智能制造技術(shù)在傳統(tǒng)企業(yè)中的應(yīng)用

文/徐建黨 劉宏偉

隨著5G和AI技術(shù)的進(jìn)步，制造業(yè)生產(chǎn)模式迎來了升級(jí)改造的技術(shù)手段，迫使傳統(tǒng)企業(yè)主動(dòng)升級(jí)才能提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，如何升級(jí)、如何順暢升級(jí)、如何較低成本升級(jí)、如何通過升級(jí)達(dá)到預(yù)期目標(biāo)都是企業(yè)在升級(jí)前必然思考的問題。

1 平臺(tái)建設(shè)

從傳統(tǒng)企業(yè)向智能制造升級(jí)的過程必然是有一個(gè)過程，可能要涉及到大量的傳感技術(shù)、通信技術(shù)、軟件技術(shù)、硬件技術(shù)、控制技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)和深度學(xué)習(xí)相關(guān)的技術(shù)，所有這些新的技術(shù)都需要融合到一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)上，可以由小的應(yīng)用開始建立，逐步增加形成企業(yè)實(shí)際的信息平臺(tái)。

例如：可以從一條生產(chǎn)線做起，可以將其上的設(shè)備工序的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和監(jiān)控，再配上物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，那么就可以監(jiān)測(cè)這條產(chǎn)線上每個(gè)工序環(huán)節(jié)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，每道工序的加工參數(shù)，加工工藝，加工質(zhì)量，直通率，不良品現(xiàn)象等等。等到一條產(chǎn)線運(yùn)行成熟后再拓展到多條線甚至全部產(chǎn)線，那么在此拓展過程中必然也需要對(duì)這個(gè)平臺(tái)的性能進(jìn)行提升，容易找到合適可靠的符合實(shí)際的核心平臺(tái)的建設(shè)，從而為智能制造打下結(jié)實(shí)的基礎(chǔ)。

通常傳統(tǒng)企業(yè)前期已經(jīng)有的軟件系統(tǒng)（不同時(shí)間投入、不同供應(yīng)商之間），如何和新投入的軟件和升級(jí)后的系統(tǒng)進(jìn)行兼容,這就需要企業(yè)統(tǒng)合這些軟件盡量平臺(tái)化，要有強(qiáng)大的軟件兼容能力，通過標(biāo)準(zhǔn)的接口使其處于一個(gè)或多個(gè)虛擬的平臺(tái)中，這是優(yōu)先考慮的事情，既能保護(hù)以前的投資，同時(shí)能兼顧升級(jí)效率。

2 數(shù)字化

圖1

圖2

數(shù)據(jù)采集是智能生產(chǎn)中的重要組成部分，是人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)的基本數(shù)據(jù)支撐來源。數(shù)據(jù)采集又分為對(duì)人員信息的采集，對(duì)物料的采集，對(duì)環(huán)境的采集，對(duì)設(shè)備和測(cè)試結(jié)果的采集幾個(gè)方面。

以設(shè)備為代表的通過傳感技術(shù)和通信技術(shù)讓設(shè)備上云（包括本地云）,將設(shè)備相關(guān)的數(shù)據(jù)都能實(shí)時(shí)的采集甚至也能夠?qū)崟r(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行參數(shù)調(diào)節(jié)，讓設(shè)備變成智能化的設(shè)備，并在此基礎(chǔ)上的數(shù)據(jù)采集和結(jié)合行業(yè)知識(shí)的分析、預(yù)測(cè)、決策是智能化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。有條件的企業(yè)可以根據(jù)自身的實(shí)際逐步按此路徑升級(jí)，風(fēng)險(xiǎn)不大，效果較好。大量的數(shù)據(jù)的積累為深度分析、挖掘算法模型、大數(shù)據(jù)分析提供基礎(chǔ)，為智能決策提供依據(jù)。以此同時(shí)，可以將傳統(tǒng)分散于不同企業(yè)、不同系統(tǒng)、不同個(gè)體的工業(yè)經(jīng)驗(yàn)將能夠獲得有效沉淀和匯聚起來，并通過平臺(tái)功能的開放和調(diào)用被更多企業(yè)共享。

3 流程再造

基于引入智能化設(shè)備和數(shù)字化控制技術(shù)，必然對(duì)傳統(tǒng)的流程進(jìn)行沖擊，流程再造是必然的，有實(shí)力的企業(yè)可以自主建立整套系統(tǒng)，可以生產(chǎn)實(shí)際靈活調(diào)整，以達(dá)到生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的最優(yōu)化路徑。通過計(jì)算機(jī)模擬及仿真技術(shù)，可以在實(shí)際生產(chǎn)前作最優(yōu)化的設(shè)計(jì)，是提供效率的必要工具之一。如圖4所示。

4 數(shù)據(jù)共享

圖3

圖4

圖5

在傳統(tǒng)的制造企業(yè)里，通常也有ERP、PLM、PDM、WMS，有些制造企業(yè)已經(jīng)部署和實(shí)施MES系統(tǒng)。打通在企業(yè)內(nèi)部這些軟件的平臺(tái)的數(shù)據(jù)尤為重要，工廠實(shí)現(xiàn)按需定制，按需生產(chǎn)，必須涵蓋企業(yè)內(nèi)所有數(shù)據(jù)的共享流通，在此基礎(chǔ)上分析決策才會(huì)高效、可靠、有效果。如圖5。

5 節(jié)能環(huán)保

智能制造的過程中必然也涉及到設(shè)備環(huán)境照明等等的數(shù)據(jù)采集，它可以專門對(duì)能耗作出監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)分析，可以找到節(jié)能的最有效的方法，甚至可以智能調(diào)節(jié)控制；與此同時(shí)我們也可以通過仿真技術(shù)，提起模擬、優(yōu)化，預(yù)先找到最優(yōu)化的節(jié)能環(huán)保的設(shè)計(jì)、制造工藝等。

可以應(yīng)用低功耗 NB-IoT等多種物聯(lián)傳感技術(shù)，將水電氣、照明、空調(diào)、電梯，廠房溫濕度、變配電、照明、空調(diào)、電梯、重點(diǎn)設(shè)備，能耗用量等數(shù)據(jù)參數(shù)，傳輸?shù)侥芎目刂葡到y(tǒng)，進(jìn)行智能控制，形成能耗的分類、分項(xiàng)、分區(qū)域統(tǒng)計(jì)分析，可以對(duì)能源進(jìn)行統(tǒng)一仿真分析，并實(shí)施調(diào)度、達(dá)到優(yōu)化使用能源目的。

6 成本效益優(yōu)先

2013年開始，用工成本逐年上漲，所以企業(yè)的效益增長(zhǎng)乏力，所以升級(jí)之路必然要考慮綜合成本，可以分步實(shí)施，從小到大，見效后再加大投入，必然是大多數(shù)中小企業(yè)的必經(jīng)之路，既要保留現(xiàn)有的傳統(tǒng)軟件，也要擁抱新技術(shù)，要精打細(xì)算，不然會(huì)因升級(jí)而變得導(dǎo)致經(jīng)營(yíng)困難。

7 結(jié)語

企業(yè)智能制造升級(jí)之路沒有千篇一律，要循序漸進(jìn)，要切合實(shí)際，要對(duì)自己的需求有比較清晰的認(rèn)識(shí)，痛點(diǎn)是什么？未來的目標(biāo)和方向是什么？每個(gè)階段行的目標(biāo)是什么？哪些需要系統(tǒng)改善，哪些可以通過單元改善實(shí)現(xiàn)？實(shí)現(xiàn)的方向是堅(jiān)定的，但是實(shí)現(xiàn)的方法和路徑是不同的，不能急于求成而給企業(yè)的升級(jí)造成巨大困難，一定要在低成本的前提下，一點(diǎn)一滴的實(shí)現(xiàn)，好的效果要加強(qiáng)推廣，由點(diǎn)帶面，由面到全方法多層次的實(shí)現(xiàn)，效果是逐步體現(xiàn)的。