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互联网+智能工厂 全面提升制造业水平

文章来源:本站人气:971发表时间:2016/4/9 11:52:19

   近日,中国版的“工业4.0”规划—《中国制造2025》正式发布,宣布中国将于2025年迈入制造强国行列。与此同时,一场主题为“新机遇:工业4.0与中国制造2025”的高端 对话会在东湖国际会议中心举行。

   “高手在民间,工业4.0能打破 公司间及区域间壁垒,让民间 高手创造力为我所用。”通用电 气全球副总裁刘凤鸣在此次中博会分论坛上表示,一名亚 洲中学生的设计方案被通用电气选中,成为发 动机零部件的设计者。这名中 学生设计的方案,能将零 部件的重量减少80%,并且缩减了生产流程。

   罗兰贝 格大中华区总裁吴琪说,工业4.0时代是定制商品时代,智能工厂依托互联网,在同一条流水线上,生产千 万种消费者定制的产品。

   互联网+工业“智”造良机

   《中国制造2025》部署全 面推进实施制造强国战略。这是我 国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领。据悉,《中国制造2025》明确了9项战略任务和重点,包括提 高国家制造业创新能力、推进信 息化与工业化深度融合、强化工业基础能力、加强质量品牌建设、全面推行绿色制造、深入推 进制造业结构调整等。事实上,市场对于《中国制造2025》早前便已经有所预期,“互联网+工业”更是被 认为强国战略下直接受益的标的,未来发展潜力巨大。

   申万宏 源分析师陈超认为,中国工业4.0的前十年(中国制造2025)有两大方向,一方面,具备资金和优势的传统行业的的边际需求递减,通过平 台建设实现三相集成成为新的需求点。另一方面,对于自 动化程度相对较低,规模相 对分散的高精度行业(包括电子等),亟需通 过低成本的自动化装置实现从2.0向3.0的过渡。

    国泰君 安证券分析师宋嘉吉表示,《中国制造2025》和2015年政府 工作报告提出的“互联网+”战略一脉相承。“我们认为,‘互联网+’是两化融合的升级版,是将互 联网作为当前信息化的核心,推动移动互联网、云计算、大数据、等与现代制造业结合,推动‘中国制造’走向‘中国智造’。”

   宋嘉吉同时指出,“工业互联网”、“工业4.0”、“中国制造2025”几个概 念在外延上存在一定的区别,但在内涵上异曲同工。

   分析认为,物联网、云计算、大数据 是工业互联网兴起的基础技术。工业互 联网之于传统行业有两大意义:1、大幅提 高工业制造业的生产效率;2、促进商业模式的革新,如制造业服务化、逆向设计、供应链管理。工业互 联网有望类似于“20世纪初的电力”一样改造制造业,成为中 国制造业升级的重大机遇。尤其是在通信、电子、计算机、机械、能源等诸多领域。

   智能的工厂

   传统意义上,经销商 在市场预测和实际需求之间,有一定滞后;而在经 销商订单和制造商实际供货之间,又有一定滞后。

   两者一叠加,随着时间的推移,库存量 会产生剧烈波动。糟糕的是,他们越 是试图积极调整,这个波动就越剧烈。长此以往,制造企 业的生产周期管理就变得十分困难。

    因此,除了通 过电子商务等互联网手段,缩短市 场信息的传导机制外,制造企 业的一个核心目标,就是打 造一个智能工厂,进一步压缩生产周期,从而灵 活地应对订单的变化。

   成立于1945年的奥 地利滑雪板公司Blizzard,正试图 用智能工厂提高自己的利润。

   以往,Blizzard需要两年的时间,不断地 打折降价才能把库存消化掉。然而,老问题尚未解决,新问题又接踵而至。

   上世纪90年代,Blizzard只有10多个型号的产品,2000年后,滑雪板出现了40多种型号,现在则已经到了900种。

   同时发生变化的是,滑雪板 的销售不再以终端客户的购买为主,而是80%的滑雪 板都以租赁的形式流通于市场。

   另一方面,一些滑雪板的材料有18种,需要16周的生产时间。因此,Blizzard需要把 生产阶段的效率进一步提高,用更短 的生产周期去解决库存问题。同时,在管理上,需要参考市场的变化,比如型号增多、用途改变等,以更好 地安排自己的生产。

   IBM智能分 析解决方案的设计师施尼博(StephanSchnieber)告诉《财经》记者:“Blizzard提出的目标也很明确,首先,在生产过程中零故障;其次,在生产 过程中最大程度地收集并分配信息;第三,要与现有的IT系统形成网络。”IBM是Blizzard智能工 厂的方案解决商。

   IBM给Blizzard设计了 一套工厂管理系统。首先,在流水线的机器上,安置了 一些传感器和执行器;而每个 物料托盘的底部,也都装有一个“数据卡”。这样,当物料 通过搬运和加工时,就会以 射频技术被系统识别。

   在此基础上,IBM用自己开发的Cognos系统,对生产行为进行记录、储存、分析以及分配。从而实 时掌握每道工序上产品的来料追溯、加工状态、加工数 目以及产品批次等信息。

   这些识 别码在录入的同时,会生成一个短网址,并且能 够在企业管理软件(ERP)中进行输入和输出,进而可 以实现移动设备端的管理。然后再 通过机器上的执行器,对机器 的运行进行实际的管控。

   与此同时,在加工 单元的监视器上,每隔一个小时,会自动 显示一次目标参数与实际情况。

   如果未达到目标,监视器则会发出警报;Cognos系统也 会对数据和错误进行分析,并达到实时汇报。IBM设计的统计软件,则可以 自动生成生产管理中所需要的各种数据、图表,以帮助 决策者把控整个生产过程。

   经过升级,Blizzard的生产周期缩短到8周,库存也减少80%。

   把机器作为底层,并在安 装传感器和执行器后搭建一套应用系统以实现信息处理,从而形 成了一套网络世界与物理世界的交互系统(CyberPhysicalSystem),最终实 现机器与机器之间、机器与人之间的对话。这便构成工业4.0中的智能工厂。

   但亦有评论认为,这只能叫做工业3.5,因为它 与第三次工业革命中工业化与信息化的“两化融合”相比,只是实 现了更多的数据互通、柔性制造、人机交互、复杂系 统以及信息分析的功能。而这些在汽车、家电、电子的总装厂,以及化工、能源等行业身上,业已初步实现。工业4.0更关键 的在于如何做到数据驱动。

   数据驱动的制造业

   通快(Trumpf)是一家 做激光加工设备的老牌德国企业。对于它来说,真实世 界与网络世界进行交互的技术,早已不是什么新概念。

   通快出 售的不仅仅是激光加工设备,更包括 使用激光设备所必需的工业软件。它的客户买来设备后,必须对 相关工业软件进行编程,方能在 自己的制造环节中使用这些设备。

   抽象来看,制造一辆汽车,已超越 了对材料本身的物理加工,同时包 括了不同加工设备之间几亿条工业软件中的代码完成。

   无论是 通快还是西门子,这些装 备制造商早已有大半个身子跨入软件行业。

   这些的普及,不但加 速了德国制造业向东转移,也推动 德国本土制造业的管理流程不断向数字化转型。

   制革出身、有着160年历史的科德宝集团(Freudenberg),1995年基于SAP的企业 管理软件完成对集团的数字化改造后,其IT部门甚至独立出来,成立了 专门的软件方案提供商——科德宝 宜合信息技术有限公司(FIT)。如今,他们不 仅在中国为来华的跨国制造企业提供IT服务,并且在全球建立了11个数据中心。

  在第四 次工业革命的语境下,德国的 装备制造企业琢磨的是,如何能 够把自己卖出去的设备所产生的数据给收集回来,并基于 这些数据开发新的商业模式。

   以通快 的激光融锡为例,它有2000个产品 分布在全球的多个行业。

   假设通 快可以把这些机器人相连接,通快便 可得知这些机器的工作状态,一方面 用以优化自己保养维修的耗材管理;另一方面,可以在 被损坏的机器和运行良好的机器之间,进行最优的生产配置。

   不仅如此,通快还 可以收集机器使用者的用户体验,并可得 知他们的机器究竟是如何被使用的。然后进 一步通过分析得知,如何提 高机器人的配置,如何把 操作中的耗能和损耗减少到最低。因此,通快现 在的研发重点在于,如何让 机器更好地产生数据,从而了 解被加工的工件、机器自 身的性状以及工作状态。

   “我们的 客户是金属加工者,他们希 望能够更好地卖出自己的产品,那么,我们就 可以把这些数据再加工为增值服务,反过来 再帮助他们提升物流和销售水平。”通快激 光与电器部门主席莱斌格(Dr.IngPeterLeibinger)对记者说:“在这个领域,我们还只是刚刚开始。”

   当供应 链上更多环节加入数字化管理的洪流,机器所 产生的工业数据,将远远 超过目前消费互联网所产生的数据量。海量的 数据不仅能够造就新的算法,帮助人 类更加深刻地理解工业本身,还让资 源进一步打破智能工厂的边界,在全社 会范围进行最优配置。

   因此,德国的 制造业巨头西门子与软件业巨头SAP宣布,共同打 造工业数据平台。“我们要证明,可以用 一个第三方管理的商业模式,既可以 达到设备的连接,也可以实现数据安全。”西门子大型设备部CEO霍克(DirkHoke)对记者说。

   通用电气公司(GE)也在打 造自己的工业互联网系统。他们通 过在飞机发动机中增加传感器,采集发动机数据,并以此 给机队提供更多的实时数据,以便航 空公司更好地配置自己的资产。

   在数据的驱动下,工业4.0时代下 的制造业正演变成一项由软件技术主导的系统性工程。

 


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