智能经济时代—如何实现智能制造

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智能制造最终要具备状态感知、实时分析、自主决策、精准执行的特征,使得企业更柔性、更智能、更集成化,并且实现了大部分或者全部的智能化技术应用,目标是实现知识的获取、规模化利用与传承。

流程再造是传统制造,智能制造需要管理再造!

智能制造是以智能技术为代表的技术为指导的先进制造,包括以智能化、网络化、数字化和自动化为特征的先进制造技术的应用,涉及制造过程中的设计、工艺、装备(结构设计和优化、控制、软件、集成)和管理。

制造本质上是从“原材料”到“产品”的过程,内容可以简化为工艺设计、工艺参数、过程控制、执行四个步骤。

若把“制造”看作从起点到终点的出行问题,制造业历次升级过程可以分别形象为自行车(机械化)-电动车(电气化)-汽车(自动化)-自动驾驶(智能化),其中人更多的参与到决策过程中,对人力的要求越来越低,效率大幅提升。

智能制造的发展是由体系建立到精确模型建立的过程,实现智能制造,首先要解决智能维护大问题,再做智能预测,最后做到无忧系统与大价值。具体来看分为以下五个阶段:

第一阶段:全员生产系统(TPS)。由日本提出来的,建立的5S标准(整理、整顿、清扫、清洁、素养)是七八十年代整个制造系统当中引以为核心的标准,固化在了组织和对人培训方面。

第二阶段:精益制造和6-Sigma。它的核心价值是如何以数据作为标准建立管理体系,本质是消除浪费。

在这个基础下面包括质量管理体系、产品全生命周期管理体系等等。这个时候数据真正在制造使用过程中发挥作用。

第三阶段:数据驱动的预测性建模分析。以数据驱动的预测性建模分析,指的是怎么把隐性的问题显性化,显性化之后解决隐性的问题,避免显性问题的发生。

第四阶段:以预测为基础的资源有效性运营决策优化。对于过去产生的关联性都能够建模之后,怎么根据系统生产、环境、人员多方要素变化进行实时动态优化。

第五阶段:“信息-物理”系统。它是建立在对于所有设备本身运行的环境、活动目标非常精确建模基础上,这个时候产生知识的应用和传承问题。

智能制造最终要具备状态感知、实时分析、自主决策、精准执行的特征,使得企业更柔性、更智能、更集成化,并且实现了大部分或者全部的智能化技术应用,目标是实现知识的获取、规模化利用与传承。

传统的制造业主要围绕五个核心要素(5M)进行技术升级,分别是:

五个核心要素(5M)

(1)材料(Material)-包括功能、特性等;

(2)机器(Machine)-包括精度、自动化、和生产能力等;

(3)方法(Methods)-包括工艺、效率、和产能等;

(4)测量(Measurement)-包括6-Sigma、传感器监测等;

(5)维护(Maintenance)-包括使用率、故障率、和运维成本等。

这些改善活动都是围绕着人的经验开展的,人是驾驭这5个要素的核心。

生产系统在技术上无论如何进步,运行逻辑始终是:发生问题->人根据经验分析问题->人根据经验调整5个要素->解决问题->人积累经验。

建模是智能制造与传统制造最大区别。智能制造系统区别于传统制造系统的最重要的要素在于第6个M:建模(Modeling—数据和知识建模,包括监测、预测、优化和防范等),并通过这第6个M来驱动其他5个传统要素,从而解决和避免制造系统的问题,消除系统中的不确定性。

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软件是智能的核心。工业软件建立了数字自动流动规则体系,操控着规划、制作和运用阶段的产品全生命周期数据,是数据流通的桥梁,是工业制造的大脑。

软件定义制造。以信息物理系统为例,赛博物理系统(CPS)本质是构建一套赛博(Cyber)空间与物理(Physical)空间之间基于数据自动流动的状态感知、实时分析、科学决策、精准执行的闭环赋能体系,解决生产制造、应用服务过程中的复杂性和不确定性问题,提高资源配置效率,实现资源优化。

这一闭环赋能体系概括为“一硬”(感知和自动控制)、“一软”(工业软件)、“一网”(工业网络)、“一平台”(工业云和智能服务平台)。

工业软件不但可以控制产品和装备运行,而且可以把产品和装备运行的状态实时展现出来,通过分析、优化,作用到产品、装备的运行,甚至是设计环节,实现迭代优化。

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愿我们在管理再造的引领下,流程再造打好基础,不跑偏,不冒进。在成本可控的前提下推进智能制造。不要倒在黎明之前。

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