽变身。 因而我们要尊重技术的意义,但不能唯工具而轻结果,忘记了实体经济和那些不变的商业规律。互联网技术带来的智能制造,其最终目的,依然是制造,制造真正满足消费者需求的优质产品。如果不以这个为目的,互联网技术就跟茶杯冒出的蒸汽、雨天划过的闪电一样,美丽而毫无意义。