工業(yè)4.0現(xiàn)在是一個(gè)熱門話題,國家也提出了中國制造2025規(guī)劃。那么,在企業(yè)邁向工業(yè)4.0的道路上有何建議?
工業(yè)4.0是一個(gè)工業(yè)化生產(chǎn)制造的藍(lán)圖,是將來的生產(chǎn)制造的高速公路,是將來制造和物流的一個(gè)交互互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)。不論是智能制造、互聯(lián)網(wǎng)+還是工業(yè)4.0,這些愿景都是美好的,是希望進(jìn)行大規(guī)模地工業(yè)化生產(chǎn),生產(chǎn)可以由各智能工業(yè)化生產(chǎn)單元協(xié)作進(jìn)行,一個(gè)生產(chǎn)單元可以大到一個(gè)企業(yè)、一個(gè)工廠及車間,也可以小到一架機(jī)臺(tái)、一道生產(chǎn)工序、一臺(tái)機(jī)器人、一臺(tái)3D打印機(jī),每一個(gè)在這個(gè)生態(tài)圈的工業(yè)化生產(chǎn)單元之間以及生產(chǎn)單元內(nèi)部,都能通過數(shù)字化的指令來控制和指示生產(chǎn)和物流運(yùn)行,工廠間及工廠內(nèi)部各生產(chǎn)單元進(jìn)行相互協(xié)作,只要通過指令就能以高效率、高質(zhì)量、低成本、小資源的方式來完成大規(guī)模地工業(yè)化生產(chǎn)制造。愿景是美好的,但是我覺得要達(dá)到這一步,還需要很長(zhǎng)的一個(gè)時(shí)間。
在國際國內(nèi)的環(huán)境下,中國政府提出了中國制造2025的重大戰(zhàn)略部署規(guī)劃,通過10年時(shí)間,使中國邁入制造工業(yè)化強(qiáng)國行列。不論互聯(lián)網(wǎng)+、數(shù)字化制造、智能制造、工業(yè)4.0還是中國制造2025的概念提出,其核心關(guān)鍵還是幾個(gè)方面,互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)、數(shù)字化設(shè)計(jì)與仿真及生產(chǎn)制造、智能物聯(lián)網(wǎng)、智能設(shè)備和工具、智能機(jī)器人、自動(dòng)化、3D打印、人工智能等。而其中,數(shù)字化生產(chǎn)制造是基礎(chǔ),要想實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化,其基礎(chǔ)就是生產(chǎn)制造以數(shù)字化的方式來運(yùn)行,再進(jìn)行自動(dòng)化、智能化的升級(jí)改造。而生產(chǎn)制造數(shù)字化的基礎(chǔ),就是負(fù)責(zé)管理和控制企業(yè)內(nèi)部以及外部協(xié)作運(yùn)行的各類軟件系統(tǒng)。
先說企業(yè)內(nèi)部的集成軟件系統(tǒng)。企業(yè)內(nèi)部系統(tǒng)之間的集成,我覺得總體難度不大,基本上只要核心系統(tǒng)如PLM、ERP、MES系統(tǒng)布署成功,加上工廠內(nèi)已經(jīng)有支持輸入和輸出的智能設(shè)備,都能通過改造或定制化開發(fā)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成。但這里特別要說一點(diǎn)的是智能設(shè)備及智能工具,如果要布署及實(shí)施數(shù)字化制造甚至智能制造,那么智能設(shè)備是生產(chǎn)資料中比較關(guān)鍵的條件,要求設(shè)備能夠接受指令,能夠輸出數(shù)據(jù),能夠與外部程序交互并接受控制,能夠根據(jù)指令進(jìn)行多種不同生產(chǎn)模式及生產(chǎn)產(chǎn)品的切換,才能通過軟件系統(tǒng)對(duì)多個(gè)設(shè)備進(jìn)行整合,靈活調(diào)度安排及執(zhí)行生產(chǎn)指令。目前智能設(shè)備和工具相對(duì)來說價(jià)格還是挺貴的,企業(yè)的投入也是非常大的。你必須要買先進(jìn)的、智能的、能接受數(shù)字指令的、能實(shí)時(shí)報(bào)警的、能柔性化地根據(jù)指令去處理各種不同生產(chǎn)作業(yè)的這樣一些智能設(shè)備。如果要大范圍地在各個(gè)企業(yè)進(jìn)行智能設(shè)備的升級(jí)和更換,對(duì)企業(yè)來說也是不現(xiàn)實(shí)的,有技術(shù)的局限性,也有成本的考量,企業(yè)要經(jīng)營和存活首要考慮的是利潤,等智能設(shè)備的成本降下來,再逐步實(shí)現(xiàn)從一臺(tái)智能設(shè)備集成擴(kuò)展到多臺(tái)集成,再到各生產(chǎn)單元甚至企業(yè)之間的橫向集成,逐步實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0的工業(yè)化生產(chǎn)制造生態(tài)圈。
另一方面,如果客戶到企業(yè)、供應(yīng)商到企業(yè)以及供應(yīng)商到供應(yīng)商的互聯(lián)網(wǎng)信息化能夠打通,逐步形成了工業(yè)4.0的生產(chǎn)圈,不管是依賴于第三方云計(jì)算平臺(tái),還是與這些平臺(tái)進(jìn)行對(duì)接,信息的安全性越來越具有挑戰(zhàn)性。包括現(xiàn)在阿里也推出了阿里云這樣的一些云平臺(tái)。但是到底企業(yè)要不要去對(duì)接還很難說,對(duì)接出去后可能會(huì)擔(dān)心自己的數(shù)據(jù)泄露,產(chǎn)品及生產(chǎn)的機(jī)密泄露;第二如果上下游想進(jìn)行對(duì)接,但別的企業(yè)不一定有準(zhǔn)備好的系統(tǒng)接口。當(dāng)然這點(diǎn)我相信隨著時(shí)間的推移,互聯(lián)網(wǎng)信息化技術(shù)的升級(jí)變革,會(huì)逐步地得到解決。
另外就是大數(shù)據(jù)這一塊,巨量的數(shù)字化,產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù),如何存儲(chǔ)和利用好這些大數(shù)據(jù),也是未來如何在工業(yè)4.0環(huán)境下取勝的關(guān)鍵。包括我們公司也在前幾年就推出了自己的大數(shù)據(jù)產(chǎn)品,它也是基于云計(jì)算的一個(gè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)。其實(shí)我們現(xiàn)在上微信、上淘寶、京東,很多時(shí)候都已經(jīng)被大數(shù)據(jù)占領(lǐng)了,客戶的愛好、產(chǎn)品瀏覽及購買的次數(shù)、市場(chǎng)的喜好、甚至定制化的生產(chǎn)要求等等。那么我們的生產(chǎn)制造一定會(huì)根據(jù)客戶的個(gè)性化定制要求去生產(chǎn),做到少量多樣柔性化生產(chǎn),像目前國內(nèi)某些企業(yè)現(xiàn)在正在研發(fā)和打造的智能制造生態(tài)圈,客戶在網(wǎng)站上下單,提出生產(chǎn)個(gè)性化、定制化要求,接收到定單后,按照小批量快速進(jìn)行數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計(jì)、建立數(shù)字化生產(chǎn)模型及規(guī)格,生產(chǎn)就按照客戶的這個(gè)規(guī)格去選擇供應(yīng)商部件或材料,組織生產(chǎn)單元和資源,智能化的進(jìn)行排產(chǎn)和生產(chǎn)過程制造。整個(gè)過程都是建立在大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,從用戶信息到產(chǎn)品設(shè)計(jì),再到生產(chǎn)信息,再根據(jù)大數(shù)據(jù)量的用戶信息,大數(shù)據(jù)量的供應(yīng)商數(shù)據(jù)以及座落在全球各地的供應(yīng)商大數(shù)據(jù),選擇優(yōu)質(zhì)低成本的材料進(jìn)行生產(chǎn)。我相信若干年之后這會(huì)像當(dāng)年大家剛剛使用QQ或是現(xiàn)在使用微信一樣,變成企業(yè)日常生產(chǎn)制造不可或缺的大數(shù)據(jù)平臺(tái)。
雖然中國制造2025的目標(biāo)是充分利用國內(nèi)的巨大制造資源進(jìn)行整合,實(shí)現(xiàn)中國制造強(qiáng)國夢(mèng)。但作為國內(nèi)大多數(shù)的企業(yè)來說,要全力去追求工業(yè)4.0的話,我覺得目前還不太現(xiàn)實(shí),除非你是像海爾、華為,他們巨大的資本在背后運(yùn)作著,而且企業(yè)也真的是在這個(gè)行業(yè)、國家或地區(qū)是領(lǐng)軍企業(yè),每年有大量的投入用于研發(fā)和制造改進(jìn),或者企業(yè)要建立行業(yè)的標(biāo)桿或示范,有國家投入的支持,那企業(yè)可以及早投入到工業(yè)4.0的建設(shè)征程中,因?yàn)榈绕渌钠髽I(yè)統(tǒng)一了標(biāo)準(zhǔn),對(duì)行業(yè)進(jìn)行了洗牌,再想取得領(lǐng)先的先機(jī)就會(huì)很難。我覺得當(dāng)前對(duì)大多數(shù)國內(nèi)企業(yè)來說,好的方式還是退一步,第一步先把工廠的數(shù)字化制造管理進(jìn)行升級(jí),把各個(gè)系統(tǒng),比如計(jì)算機(jī)集成制造、數(shù)字制造,這些先實(shí)施布署完成,再建立企業(yè)的數(shù)字化生產(chǎn)模型,比較務(wù)實(shí)地先實(shí)現(xiàn)數(shù)字化制造。至于要不要和外部的系統(tǒng)對(duì)接,系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)先預(yù)留這些接口,等到工業(yè)4.0的這陣風(fēng)真的來了,也不至于和生態(tài)圈的其他企業(yè)差跑太大。如果提早去鋪開進(jìn)行工業(yè)4.0建設(shè),投入這么多的話,甚至超出了企業(yè)營運(yùn)可接受的范圍,還是會(huì)出現(xiàn)問題的。另一方面,在智能設(shè)備這塊來講,我們要完全做到柔性的、小批量的這種自動(dòng)化的智能柔性生產(chǎn),其實(shí)還是有個(gè)度的問題,還是要看客戶的真實(shí)需求。有些客戶,交付的產(chǎn)品的要求如果就需要有這樣的特性,那我覺得本身企業(yè)的生產(chǎn)就有這樣的挑戰(zhàn),那你可以花這個(gè)錢去投。 那針對(duì)大批量的可以慢慢地投入一些,可以逐步地適應(yīng)從設(shè)計(jì)到制造一體化到設(shè)備自動(dòng)化,這一塊慢慢投入一些資金去改善。去選一些比較有特點(diǎn)的、能以比較小的投入就能得到較大效果的示范產(chǎn)線,慢慢地先做起來。如果一次性投入太多,成本是蠻大的、風(fēng)險(xiǎn)也蠻大的,企業(yè)的利潤還是應(yīng)該在第一位考慮。
作為數(shù)字化生產(chǎn)制造,其中MES系統(tǒng)是大腦系統(tǒng),是必須首先打通的,工業(yè)4.0要求的各個(gè)系統(tǒng)都會(huì)與MES系統(tǒng)進(jìn)行集成。先通過MES系統(tǒng)把生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理好,再與ERP進(jìn)行對(duì)接,做完MES后做到設(shè)計(jì)系統(tǒng)PLM的對(duì)接,設(shè)計(jì)做完做智能設(shè)備的升級(jí)改造,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)派工作業(yè),讓工廠各生產(chǎn)單元實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部的協(xié)作生產(chǎn),然后再是質(zhì)量追蹤及流程控制、高級(jí)排產(chǎn)這些系統(tǒng)逐步布署起來,把所有設(shè)計(jì)制造,包括仿真、產(chǎn)線的虛擬現(xiàn)實(shí)等數(shù)字化工廠的這些項(xiàng)目逐步地實(shí)現(xiàn),再進(jìn)一步邁向智能制造,甚至工業(yè)4.0生態(tài)網(wǎng)絡(luò)對(duì)接。
應(yīng)該說上MES的數(shù)字化工廠的先決條件,生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)該沒有什么具備不具備的說法。所謂的具備不具備,可能就是原材料、追溯、條碼這些生產(chǎn)基礎(chǔ)資料沒準(zhǔn)備好,那么在實(shí)施的時(shí)候都可以提前把這些做起來。應(yīng)該說MES是生產(chǎn)管理的核心系統(tǒng),除非企業(yè)還想運(yùn)營粗放型的經(jīng)濟(jì),追求量而不是質(zhì),如果企業(yè)要做精細(xì)化的生產(chǎn)制造,生產(chǎn)高質(zhì)量高產(chǎn)量,甚至柔性生產(chǎn)制造,沒有MES是很難起步的。所以不存在說生產(chǎn)企業(yè)具不具備條件上MES系統(tǒng),而是一定要上,先從信息化做起,再數(shù)字化,智能化,再到工業(yè)4.0一步步地進(jìn)行升級(jí)。