淺述陶瓷制造業(yè)數(shù)字化發(fā)展實施路徑

姚青山

（ 佛山眾陶聯(lián)供應鏈服務有限公司，佛山 528000）

1 建筑陶瓷制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的意義

建筑陶瓷生產(chǎn)企業(yè)大部分是手工生產(chǎn)，生產(chǎn)效率低、質(zhì)量不穩(wěn)定、成本高；建筑陶瓷生產(chǎn)盡管已經(jīng)有了很多自動化設備，但是由于原料的不穩(wěn)定造成配方、窯爐燒成曲線的不穩(wěn)定，多數(shù)生產(chǎn)崗位仍然需要有一定經(jīng)驗的老師傅做生產(chǎn)線管理和工藝調(diào)整。當前，許多90 后年輕人不愿意上生產(chǎn)線工作，招來后由于崗位實行計件工資，年輕工人也不愿意通過長期磨煉留在崗位。解決招人難和留人難的問題，需要加快企業(yè)智能化改造。

在中國制造低成本優(yōu)勢不再，從“制造”向“智造”轉(zhuǎn)變，提高管理過程、生產(chǎn)過程的智能化水平成為企業(yè)發(fā)展的關鍵。在這一背景下的一些頭部建陶企業(yè)，通過創(chuàng)新發(fā)明、設備引進，補齊自動化生產(chǎn)設備短板，生產(chǎn)各工序的勞動生產(chǎn)率有一定的提升。實現(xiàn)成為行業(yè)內(nèi)標桿的企業(yè)，需要從數(shù)字化智能工廠開始頂層設計，分別從信息智能化建設整體規(guī)劃和智能裝備的研發(fā)、技術沉淀與引入兩方面切入；其中信息智能化建設整體規(guī)劃包括8個方面：精益布局與數(shù)字化工廠、研發(fā)設計系統(tǒng)管理、設備互聯(lián)互通、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺、生產(chǎn)運營管理系統(tǒng)、信息系統(tǒng)集成、信息安全管理、工業(yè)大數(shù)據(jù)分析。而智能工廠核心裝備研發(fā)流程包括以下幾點：（1）設計需求的確定：通過現(xiàn)場考察與需求確定，詳細分析每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)及節(jié)點，以數(shù)據(jù)化的形式呈現(xiàn)，充分論證其功能性、正確性與必要性；（2）設備總體設計：根據(jù)現(xiàn)場取得的數(shù)據(jù)、資料進行總體設計，同時找出其中需要驗證的關鍵技術要點，便于前期開發(fā)驗證；（3）關鍵點驗證：對于每個關鍵點必須進行實物驗證，證明其可靠性與效率、質(zhì)量的符合性。驗證設計與實際效果的差距，不斷地修改完善，直至達到理想的效果；（4）樣機制造：在所有關鍵點驗證確認的基礎上，進行樣機制造與驗證，這將縮短開發(fā)周期，降低成本的基礎；（5）驗證與推廣：樣機通過正常運行，取得預期的產(chǎn)量、質(zhì)量、成本數(shù)據(jù)參數(shù)，同時確定優(yōu)化方向，助力所研發(fā)裝備后續(xù)的大范圍推廣；（6）進口國外新設備：詳細確認設備的使用場景，是否匹配產(chǎn)品的生產(chǎn)需求，同時拆分對比各項產(chǎn)量、質(zhì)量、運行耗用參數(shù)，判斷其適合性。

2 數(shù)字化轉(zhuǎn)型的主要工作

在數(shù)字化轉(zhuǎn)型中，行業(yè)部分頭部陶瓷企業(yè)及數(shù)字化服務商都在積極探索開拓，投入大量的人力物力打造建陶制造化數(shù)字化示范工廠或車間。在這個過程中，陶瓷行業(yè)有兩種模式，一種高投入投建新的生產(chǎn)線打造數(shù)字化工廠，另一種是低投入存量生產(chǎn)線打造數(shù)字化工廠/車間，都是精心布局及全局規(guī)劃；通過投入自動化裝備，建設信息化管理系統(tǒng)，搭建智能中控平臺，實現(xiàn)企業(yè)信息高效傳遞，智能化水平大幅提高，企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型基本完成。建立數(shù)字工廠模型，通過實時數(shù)據(jù)進行模型優(yōu)化，提升整體的運作效率，從而做到產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率的提升。從行業(yè)整體來看，陶瓷企業(yè)通過數(shù)字化改造形成了“四系統(tǒng)三平臺”的格局。

“四大系統(tǒng)”為PLM 系統(tǒng)、企業(yè)資源管理系統(tǒng)（ERP）、信息集成系統(tǒng)、網(wǎng)絡運維系統(tǒng)。陶瓷研發(fā)設計，通過PLM 系統(tǒng)進行產(chǎn)品數(shù)據(jù)定義、研發(fā)BOM 管理、項目變更管理等工作；該系統(tǒng)不僅支持現(xiàn)有已知2D/3D 設計軟件的集成，且支持未知和未來的應用軟件的開放式集成；“企業(yè)資源管理系統(tǒng)”覆蓋了財務、營售、采購、倉儲、生產(chǎn)等方面的信息，具有基礎數(shù)據(jù)管理、銷售管理、采購管理、倉庫管理、銷售核算管理、采購核算管理等功能，通過該系統(tǒng)打通采購、倉儲、生產(chǎn)、銷售等環(huán)節(jié)的信息流通，可以從采購訂單、物料、工單、銷售訂單等方面維護實現(xiàn)生產(chǎn)進度的控制和查詢。在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，陶瓷企業(yè)打造了生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES），以建立集約、協(xié)作、高效、精益的現(xiàn)代生產(chǎn)理念為目標，進一步提高公司生產(chǎn)管控能力，提升生產(chǎn)管理水平，構建新的生產(chǎn)管理體系。MES系統(tǒng)主要包含生產(chǎn)管理、品質(zhì)管理、工藝管理、物流管理、設備管理等功能，實現(xiàn)從生產(chǎn)計劃到產(chǎn)品交付的全過程的信息化管理，包括生產(chǎn)計劃下達、領料、生產(chǎn)、入庫等業(yè)務流程的信息化，實現(xiàn)業(yè)務流程數(shù)據(jù)采集，記錄生產(chǎn)過程信息、物料防錯信息、產(chǎn)品追溯信息和關鍵生產(chǎn)資源的實時狀況，實現(xiàn)可追溯生產(chǎn)和透明化生產(chǎn)；

“三大平臺”為互聯(lián)互通基礎平臺、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺、工業(yè)大數(shù)據(jù)分析平臺。建陶企業(yè)主要生產(chǎn)設備包括喂料機、球磨機、干燥制粉、成型裝備、施釉設備、各類干燥及燒成窯爐、拋光磨邊、智能物流輸送線等，均留有對外信息接口模塊。通過現(xiàn)場工業(yè)網(wǎng)絡和DNC 數(shù)采控制模塊，將主要設備的加工信息、運作狀態(tài)、產(chǎn)品進度進行數(shù)據(jù)實時采集；同時通過各類協(xié)議將數(shù)據(jù)從設備傳至邊緣網(wǎng)關，再經(jīng)過邊緣網(wǎng)關經(jīng)過處理，將設備的有效數(shù)據(jù)上傳和回饋，實現(xiàn)設備間信息的互聯(lián)互通，完成數(shù)據(jù)采集的基礎平臺建設；建陶企業(yè)通過搭建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，實現(xiàn)設備數(shù)據(jù)的實時采集與監(jiān)控。

3 智能工廠建設實施要點

建陶企業(yè)需要通過突破傳統(tǒng)觀念，根據(jù)自動化設備的需要，確定工藝參數(shù)。因此應配置全球資源，實現(xiàn)工藝目標，把質(zhì)量和效率落到實處。在智能工廠建設實施階段的第一步，工廠生產(chǎn)需要平衡計算。智能工廠必須是后段的生產(chǎn)能力略大于前段的生產(chǎn)能力，通過計算將流程數(shù)據(jù)關聯(lián)起來，包括物料計算、土建設施、設備配置、人員配置、工作班次等內(nèi)容，也是工廠設計的基礎。其次是工廠成本預估與工資待遇承載能力計算。建陶智能工廠項目建設過程中，需要秉承“精益先行、頂層設計、分步實施、三線并進、整體調(diào)控”的方針，才能順利完成數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能制造發(fā)展。