智能經(jīng)濟(jì)時(shí)代—如何實(shí)現(xiàn)智能制造

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智能制造最終要具備狀態(tài)感知、實(shí)時(shí)分析、自主決策、精準(zhǔn)執(zhí)行的特征,使得企業(yè)更柔性、更智能、更集成化,并且實(shí)現(xiàn)了大部分或者全部的智能化技術(shù)應(yīng)用,目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)知識的獲取、規(guī)?;门c傳承。

流程再造是傳統(tǒng)制造,智能制造需要管理再造!

智能制造是以智能技術(shù)為代表的技術(shù)為指導(dǎo)的先進(jìn)制造,包括以智能化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化和自動(dòng)化為特征的先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用,涉及制造過程中的設(shè)計(jì)、工藝、裝備(結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化、控制、軟件、集成)和管理。

制造本質(zhì)上是從“原材料”到“產(chǎn)品”的過程,內(nèi)容可以簡化為工藝設(shè)計(jì)、工藝參數(shù)、過程控制、執(zhí)行四個(gè)步驟。

若把“制造”看作從起點(diǎn)到終點(diǎn)的出行問題,制造業(yè)歷次升級過程可以分別形象為自行車(機(jī)械化)-電動(dòng)車(電氣化)-汽車(自動(dòng)化)-自動(dòng)駕駛(智能化),其中人更多的參與到?jīng)Q策過程中,對人力的要求越來越低,效率大幅提升。

智能制造的發(fā)展是由體系建立到精確模型建立的過程,實(shí)現(xiàn)智能制造,首先要解決智能維護(hù)大問題,再做智能預(yù)測,最后做到無憂系統(tǒng)與大價(jià)值。具體來看分為以下五個(gè)階段:

第一階段:全員生產(chǎn)系統(tǒng)(TPS)。由日本提出來的,建立的5S標(biāo)準(zhǔn)(整理、整頓、清掃、清潔、素養(yǎng))是七八十年代整個(gè)制造系統(tǒng)當(dāng)中引以為核心的標(biāo)準(zhǔn),固化在了組織和對人培訓(xùn)方面。

第二階段:精益制造和6-Sigma。它的核心價(jià)值是如何以數(shù)據(jù)作為標(biāo)準(zhǔn)建立管理體系,本質(zhì)是消除浪費(fèi)。

在這個(gè)基礎(chǔ)下面包括質(zhì)量管理體系、產(chǎn)品全生命周期管理體系等等。這個(gè)時(shí)候數(shù)據(jù)真正在制造使用過程中發(fā)揮作用。

第三階段:數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的預(yù)測性建模分析。以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的預(yù)測性建模分析,指的是怎么把隱性的問題顯性化,顯性化之后解決隱性的問題,避免顯性問題的發(fā)生。

第四階段:以預(yù)測為基礎(chǔ)的資源有效性運(yùn)營決策優(yōu)化。對于過去產(chǎn)生的關(guān)聯(lián)性都能夠建模之后,怎么根據(jù)系統(tǒng)生產(chǎn)、環(huán)境、人員多方要素變化進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)優(yōu)化。

第五階段:“信息-物理”系統(tǒng)。它是建立在對于所有設(shè)備本身運(yùn)行的環(huán)境、活動(dòng)目標(biāo)非常精確建?;A(chǔ)上,這個(gè)時(shí)候產(chǎn)生知識的應(yīng)用和傳承問題。

智能制造最終要具備狀態(tài)感知、實(shí)時(shí)分析、自主決策、精準(zhǔn)執(zhí)行的特征,使得企業(yè)更柔性、更智能、更集成化,并且實(shí)現(xiàn)了大部分或者全部的智能化技術(shù)應(yīng)用,目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)知識的獲取、規(guī)?;门c傳承。

傳統(tǒng)的制造業(yè)主要圍繞五個(gè)核心要素(5M)進(jìn)行技術(shù)升級,分別是:

五個(gè)核心要素(5M)

(1)材料(Material)-包括功能、特性等;

(2)機(jī)器(Machine)-包括精度、自動(dòng)化、和生產(chǎn)能力等;

(3)方法(Methods)-包括工藝、效率、和產(chǎn)能等;

(4)測量(Measurement)-包括6-Sigma、傳感器監(jiān)測等;

(5)維護(hù)(Maintenance)-包括使用率、故障率、和運(yùn)維成本等。

這些改善活動(dòng)都是圍繞著人的經(jīng)驗(yàn)開展的,人是駕馭這5個(gè)要素的核心。

生產(chǎn)系統(tǒng)在技術(shù)上無論如何進(jìn)步,運(yùn)行邏輯始終是:發(fā)生問題->人根據(jù)經(jīng)驗(yàn)分析問題->人根據(jù)經(jīng)驗(yàn)調(diào)整5個(gè)要素->解決問題->人積累經(jīng)驗(yàn)。

建模是智能制造與傳統(tǒng)制造最大區(qū)別。智能制造系統(tǒng)區(qū)別于傳統(tǒng)制造系統(tǒng)的最重要的要素在于第6個(gè)M:建模(Modeling—數(shù)據(jù)和知識建模,包括監(jiān)測、預(yù)測、優(yōu)化和防范等),并通過這第6個(gè)M來驅(qū)動(dòng)其他5個(gè)傳統(tǒng)要素,從而解決和避免制造系統(tǒng)的問題,消除系統(tǒng)中的不確定性。

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軟件是智能的核心。工業(yè)軟件建立了數(shù)字自動(dòng)流動(dòng)規(guī)則體系,操控著規(guī)劃、制作和運(yùn)用階段的產(chǎn)品全生命周期數(shù)據(jù),是數(shù)據(jù)流通的橋梁,是工業(yè)制造的大腦。

軟件定義制造。以信息物理系統(tǒng)為例,賽博物理系統(tǒng)(CPS)本質(zhì)是構(gòu)建一套賽博(Cyber)空間與物理(Physical)空間之間基于數(shù)據(jù)自動(dòng)流動(dòng)的狀態(tài)感知、實(shí)時(shí)分析、科學(xué)決策、精準(zhǔn)執(zhí)行的閉環(huán)賦能體系,解決生產(chǎn)制造、應(yīng)用服務(wù)過程中的復(fù)雜性和不確定性問題,提高資源配置效率,實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化。

這一閉環(huán)賦能體系概括為“一硬”(感知和自動(dòng)控制)、“一軟”(工業(yè)軟件)、“一網(wǎng)”(工業(yè)網(wǎng)絡(luò))、“一平臺”(工業(yè)云和智能服務(wù)平臺)。

工業(yè)軟件不但可以控制產(chǎn)品和裝備運(yùn)行,而且可以把產(chǎn)品和裝備運(yùn)行的狀態(tài)實(shí)時(shí)展現(xiàn)出來,通過分析、優(yōu)化,作用到產(chǎn)品、裝備的運(yùn)行,甚至是設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)迭代優(yōu)化。

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愿我們在管理再造的引領(lǐng)下,流程再造打好基礎(chǔ),不跑偏,不冒進(jìn)。在成本可控的前提下推進(jìn)智能制造。不要倒在黎明之前。

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