1. 哪些制造企業(yè)適合通過“智能制造”轉(zhuǎn)型升級(jí)
在談這個(gè)問題之前,首先需要明確“智能化”和“自動(dòng)化”的區(qū)別。由于目前沒有任何關(guān)于智能化外延的界定,自動(dòng)化和智能化之間的界線十分模糊,因此,當(dāng)智能制造成為國家戰(zhàn)略以后,許多稀松平常的自動(dòng)化項(xiàng)目也被冠以智能制造之名。
盡管很多自動(dòng)控制產(chǎn)品具備一定的智能算法,例如有些加工中心可以在切削過程中根據(jù)切削力和震動(dòng)頻率等參數(shù)實(shí)時(shí)優(yōu)化進(jìn)給速度和主軸轉(zhuǎn)速;或者根據(jù)床身熱變形量對(duì)刀具軌跡進(jìn)行補(bǔ)償, 但是這些技術(shù)歸根結(jié)底都是工藝過程的一種前饋控制,只是控制算法更加復(fù)雜而已。為便于后面論述,我更愿意將這部分劃歸為工藝自動(dòng)化(后文將有論述),當(dāng)然也可以叫“智能設(shè)備”。
智能化應(yīng)強(qiáng)調(diào)對(duì)不可知事件的判斷和決策,而自動(dòng)化則強(qiáng)調(diào)對(duì)既定動(dòng)作和已知事件的執(zhí)行。
又如,一臺(tái)柔性制造系統(tǒng)可以自動(dòng)識(shí)別和檢測(cè)零件,并根據(jù)識(shí)別碼自動(dòng)選擇工裝,自動(dòng)裝夾,自動(dòng)調(diào)用不同的程序完成全部加工,由于完成的這一系列活動(dòng)都是既定的,并沒有根據(jù)約束條件和目標(biāo)進(jìn)行決策,因此只能算是比較高級(jí)的自動(dòng)化系統(tǒng),不能算智能。
明確了智能化和自動(dòng)化的區(qū)別之后,回到本段的問題:“哪些制造企業(yè)適合搞智能制造呢?”簡(jiǎn)而言之:生產(chǎn)管理越復(fù)雜,企業(yè)越適合上智能制造項(xiàng)目。
這類企業(yè)通常
產(chǎn)品系列多,工序變化多,零部件品種多,供應(yīng)鏈管理復(fù)雜;多以組裝工序?yàn)橹鳎酁閯趧?dòng)密集型企業(yè);典型行業(yè):家電,服裝,數(shù)碼產(chǎn)品等;最適合搞智能制造的比較極端的例子是產(chǎn)品維修:每一個(gè)維修項(xiàng)目都各不相同,因此生產(chǎn)模式屬于單件定制;每一個(gè)維修項(xiàng)目的工序復(fù)雜,沒有既定模式,幾乎無章可循;維修(生產(chǎn))數(shù)據(jù)難以定義,更難以度量,難以采集;每一個(gè)維修項(xiàng)目的周期無法量化,產(chǎn)品復(fù)雜程度越高,維修周期不確定性越大;因此在面臨這樣復(fù)雜問題的時(shí)候就只有通過“智能化”才能解決問題。
2. 哪些制造企業(yè)適合通過“自動(dòng)化”轉(zhuǎn)型升級(jí)
自動(dòng)化生產(chǎn) vs. 手工生產(chǎn)
首先,與“自動(dòng)化生產(chǎn)”相對(duì)應(yīng)的是“手工生產(chǎn)”。我們通常講的自動(dòng)化升級(jí)都是指用自動(dòng)化設(shè)備和裝置替代人工。因此,凡是人工作不了或者不愿意做的工作都可以通過自動(dòng)化進(jìn)行升級(jí),越是動(dòng)作簡(jiǎn)單,重復(fù),繁重的生產(chǎn)模式,越適合采用自動(dòng)化升級(jí)策略,例如搬運(yùn),包裝,噴涂等;而動(dòng)作越復(fù)雜,對(duì)人手靈活性依賴越大的生產(chǎn)模式就不適合自動(dòng)化升級(jí),例如皮具制作,制衣等。
剛性生產(chǎn) vs. 柔性生產(chǎn)
其次,需要考慮生產(chǎn)“柔性”與“剛性”。所謂剛性生產(chǎn)是指大批大量生產(chǎn)單一或少量產(chǎn)品,這種生產(chǎn)模式特別適合自動(dòng)化,例如緊固件等工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)件的生產(chǎn)就是通過自動(dòng)化專機(jī)實(shí)現(xiàn)的;所謂柔性生產(chǎn)是指多品種小批量,甚至單件定制化生產(chǎn),這種生產(chǎn)模式對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)的智能化程度要求較高(從某種意義上接近或等同于智能制造),比較典型的行業(yè)是汽車的混線生產(chǎn)和非標(biāo)零件的機(jī)械加工。
I. 產(chǎn)品種類復(fù)雜且動(dòng)作靈巧度高:手工柔性生產(chǎn)
典型行業(yè)如飛機(jī)、航天器等復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品裝配,成衣、皮具定制,家電、數(shù)碼產(chǎn)品組裝,以及前文所論述過的產(chǎn)品維修或返修;
這類生產(chǎn)對(duì)動(dòng)作靈活性要求高,因此無法通過自動(dòng)化手段替代人工或者替代人工的自動(dòng)化設(shè)備研發(fā)投入過高。例如目前的機(jī)器人或運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)都難以達(dá)到人手的復(fù)雜和靈活程度,因此諸如皮具制作和縫紉等工作在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)無法被機(jī)器所取代;
適合這類制造企業(yè)的生產(chǎn)模式我稱之為:手工柔性生產(chǎn),即生產(chǎn)管理組織復(fù)雜且無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。實(shí)際上這類企業(yè)非常適合走“智能制造”路線,既通過智能決策系統(tǒng)或相關(guān)的軟件產(chǎn)品管理生產(chǎn)并指導(dǎo)工人操作。智能產(chǎn)品的作用在于指導(dǎo)生產(chǎn),避免人為失誤。
實(shí)操方案一:自動(dòng)配料系統(tǒng)
例如保時(shí)捷發(fā)動(dòng)機(jī)在裝配過程中大量工序無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,而產(chǎn)品多品種小批量的特點(diǎn)又難以避免工人在裝配過程中犯錯(cuò)誤。為調(diào)和這個(gè)矛盾,該生產(chǎn)系統(tǒng)采用集中備料的方案,發(fā)動(dòng)機(jī)上的小型零部件隨托盤運(yùn)動(dòng)到各個(gè)裝配工位,裝配工直接在托盤上取用配套的部件并按照電子操作終端的指示進(jìn)行裝配和自檢即可。