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传统制造业的转型之路:数字化工厂

2022-04-14
一、前言

近年来,随着“工业4.0”的热潮从德国涌向全球,越来越多的制造企业正决意将未来智能制造的愿景变为现实,以便能在数字化的工业变革中尽早谋篇布局。全球各主要经济体都在大力推进数字化转型升级,在工业4.0、工业互联网、物联网、智能工厂等热潮下,众多优秀制造企业都开展了智能工厂建设实践。但企业要想跨进“工业4.0”,还有很漫长的路要走。企业升级演进的道路基本都可概括为:传统制造业-数字化工厂-智能工厂-工业4.0。



工业数字化


在传统制造业中,一个错误的操作或设计可能会导致严重的损失,那么如何确保产品从设计、生产到消费过程都能正常运行,将制造过程可视化是一种极佳的方法。因此,数字化工厂包括了产品数字化、设备数字化、制造过程数字化、管理数字化等。随着信息化技术的发展成熟,采用数字化工厂的企业将获得更多的竞争力。


工业4.0智能制造


二、数字化工厂的两大重要基础:工业系统与智能装备

1.支持数字化的工业系统
在数字化转型过程中,企业必需了解和掌握一些新的技术,其中包括:
① 产品生命周期管理,即从产品的需求开始,到产品淘汰报废的全部生命历程的管理。
② 质量管理,在质量方面指挥和控制,保证产品符合客户要求。
③ 生产调度管理,即计划、实施、检查、总结循环活动的管理。
④ 生产管理,它是面向制造企业车间执行层的生产信息化管理,从订单、进行生产到流程控制的监控管理。
⑤ 设备维护管理,在制造业中更多指企业的设备/设施维护管理。
……

2.智能装备-自动化设备
通过引进自动化设备,工厂产能信息与系统连接,系统将收集的信息汇总和分析,整理出工厂所需要的生产数据报告。转型引进自动化设备,有以下好处:
① 自动化流水线具有性能稳定、所需人工少、生产效率高、单件产品的制造成本将大幅降低、占用场地更少等;标准化程度高、产量需求大、生产工序多的产品相对更适合自动化流水线生产。
② 自动化流水线是用来将一个产品传输到下一个流程的设备,它的应用可以使得企业的生产效率大大提升,获得更大的效益,适用于产品设计成熟、市场需求量巨大、装配工序多、长期生产的产品。
③ 在大批、大量生产中采用自动化流水线能提高劳动生产率,稳定和提高产品质量,改善劳动条件,缩减生产占地面积,降低生产成本,缩短生产周期,保证生产均衡性,有显著的经济效益。


数字化工厂


、数字化工厂的七大关键
制造业数字化过程主要有七大关键,其中有四个是针对产品方面,三个针对过程关系方面。
产品方面主要有产品数字的准确性、生产的及时性、产品质量和产品成本。现代工厂追求0库存,在信息化支持下实现合理的生产计划,能快速响应市场的变化,快速生产出市场需求的多样性产品,并能确保产品质量的可靠性以及更低的成本。
在过程关系方面,主要因素在设备磨损及运行管理/维护成本、环境问题/法规的符合性和工人安全方面。意外停机会给工厂带来严重损失,机器的合理维护对降低工厂成本是至关重要的,将生产设备实现数字化管理后,可以实时监控设备的运转过过程,预测机器损坏的正确时间,可以及时安排适当的维护计划。随着环保意识的日益增强,工厂制造需要考虑可持续、绿色环保的方式进行,同时要保障工人的安全和健康。

四、结语
随着现代制造对产品开发的要求不断提升,以及产品逐步转向多品种、小批量的订单模式,企业内各系统之间的统一性与有效整合问题就逐渐浮出水面。目前大多数企业面临的是对原来工厂,从基础信息化与自动化向数字化改造的问题。无论是建新厂还是改造老厂,首先要面对的问题就是数字化工厂的规划,而每一家企业所处的阶段都不尽相同,这就需要梳理企业现状,量身定制符合自身的数字化工厂规划蓝图。
数字化工厂的益处是显而易见的,一些传统行业也逐渐开始踏进数字化工厂阶段:如打印耗材、硒鼓组装、电子装配等。但是科学建立数字化工厂是一个长期、持续的过程,企业需建立长期、持续建设的观念。数字化工厂是智能工厂的落脚点,而智能工厂又是工业4.0的基础和落脚点。只有实现了数字化工厂,才有可能实现工业4.0。