披荆斩棘 通往工业4.0的道路上我们需要做什么?

作者:萧墨  2018-07-17 15:40:03  【中国机床商务网】

 所谓的工业4.0,是指利用物联信息系统将生产中的供应、制造和销售信息数据化、智慧化,最后达到快速、有效、个人化的产品供应。在业内经常有人提到,要想实现工业4.0,我们还有很多的课要补。笔者认为,在要补的课程中,精益生产和工艺改进属于不可或缺的几门课。

提到精益生产,我们首先想到的就是日本丰田。作为一种备受推崇的管理方式,精益生产“多品种”和“小批量”的特色在当今社会十分受用。随着用户的个性化和定制化要求不断提升,大批量生产的产品已不再具有更高的附加值,然而生产小批量多品种的产品对于企业来说是一项巨大的挑战。与大量生产方式相比,日本所采用的精益生产方式具备很多的优越性,主要体现在所需人力资源、新产品开发周期、生产过程的在制品库存、工厂占用空间和成品库存的大幅降低。精益生产方式是彻底地追求生产的合理性、高效性,能够灵活地生产适应各种需求的高质量产品的生产技术和管理技术,其基本原理和诸多方法,对制造业具有积极的意义。

精益生产创始人之一的大野耐一有两点看法:小批量生产消除了大批量生产体系中由于大量零部件库存导致的资金占用成本;更重要的是,在汽车组装前制造出少量的零部件,可以及早发现冲压过程中的质量问题。如今精益生产方式所取得的成功,也证明了大野耐一看法的正确。在很大程度上,工业4.0更像是一个用大数据、物联网、虚拟制造等技术武装起来的精益生产。所以想要实现工业4.0,补上精益生产的课十分重要。

再来谈谈工艺,在工厂的生产全流程相关业务中,工艺工作处于基础与先导地位。如果说设备是工厂的肌肉,传感器和网络是工厂的神经,那么工艺则是工厂之魂。因此,改进工艺工作势在必行。

要想改进工艺工作,首当其冲的就是精益优化现有工艺,实行工艺标准化、推广工艺精益化、研究工艺稳健化。众所周知,无论是传统生产方式亦或是工业4.0环境下的智能工厂,都需要有精益稳定的制造工艺,这也是解决我们目前效率和质量问题的根本途径。所谓智能工厂的“智能”是技术人员将一系列的判断因素、思考逻辑,根据具体的业务流程进行提炼而形成的,与人类的智能不可相提并论。因此,其对制造工艺的要求比传统的生产方式要高很多,不完善的工艺在目前的状况下只会导致我们的生产效率低下、产品质量不稳定,但在工业4.0环境下,不稳定的工艺规程则会出现预测外错误,使智能工厂终止运行,造成重大损失。

其次,要想确保工艺精益稳健,就不可和过去一样,通过实际操作来验证想法,而要引入工业4.0的一个重要概念——数字双胞胎,就是将现实中的环境与状态,在虚拟的数字空间中模拟出来,创造一个与真实工厂一模一样的虚拟数字工厂。虚拟现实环境,对工艺、流程、规划等进行验证、反馈和完善。无论是加工过程中的细节还是宏观工艺布局规划的运行情况,都可以在虚拟的数字工厂中进行验证测试,这将极大地提高工作的成熟度,节省大量的时间与资源。

在不久的将来,从事工艺技术的相关人员将把提炼工艺思考逻辑当做主要工作,不断地补充、完善、优化庞大的工艺数据库,维护工艺知识数据,而实际的工艺设计工作将可能由计算机来完成。工艺规程也将不再是单一流程的形式,而是多流程离散型的工艺流程,在保证产品质量的情况下,使工艺路线尽可能地灵活,以便为智能工厂的决策系统提供尽可能多的选择,通过统筹分析各影响因素,安排最优的路线。

对于经常讨论的一个问题“工业4.0是否会取代人的工作”,相信各位网友都已经不再陌生了。笔者想说的是,工业4.0要实现的智能化并不是要取代人,智能工厂并不是无人工厂,而是为了使人和机器更好地配合,实现更高的劳动生产率。为此,在智能工厂中,要努力消除人的不稳定因素。根据制造业目前的状况想要实现高度的无人自动化生产,既不现实,也不经济,在适合的环节引入机器人,是提高稳定性和效率最好的选择。机器人与快换夹具的配合使用,可以适应多品种少批量的生产,在保证柔性的情况下提高生产效率与稳定性。

最后要做的是建设一个统一的信息化平台,实现所有业务在统一平台下运作。此前我们在信息化建设方面投入了很多资源,尤其是工艺信息化,在各项业务中,工艺信息化的水平是比较高的,但现有的信息化建设缺乏整体的统筹策划,各信息系统相对独立,没有共享信息资源,形成了一个个信息孤岛,对于提升整体业务效率造成了很大障碍。因此,现在需要对工艺信息系统进行统一平台的集成工作,只有这样才能将信息化系统的作用真正发挥出来。

在通往工业4.0的道路上充满了荆棘,我们要走的路还很漫长。然而我们一定要充满信心,只要一步一个脚印地稳扎稳打,不断前行,我们就一定会离工业4.0的目标越来越近。

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