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新型的数字化工厂正悄然引领制造业的转型

发布时间:2024-01-02 21:16:43   来源:杏彩体育官网登录/橡胶智能装备

  数字化让制造型企业从根本上改头换面。随企业对各类创新技术的采用以及对不同资质人才的聘用,新型的数字化工厂正悄然引领制造业的转型,并推动着制造业的

  领先的制造型企业正采用一系列的先进的技术实现生产乃至整条供应链的数字化。这些技术包括大数据分析解决方案、端至端的实时规划和互联、自控系统、数字孪生等。凭借这些技术,效率得以提升,企业能够批量生产高度定制化的产品。然而,想要完全发挥出数字化的潜力,企业仍需要与主要供应商与大客户实时互联。

  作为在电子商务和电子支付领域内全球公认的数字化领先者,中国在制造业领域内对数字化的应用却仍处于起步阶段。尽管“中国制造2025”战略的颁布为产业变革注入了强心针、突显了战略紧迫性,但只有在企业大胆拥抱数字化的情况下才能取得实质性的进展,并产生深远影响。

  在朝着数字化转型的道路上大步前行时,在“数字化工厂2020——欧洲数字化工厂高管调研”中梳理出的关键发现以及提出的数字化工厂蓝图,将协助企业规避实施中的风险,成功达成既定的目标。

  就数字化工厂这一热点线年上半年对来自大型工业及制造业领域内的200位企业高管开展了一次定量市场调查与研究,并对行业领先企业的多位高管进行了深度的访谈。

  如果没有数字化工厂的打算,那么企业可能会在未来丧失竞争力。实现数字化工厂需要资产金额的投入,需要携手内外部利益相关方来推行开放式创新。例如,飞利浦就在荷兰德拉赫滕工厂采用了这种方法(参见“飞利浦:创新与协作”)。此外,还需要聘请和培养人才,应对诸多变化,在员工间建立信任感并得到他们的全力支持和充分投入。

  企业想要在如今竞争非常激烈的市场中生存,以客户为中心是一大关键要素。企业不断地贴近客户,能够更及时地对客户偏好的变化做出一定的反应。此举还能有助于减少运输和物流成本,客户能以极小或者可忽略不计的配送成本,从定制化的产品中获益。在部分行业中,受即时生产和即时供货等物流战略的推动,供应商更加贴近客户,整条价值链的本地化程度不断提升。

  除了提升工厂效率之外,数字化工厂还能带来其他一些效益。例如,在航空领域,有些企业利用数字化工厂解决方案开展先进的飞机及发动机设计,打破了传统制造的局限性。此外,数字化工厂还能帮企业减少能源和原材料的消耗,实现可持续发展的目标。企业正在利用数据来改善资源效率,让供应链更合理,实现按需订购原材料,减少库存。

  最新多个方面数据显示,自1990年起,工业品领域的能耗不断下降。但我们有理由相信,在数字化工厂的协助下,工业品企业在节能方面仍有潜力可挖。

  飞利浦在德拉赫滕为全球市场开发高品质的创新产品。这些旨在让人们的生活变得更舒适、更健康的产品有Senseo咖啡机、女士剃毛器、美发造型器、吸尘器、剃须刀、理发剪和唤醒灯。除此之外,飞利浦的德拉赫滕工厂自上世纪五十年代以来就是先进的飞利浦剃须刀的研发及生产中心,有来自35个国家、2000多位人才在此工作,是飞利浦在欧洲最大的研发及生产中心之一,也是先进产业创新的排头兵。

  机器人、3D打印和大数据分析等主要的数字化技术为联合开发和生产提供支撑。这些与众不同的创新型数字化技术实现了首次正确设计、零缺陷生产以及以需求为导向的供应链。飞利浦计划在未来继续朝着定制化的方向提升其生产运行,开展更灵活的研发。

  协作机器人、数字孪生或增强现实等技术促使运营更精益、生产率更高:能帮助工人提升生产效率和产量、改善流程和产品质量的数字化技术正在迅速普及 — 未来五年,采用这些技术的公司数有望翻番。工人和机器间的协作是重点发展领域,并诞生了数字孪生这种虚拟工厂的表现形式。增强现实的相关解决方案协助员工生产零缺陷的产品。

  人工智能和数据分析是数字化工厂的推动力,半数以上的调研对象企业已经采用了智能算法来做出更合理的运营决策。工厂内部和企业ECO内部的全面互联,以及信息的智能化应用,对于保持竞争力而言将不可或缺。

  传感器读取频设识别芯片上的数据并传输到数据平台,将零部件、机器、生产管理、运输车辆、工人甚至产品相互连接(见下图)。例如博世力士乐在洪堡(Homburg)工厂开展了频射识别跟踪技术的全球试点(参见“博世力士乐:通过互联实现批量定制”)。

  网络到客户的整条价值链。更先进的跟踪系统加上与ERP系统的动态连接,使得数据透明,可使用数据分析来优化整条供应链的规划。如同工厂内部联网一样,这些流程也会利用传感器和射频识别芯片来生成数据并传递到中央规划平台(包括与主要价值链伙伴的接口)。单纯的系统互联并不足以支撑这一目标。为实现真正的同步,打通客户的真实需求、供应不足等外部因素与内部生产之间的对接,企业一定开发集成度更高的系统(MES、ERP、传感器),并且需要克服各自为政的企业文化。

  作为工业和移动控件、液压设备的生产商以及博世集团内部的小规模试点企业,洪堡工厂是工业4.0方案的用户,同时也是供应商。该工厂围绕高层的核心战略,为成功地实施和利用数字化和互联奠定了坚实的基础。洪堡工厂与集团其他的试点工厂、博世力士乐产品区域装配技术和“博世互联产业”(Bosch Connec

  ted Industry)项目组通力合作,整合并协调,确保效率并消除冗余。在这些技术的指引下,各工厂制定各类解决方案,负责建立起能够在其他工厂推广的标准。每家工厂也充分的利用博世网络中的博世云或企业IT架构等全球服务,实现规模经济。

  检测等。通过配合基于无线射频识别的电子看板和拣选等成熟技术,洪堡工厂能提升效率和产量,同时在流水线上生产更多的产品变体。

  通过在生产线上利用这些技术并提升柔性,使得批量定制从经济上成为可能。工业制造企业等客户目前在自己的生产线上对博世的液压运动控制单元进行后期的定制化,确保后续生产。博世力士乐通过更紧密地融合产品区域装配技术和移动控件,奠定了从零件供应商向灵活的模块供应商转型的基础,使其不仅仅可以纵向整合供应链,还为将来开发远程诊断、预测性维护或按使用付费等增值服务提供了机遇。

  编程所规定的任务,工人们还能通过交互的方式“训练”这些机器人。他们无需耗费大量时间进行编程,只需重复自己的动作即可。

  无人驾驶技术的成熟和相关成本不断下降,部分企业已准备利用这项技术来提升效率并减少错误。如今的系统已远非按照预定路线进行自动循环取货那么简单,物流环节不仅朝着真正的无人化方向发展,而且还能通过互联系统识别需求,向自我制导的运输系统传达指令,实现实时响应。这些系统之间以及与联网的工作台和仓库之间互相传递信息数据,动态地应对供需的变化。

  目前,将产品、设备、整条生产线和工厂基础设施以数字化的方式呈现,即所谓的“数字孪生”慢慢的变成了可能。这项技术大多数都用在产品研究开发或生产规划阶段,能够让提升开发流程的效率,改善质量,有助于利益相关方之间的信息共享。通过结合产品和生产线的数字孪生,能够在实际启动前模拟测试新的生产流程并来优化。如果能与合作伙伴共同使用数字孪生,则能够让他们更好地优化自己的流程进行匹配。数字孪生也是虚拟现实、增强现实、远程维护等多种应用的基础。

  值得注意的是,目前最受欢迎的数字化工厂技术甚至是五年后最大有可能采用的技术,仍然是以传统模式下的流水线为基础。在这种情况下,或许需要从根本上反思制造战略甚至是企业的生产模式(如模块化生产设备、柔性生产流程等),但许多企业都不愿承担这种风险。我们大家都认为,企业要根据整体的业务战略和技术发展的情况,从全局的角度制定数字化战略。

  机械设备产生的数据传输到MRS和ERP系统,甚至是供应商和客户,企业能够在整条供应链中实现关键供需数据的实时交互。在未来,数字化工厂将能够在客户需求不足的生产期间规划各类维护和停工检修安排,实现利润率的最优化。

  招聘和挽留相应的人才。数据科学家需要发现智能算法来提升运营表现,而人机智能交互也需要全新的技能。数字化培训项目以及招聘外部的“数字原住民”能确保成功打造数字化工厂。

  为了确保有足够的工人具备数字化工厂所需的技能,企业需要与商界、政界和学术界积极合作,解决合格人才短缺的问题。当然,在培训和教育方面的投入代价不菲,但通过效率改善所带来的收入提升能抵消这方面的投入,而且还能让员工享受到由此带来的涨薪等福利。此外,人才所需具备的素质也在发生显著的变化。数字化工厂对流水线工人的需求将降低,转而需要更多的数据分析师和

  问题的解决不仅仅是招聘更多的人才和培训现有员工这么简单。高层应该以身作则地领导整个数字化转型,并在整个企业中贯彻持续学习的精神。员工依然是整个生产环节的关键,在开展数字化转型的过程中,企业领导人需要与员工并肩战斗保持沟通,选择员工接受程度高的新技术进行推广,让他们摆脱高强度的重复劳动或减少错误的发生,从而赢得他们对新技术的信任,确保他们欣然使用这些新技术,并从上到下建立起以数字化为导向的企业文化。

  对于许多没有打算建设数字化工厂的企业而言,缺乏一套数字化的愿景和企业文化是让他们裹足不前的最大阻碍。目前看来,这正是数字化工厂先行者们不可获取的一大要素。数字化愿景不仅只是考虑各项技术,而且还定义了这些技术如何在整个产品生命周期和企业生态圈中相互配合。阻碍企业制定数字化工厂计划的其他因素还包括机会不定、经济效益不明、投资代价不菲。

  在推动数字化工厂的过程中,许多企业都将精力集中在各个工厂内部的纵向整合。在工厂内部实现MES和ERP系统的连接,确实能实现显著的改善。但作为数字化生态体系中的一部分,数字化工厂应该发挥更大的作用。当企业横向地将整条供应链上的供应商和客户信息与数字化工厂进行整合时,将能带来更大的效率提升。

  数字化工厂通过新一代信息技术,贯穿了流通、生产、管理等制造活动的各个环节,深度融合了工业化和信息化,是中国制造2025的重点发展方向之一。由于各级政府提供的财政激励和支持,企业对于数字化工厂的投资兴趣日益浓厚。近年来,中国在家电、工程机械、石化、消费品等众多行业涌现出了一大批数字化工厂的应用实例。

  公司如何定义‘智能化’?是否有清晰的数字化工厂战略?是否有明确的各项评估指标?”

  硬件(设备)的角度考虑数字化工厂的开发建设,依靠内部经验丰富的工程师和专业人员与外部供应商合作,通过对各类解决方案的整合来实现生产线上特定环节的自动化和跟踪。此举虽然有效,但在很多情况下并未解决“为什么要建设数字化工厂”这个根本性的战略层面问题。

  同时,中国企业往往更注重单体设备的自动化率,忽略了生产体系是一个有机的整体,而且在ERP、MES和PLM等不同系统间的打通和整合方面也有待改进,能做到不同工厂间互联的更是凤毛麟角。因此,企业应该要依据自身的数字化工厂战略制定技术路线图,分阶段地推行各种技术转型举措,从而将实施的风险降至最低,避免对业务和运营造成冲击。

  ,我们具备一定基础优势。我国工业化和信息化深层次地融合已推行多年,信息技术广泛应用于

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