陶瓷行業(yè)智能制造現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

夏建華 溫怡彰

摘 要：本文介紹了陶瓷行業(yè)智能制造的現(xiàn)狀，具體分析陶企在設(shè)備層、執(zhí)行層及管理層各信息的不對稱性。闡述了如何打通生產(chǎn)中各環(huán)節(jié)的信息孤島，讓陶瓷行業(yè)進入大數(shù)據(jù)時代。為決策者提供整體的智能制造解決方案。

關(guān)鍵詞：陶瓷;智能制造;SCADA;信息孤島;工業(yè)4.0

1 前言

智能制造（Intelligent Manufacturing，IM）是一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化智能系統(tǒng)。毫無疑問，智能化是制造自動化的發(fā)展方向。在制造過程的各個環(huán)節(jié)幾乎都廣泛應(yīng)用人工智能技術(shù)。專家系統(tǒng)技術(shù)可以用于工程設(shè)計，工藝過程設(shè)計，生產(chǎn)調(diào)度，故障診斷等。也可以將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊控制技術(shù)等先進的計算機智能方法應(yīng)用于產(chǎn)品配方，生產(chǎn)調(diào)度等，實現(xiàn)制造過程智能化。

2 陶瓷行業(yè)智能制造的現(xiàn)狀

陶瓷行業(yè)從90年代初期引進國外設(shè)備和技術(shù)，經(jīng)過國內(nèi)的陶機裝備企業(yè)對這些技術(shù)的吸收轉(zhuǎn)化，已經(jīng)完成了陶瓷整線的國產(chǎn)化。在這些國產(chǎn)化的過程中，也對陶瓷行業(yè)的自動化進行了改造。比如窯爐出口自動的上、下磚，成品的缺陷檢測、自動打包等。但是在智能制造方面，陶瓷行業(yè)已經(jīng)遠遠落后于電池、汽車、制藥等行業(yè)。歸根結(jié)底是因為陶企決策者對智能制造的概念沒有清晰的、全盤的認識，對智能制造所必須具備的軟、硬件基礎(chǔ)的構(gòu)成缺乏了解?，F(xiàn)在也有部分陶企在探索，比如蒙娜麗莎的能源管理系統(tǒng)，唯美集團的能源、設(shè)備管理系統(tǒng)，歐神諾的智能數(shù)據(jù)云平臺等。但在實際應(yīng)用過程中，總是停留在項目層面，并沒有落實到從生產(chǎn)、銷售、物流、消費者等產(chǎn)品全生命周期中，也沒有給管理者、生產(chǎn)者、消費者帶來便捷的體驗。

當前陶瓷生產(chǎn)過程中，在上游的產(chǎn)品銷售方面，借助于物聯(lián)網(wǎng)平臺，基本實現(xiàn)了智能化;在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，對生產(chǎn)的組織，也有基于ERP系統(tǒng)的生產(chǎn)管理系統(tǒng)，有基于產(chǎn)品生命周期管理的PLM系統(tǒng);在設(shè)備層有數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)SCADA;但是這些系統(tǒng)的數(shù)據(jù)都是獨立存在的，可以稱之為信息孤島。沒有一個將這些信息孤島串接在一起的執(zhí)行管理系統(tǒng)MES，也是當前行業(yè)內(nèi)的認識誤區(qū)。另外，對于陶瓷行業(yè)的設(shè)備層，還是停留在自動化層面。還有相當一部分的設(shè)備還沒有進行自動化的改造。沒有設(shè)備層的數(shù)據(jù)支撐，想做到陶瓷行業(yè)的智能制造，只是空中的樓閣，無根的浮萍。對于智能制造的整體認識，可以用一張框架圖來解釋。

3 陶瓷行業(yè)智能制造解決方案

在闡述陶瓷行業(yè)智能制造的解決方案之前，我們來看看智能制造的構(gòu)成簡圖，見圖2。

從圖中不難看出，MES作為環(huán)線將所有的信息孤島串接在一起。通過對陶瓷行業(yè)智能制造現(xiàn)狀的了解與分析，可以看出陶瓷智能制造的瓶頸在于：如何建立設(shè)備層的SCADA？如何建立生產(chǎn)執(zhí)行管理系統(tǒng)MES？或者是建立將兩者集成起來的系統(tǒng)。對于陶企來說，更多的是對于基于設(shè)備層的數(shù)據(jù)采集，還包括部分設(shè)備的自動化、數(shù)字化改造。做陶瓷裝備企業(yè)就應(yīng)該責無旁貸地承擔起行業(yè)智能制造轉(zhuǎn)型升級的重任。

廣東佛山恒力泰機械有限公司聯(lián)合德國西門子公司推出的生產(chǎn)線管家是為陶瓷企業(yè)量身打造的智能制造平臺。生產(chǎn)線管家為陶瓷企業(yè)提供的解決方案如圖3。

生產(chǎn)線管家集成了部分MES功能，但又能與第三方的MES無縫對接。該管理平臺總共有11大功能。包括：（1）生產(chǎn)線SCADA;（2）過程數(shù)據(jù)接口標準化;（3）生產(chǎn)信息跟蹤和查詢;（4）設(shè)備的數(shù)字化管理;（5）生產(chǎn)訂單執(zhí)行;（6）質(zhì)量監(jiān)控;（7）物料數(shù)據(jù)采集與追蹤;（8）人員管理與審計追蹤;（9）能源數(shù)據(jù)采集與分析;（10）生產(chǎn)看板與可視化;（11）遠程診斷與監(jiān)控。 這些功能覆蓋了陶瓷行業(yè)智能制造的所有痛點。為行業(yè)的智能制造提供了完美的解決方案。

佛山恒力泰機械有限公司作為陶瓷裝備行業(yè)的領(lǐng)頭羊，深耕陶瓷設(shè)備領(lǐng)域，具備為客戶提供整線設(shè)備能力。無論是在設(shè)備的自動化改造方面，還是在設(shè)備層SCADA的搭建方面，都具有無與倫比的優(yōu)勢。再與工業(yè)4.0的倡導者——德國西門子公司強強聯(lián)合，一定能為陶瓷行業(yè)的智能制造提供強有力的技術(shù)支持，為推動行業(yè)智能制造水平起到引領(lǐng)作用。

4 發(fā)展趨勢

陶瓷行業(yè)未來的發(fā)展趨勢，一定是由智能化逐步向工業(yè)4.0時代邁進。而對于工業(yè)4.0的實現(xiàn)，陶瓷行業(yè)還是任重道遠的。北航劉強教授關(guān)于工業(yè)4.0的實施先決條件有個“三不要原則”：第一、不要在不具備成熟的工藝時做自動化;第二、不要在管理不成熟時做信息化;第三、不要在不具備網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化時做智能化。對于當前的陶瓷行業(yè)，完全具備了智能化的先決條件。相信在陶瓷裝備制造商與陶瓷企業(yè)及第三方的努力下，特別是在中國智造2025規(guī)劃的指引下，陶瓷行業(yè)的智能制造水平必定不斷提高。

參考文獻

[1] 工信部：智能制造是中國制造2025突破口 . 電纜網(wǎng) 2016-1-11 .

[2] 智能制造：“互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”的六大生態(tài) . OFweek工控網(wǎng) . 2016-2-29 .

[3] 宋春霖，科普中國-致力于權(quán)威的科學傳播.

[4] 張明，生產(chǎn)線管家的推廣與應(yīng)用.

[5] 畢昆，裝備行業(yè)解決方案（精誠MES）.