智能制造轉型莫忘初心 自動化發展迫在眉睫

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1.哪些制造企業適合通過“智能制造”轉型升級 在談這個問題之前,首先需要明確“智能化”和“自動化”的區別。由于目前沒有任何關于智能化外延的界定,自動化和智能化之間的界線十分模糊,因此,當智能制造成為國家戰略以后,許多稀松平常的自動化項目也被冠以智能制造之名。 盡管很多自動控制產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切削力和震動頻率等參數實時優化進給速度和主軸轉速;或者根據床身熱變形量對刀具軌跡進行補償, 但是這些技術歸根結底都是工藝過程的一種前饋控制,只是控制算法更加復雜而已。為便于后面論述,我更愿意將這部分劃歸為工藝自動化(后文將有論述),當然也可以叫“智能設備”。

智能化應強調對不可知事件的判斷和決策,而自動化則強調對既定動作和已知事件的執行。  又如,一臺柔性制造系統可以自動識別和檢測零件,并根據識別碼自動選擇工裝,自動裝夾,自動調用不同的程序完成全部加工,由于完成的這一系列活動都是既定的,并沒有根據約束條件和目標進行決策,因此只能算是比較高級的自動化系統,不能算智能。

明確了智能化和自動化的區別之后,回到本段的問題:“哪些制造企業適合搞智能制造呢?”簡而言之:生產管理越復雜,企業越適合上智能制造項目。 這類企業通常  產品系列多,工序變化多,零部件品種多,供應鏈管理復雜;多以組裝工序為主,多為勞動密集型企業;典型行業:家電,服裝,數碼產品等;最適合搞智能制造的比較極端的例子是產品維修:每一個維修項目都各不相同,因此生產模式屬于單件定制;每一個維修項目的工序復雜,沒有既定模式,幾乎無章可循;維修(生產)數據難以定義,更難以度量,難以采集;每一個維修項目的周期無法量化,產品復雜程度越高,維修周期不確定性越大;因此在面臨這樣復雜問題的時候就只有通過“智能化”才能解決問題。

2.哪些制造企業適合通過“自動化”轉型升級  自動化生產 vs. 手工生產 首先,與“自動化生產”相對應的是“手工生產”。我們通常講的自動化升級都是指用自動化設備和裝置替代人工。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化進行升級,越是動作簡單,重復,繁重的生產模式,越適合采用自動化升級策略,例如搬運,包裝,噴涂等;而動作越復雜,對人手靈活性依賴越大的生產模式就不適合自動化升級,例如皮具制作,制衣等。

剛性生產 vs. 柔性生產 其次,需要考慮生產“柔性”與“剛性”。所謂剛性生產是指大批大量生產單一或少量產品,這種生產模式特別適合自動化,例如緊固件等工業標準件的生產就是通過自動化專機實現的;所謂柔性生產是指多品種小批量,甚至單件定制化生產,這種生產模式對自動化系統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),比較典型的行業是汽車的混線生產和非標零件的機械加工。

3.產品種類復雜且動作靈巧度高:手工柔性生產 典型行業如飛機、航天器等復雜機電產品裝配,成衣、皮具定制,家電、數碼產品組裝,以及前文所論述過的產品維修或返修; 這類生產對動作靈活性要求高,因此無法通過自動化手段替代人工或者替代人工的自動化設備研發投入過高。例如目前的機器人或運動控制技術都難以達到人手的復雜和靈活程度,因此諸如皮具制作和縫紉等工作在相當長的時間內無法被機器所取代; 適合這類制造企業的生產模式我稱之為:手工柔性生產,即生產管理組織復雜且無法實現自動化。實際上這類企業非常適合走“智能制造”路線,既通過智能決策系統或相關的軟件產品管理生產并指導工人操作。智能產品的作用在于指導生產,避免人為失誤。

實操方案一:自動配料系統 例如保時捷發動機在裝配過程中大量工序無法實現自動化,而產品多品種小批量的特點又難以避免工人在裝配過程中犯錯誤。為調和這個矛盾,該生產系統采用集中備料的方案,發動機上的小型零部件隨托盤運動到各個裝配工位,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行裝配和自檢即可。

2018年6月22日 17:31
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