对数字化工厂的理解 点击:343 | 回复:0



wayaj

    
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发表于:2018-03-25 09:39:28
楼主

第一个话题,我先聊聊数字化工厂和智能制造的关系。我理解的是数字化工厂是智能工厂的落脚点,而智能工厂又是智能制造的基础和落脚点。只有实现了数字化工厂,才有可能实现智能制造,数字化本身其实是智能的一部分,是一个入口;而智能工厂是在数字化工厂的基础上附加了物联网技术和各种智能系统等新兴技术于一体,提高生产过程可控性、减少生产线人工干预。


而智能制造又是一个更大、更宏观的概念了,目前没有明确的一个定义,我也没有看到一个表述特别精辟的定义,我个人是比较欣赏NIST对于智能制造系统的特征解读:互操作性和增强生产力的全面数字化制造企业;通过设备互联和分布式智能来实现实时控制和小批量柔性生产;快速响应市场变化和供应链失调的协同供应链管理;集成和优化的决策支撑用来提升能源和资源使用效率;通过产品全生命周期的高级传感器和数据分析技术来达到高速的创新循环,就是如下这张图。



数字化工厂概念的形成是在20世纪90年代,主要解决设计与制造之间的鸿沟,那个时候叫数字化工厂I,主要的指导思想有并行工程,精益生产等,主要的技术由三维可视化技术、虚拟现实技术、建模技术、快速成型技术,cad,cam,erp和柔性制造系统fms这些技术。发展到21世纪初,有学者着提出数字化工厂II,研究的目标转向在解决工艺规划问题的同事,更好的将各个软件进行有效集成,使得产品在整个生命周期内的整个过程都可以在计算机上虚拟进行。


国内对数字化工厂的研究主要集中在高校,国内现在这么流行,其中西门子起到了至关重要的作用,成立了DF数字化工厂集团,又在2012年在成都建立了最大的数字化工厂(SEWC),通过在整个价值链中集成IT系统应用,实现包括设计、生产、物流、市场和销售等所有环节在内,高度发展的全生命周期的自动化控制和管理。


讲历史讲概念的目的是让大家首先有一个体系框架,了解现在这些热词之间的一个逻辑关系。那么数字化又是更大一个概念了,数字化技术和各行各业都可以结合,可以这么理解数字化+制造业形成了工业4.0或者智能制造这么一个大的应用领域,演变的趋势如下图所示。



再看看经典的波特价值链模型,在2b领域,如今名词这么多,只是视角不同,在我看来都是波特价值链模型的全面数字化,包括所有支撑活动和基本核心活动。数字化这个词加上场景和地点,衍生出了工业4.0,智能制造,新零售等等这些新名词,有时间我来总结一下数字化和全价值链环节的融合和交互,数字化是如何改变生活、消费、工业和产业的。



讲了数字化工厂就不得不提数字化工厂顶层设计与规划,数字化工厂规划作为当前智能制造落地的首要环节,可以帮助企业在数字化转型升级的过程中明晰企业的核心优势、发展瓶颈, 并根据现有状况找到可行落地路径。企业在数字化转型过程中会遇到各种各样的问题,生产领域的、信息化领域的、自动化领域的,因此需要建立顶层框架来进行思考我研究参考了众多工业4.0框架体系后,提出的针对企业的数字化转型的“金字塔容器”模型,对既有的制造金字塔进行了改良。



“金字塔容器”模型的重点,是根据当前企业现状从管理咨询维度、运营咨询维度以及IT信息化维度,分解智能制造时代数字化车间、数字化工厂和数字化企业的层级关系,面向落地和实施。 


最底层是数字化车间,主要是车间设备、PLC和HMI。中间层是数字化工厂,一般的话是由控制系统和运营系统组成,有MES和scada。最上层是数字化企业层,包括ERP、PLM还有电子商务、客户关系管理等等。旁边是每一个层次需要的不同的运营咨询的一些方法论,比如说5S、TOC、shopfloor是在车间管理层面,LEAN属于工厂层面。旁边还有两朵云是有关数据分析的服务,目前业界大家现在听到最多的是有关设备的数据的分析,其实在往上面话还有一些订单数据、产能数据分析的服务,这也是很大一块数据的宝藏没有被挖掘。


数字化工厂规划的方法和工具有很多,我在中国工业评论和知识自动化上发表过一篇文章“数字化工厂规划之七剑下天山”,大家有兴趣可以看看,今天这里就不展开了,我重点找一个实际的规划案例给大家分析下,企业在建设数字化工厂或者数字化企业所遇到的一些问题和解决方法。


在数字化工厂规划中,不是说直接就开始到MES或者APS层面的规划,客户的想法往外比较直接,以为数字化工厂就是上一个自动化产线或者上一个mes,这种情况都是只见树木不见森林,往往中小型企业居多。尤其现在随着智能制造的大热,上MES系统成了很多制造业企业在做数字化转型的核心手段。在ERP时期,ERP实施成功率很低,其实放到现在上MES也是一样的,涉及到企业生产管理的方方面面,如果没有规划好匆忙上线,不仅不会提高效率,还会因为生产流程的打乱影响产品交付和客户满意度。MES的导入需要正确的规划,严谨的供应商选型,科学的实施,这三个重要的环节缺一不可。


我们的做法是分析企业整体现状,包括企业规模、所属领域、主营业务、企业生产经营特点等情况。然后选取一家所属对应行业的标杆企业,重点就其智能制造发展现状进行分析,从自动化、信息化、智能化等方面进行展开和梳理。


基于企业现状,梳理企业的竞争优势、劣势,找出目前企业存在的问题和不足,以及未来发展的机会等。结合行业特点、产品特点和市场方向,针对企业市场营销、产品技术研发、生产过程管控、供应链管理、质量管理、设备管理等关键业务领域进行详细调研分析,识别各流程的业务需求和关键流程KPI(关键绩效指标),提出企业存在的问题和不足,针对性地给出管理优化建议和数字化建议。如下图所示



当然有些企业还会给他们提出数字化人才发展建议,人员梯队的建设也是非常重要的,数字化落地靠的还是有经验有技术的人。时间关系,数字化工厂和智能制造这个主题就先分享这么多,欢迎大家后续多联系交流。



1分不嫌少!


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