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長沙建筑智能化分享AI新時代:規劃一個智能工廠的十大套路

發布時間:2020-08-09 11:50    來源:www.532166.tw
[摘要] 長沙建筑智能化分享AI新時代:規劃一個智能工廠的十大套路 在當前智能制造的熱潮之下,很多企業都在規劃建設智能工廠。眾所周知,智能工廠的規劃建設是一個十分復雜的系統工程,為了少走彎路,AI人工智能的新時代,智能工廠從團隊建設、產品生產、設計、技術研發、營銷模式、股權結構、服務模式都在發生新的變革,傳統的智能制造模式已經無法滿足AI新時代企業輕資產重數字化的智能價值發展的需求。
長沙建筑智能化分享AI新時代:規劃一個智能工廠的十大套路
在當前智能制造的熱潮之下,很多企業都在規劃建設智能工廠。眾所周知,智能工廠的規劃建設是一個十分復雜的系統工程,為了少走彎路,AI人工智能的新時代,智能工廠從團隊建設、產品生產、設計、技術研發、營銷模式、股權結構、服務模式都在發生新的變革,傳統的智能制造模式已經無法滿足AI新時代企業輕資產重數字化的智能價值發展的需求,我們必須重本文整理了在建設中要考慮的十個核心要素以及需要關注的重點維度。

1、數據的采集和管理

數據是智能工廠建設的血液,在各應用系統之間流動。在智能工廠運轉的過程中,會產生設計、工藝、制造、倉儲、物流、質量、人員等業務數據,這些數據可能分別來自ERP、MES、APS、WMS、QIS等應用系統。生產過程中需要及時采集產量、質量、能耗、加工精度和設備狀態等數據,并與訂單、工序、人員進行關聯,以實現生產過程的全程追溯。

而AI新時代來臨,光靠企業內部的數據采集壓根無法適應快速變動市場和用戶的需求,除了內部系統數據采集外,要建立外部數據采集的標簽模型,通過商業化的數據指標建立外部數據的抓取模型,通過智能化的抓取工具和AI設備進行高緯度數據指標采集,乃在向外部咨詢機構購買一定量符合企業戰略經營、生產優化的決策指標的核心數據,再通過深度學習的手段不斷優化自己的指標。

比如一家焊接工廠,除了購買焊接機器人這樣的高端設備,更重要的是圍繞焊接成品率指標構建屬于自己企業的數據算法模型,一部分采集企業內部現有的數據,但是中國一般企業數據積累都很差,主要都是凌亂的原始數據,沒有指標的標簽化一般都是垃圾。更重要的是要向機器人廠家、咨詢機構直接購買一些行業焊接指標的數據,再通過爬蟲工具實時采集專家焊接網站的焊接數據指標,然后通過自己的AI精算平臺進行實時計算,根據現場生產的狀況進行實時調優,最后達到最大生產效率提升。

2、設備聯網

實現智能工廠智能化,不再需要全部設備的聯網,需要根據關鍵數據指標的算法模型,平衡安全、高效、成本三個元素,選擇最優的聯網方案。

一般的企業在安全都投入比較少,或者很少有安全智能的經驗,一個勒索者病毒讓中石化這樣的高投入安全系統都無法防護,何況其他企業。采用安全分布式的聯網方式,用區塊鏈的數字化價值經濟模式,做分布式部署,安全的基礎進行高效和成本的平衡,生產環節很多采用邊緣計算性價比最高,不定所有設備都要聯網。

3、工廠智能物流

推進智能工廠建設,生產現場的智能物流十分重要,尤其是對于離散制造企業。智能工廠規劃時,要盡量減少無效的物料搬運。很多制造企業在裝配車間建立了集中揀貨區(Kitting Area),根據每個客戶訂單集中配貨,并通過DPS(Digital Picking System)方式進行快速揀貨,配送到裝配線,消除了線邊倉。

離散制造企業在兩道機械工序之間可以采用帶有導軌的工業機器人、桁架式機械手等方式來傳遞物料,還可以采用AGV、RGV(有軌穿梭車)或者懸掛式輸送鏈等方式傳遞物料。立體倉庫和輥道系統的應用,也是企業在規劃智能工廠時,需要進行系統分析的問題。

4、生產質量管理和設備管理

提高質量是企業永恒的主題,在智能工廠規劃時,生產質量管理和設備管理更是核心的業務流程。貫徹質量是設計、生產出來,而非檢驗出來的理念。

質量控制在信息系統中需嵌入生產主流程,如檢驗、試驗在生產訂單中作為工序或工步來處理;質量控制的流程、表單、數據與生產訂單相互關聯、穿透;構建質量管理的基本工作路線:質量控制設置→檢測→記錄→評判→分析→持續改進。

設備是生產要素,發揮設備的效能(OEE—設備綜合效率)是智能工廠生產管理的基本要求。OEE的提升標志產能的提高和成本的降低。生產管理信息系統需設置設備管理模塊,使設備釋放出最高的產能,通過生產的合理安排,使設備尤其是關鍵、瓶頸設備減少等待時間。

在設備管理模塊中,要建立各類設備數據庫、設置編碼,及時對設備進行維保;通過實時采集設備狀態數據,為生產排產提供設備的能力數據;建立設備的健康管理檔案,根據積累的設備運行數據建立故障預測模型,進行預測性維護,大限度地減少設備的非計劃性停機;要進行設備的備品備件管理。

5、智能廠房設計

智能廠房除了水、電、汽、網絡、通信等管線的設計外,還要規劃智能視頻監控系統、智能采光與照明系統、通風與空調系統、智能安防報警系統、智能門禁一卡通系統、智能火災報警系統等。采用智能視頻監控系統,可以判斷監控畫面中的異常情況,并以很快的方式發出警報或觸發其它其它動作。

整個廠房的的工作分區(加工、裝配、檢驗、進貨、出貨、倉儲等)應根據工業工程的原理進行分析,可以使用數字化制造仿真軟件對設備布局、產線布置、車間物流進行仿真。在廠房設計時,還應當思考如何降低噪音,如何能夠便于設備靈活調整布局,多層廠房如何進行物流輸送等問題。

6、智能裝備的應用

制造企業在規劃智能工廠時,必須高度關注智能裝備的最新發展。機床設備正在從數控化走向智能化,很多企業在設備上下料時采用了工業機器人。未來的工廠中,金屬增材制造設備將與切削加工(減材)、成型加工(等材)等設備組合起來,很大地提高材料利用率。

除了六軸的工業機器人之外,還應該考慮SCARA機器人和并聯機器人的應用,而協作機器人則將會出現在生產線上,配合工人提高作業效率。

7、智能產線規劃

智能產線是智能工廠規劃的核心環節,企業需要根據生產線要生產的產品族、產能和生產節拍,采用價值流圖等方法來合理規劃智能產線。

智能產線的特點是:

△在生產和裝配的過程中,能夠通過傳感器、數控系統或RFID自動進行生產、質量、能耗、設備績效(OEE)等數據采集,并通過電子看板顯示實時的生產狀態,能夠防呆防錯;

△通過安燈系統實現工序之間的協作;

△生產線能夠實現快速換模,實現柔性自動化;能夠支持多種相似產品的混線生產和裝配,靈活調整工藝,適應小批量、多品種的生產模式;

△具有一定冗余,如果出現設備故障,能夠調整到其他設備生產;

△針對人工操作的工位,能夠給予智能的提示,并充分利用人機協作。

設計智能產線需要考慮如何節約空間,如何減少人員的移動,如何進行自動檢測,從而提高生產效率和生產質量。

8、制造執行系統MES

MES是智能工廠規劃落地的著力點,上接ERP系統,下接現場的PLC程控器、數據采集器、條形碼、檢測儀器等設備。MES旨在加強MRP計劃的執行功能,貫徹落實生產策劃,執行生產調度,實時反饋生產進展:

面向生產一線工人:指令做什么、怎么做、滿足什么標準,什么時候開工,什么時候完工,使用什么工具等;記錄“人、機、料、法、環、測”等生產數據,建立可用于產品追溯的數據鏈;反饋進展、反饋問題、申請支援、拉動配合等;

△面向班組:發揮基層班組長的管理效能,班組任務管理和派工;

△面向一線生產保障人員:確保生產現場的各項需求,如料、工裝刀量具的配送,工件的周轉等等。

為提高產品準時交付率、提升設備效能、減少等待時間,MES系統需導入生產作業排程功能,為生產計劃安排和生產調度提供輔助工具,提升計劃的準確性。

9、生產經營過程共享化

未來智能工廠從重資產、重人員、重資金、輕決策模式,走向輕資產、輕人員、輕資金、重決策。未來所有企業都是制造業,區塊鏈+人工智能正在悄悄改變企業的價值模式,未來一切資產都會數字化,一切行為皆可數字化確權,這樣工廠的生產、經營、服務所有環節經過確權后可以社會化協同共享。未來競爭的核心回到商業的決策上,擁有最多維度、速度數據智能、感知智能的能力企業就行快速提升認知智能,做出更快速、準確的決策。

10、生產監控及經驗決策指揮系統

流程行業企業的生產線配置了DCS系統或PLC控制系統,通過組態軟件可以查看生產線上各個設備和儀表的狀態,但絕大多數離散制造企業還沒有建立生產監控與指揮系統。

實際上,離散制造企業也非常需要建設集中的生產監控與指揮系統,在系統中呈現關鍵的設備狀態、生產狀態、質量數據,以及各種實時的分析圖表。

而最最最重要的是,智能工廠的目的不是消滅工廠的人,而是通過機器人取代重復工作的人,讓數據和機器人通過算法和感知,快速高效的輔助人進行進化。有了很好的工具,智能化的平臺,先進的機器人,我們工廠的決策者可以根據數據指標、市場反饋、未來預測等多維度信息,高效、快速、高價值的做出決策。

總結:提醒各位AI時代,智能制造也在重新被定義,千萬不要只看什么所謂專家的言論標準,不去實踐,擦亮眼睛,每個企業都活的不容易,人是智能的中心。智能,是人的進化!

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