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迈向智能工厂:工业4.0 愿景下的电子制造业

作者:君特• 辛德勒 时间:2015-12-16 0

智能工厂就像人体:大数据、计划、流程、学习和决策相当于大脑; 实时控制相当于神经反射;网络连接和数据传输途径则相当于神经; 马达和操作部件相当于肌肉;传感器相当于眼睛和耳朵;底层架构就相当于骨骼。

工业世界正在变化。我们眼前的这场革命将会改变制造业的流程和组织结构,它的名字叫:“工业4.0”。搜索“工业4.0”这个关键字,已经可以得到数百万的结果。“自动化”有几亿搜索结果,但这个概念已经诞生了几十年。对比一下就知道,“工业4.0”概念的普及是值得称道的。很多批评人士抱怨,“工业4.0”、“智能工厂”这样的词语内涵很模糊,而且缺乏确切的意义。说得没错,但另一个事实是,技术进步总是从一个愿景开始,随着时间的推移,才有了越来越确切的形式。

那么,作为一家电子制造企业,你可能会问自己:要想在我的工厂里运用这些新的生产概念,应该先做哪些工作,为什么?

工业4.0 :市场驱动的发展

自动化领域取得的进步,在近几十年时间里迅速降低了大规模生产的成本,同时极大地提高了效率。而其他的改进,如提高专业性、企业之间加强劳动分工、精益制造、生产更多地面向流程和价值链,以及运用IT 技术支撑的沟通手段,更是对成本、质量、产品多样性和生产周期产生了积极的影响。

然而今天的全球市场提出了更高的要求,必须提供更多且越来越定制化的产品种类,而且产品的生产周期也在日益缩短。对于电子产品制造企业来说,这意味着需要适应更小的批次和更频繁的产品迭代。此外,全球化的市场情况也极易波动。产品发布后,流行的产品必须立即以大批量供应市场,而其他不流行的就会销声匿迹。代工制造业时常会将生产流程外包,如果其他服务供应商能够更好地完成工作,或者更高效地完成代工流程,它们很快就会把业务转移到世界上的其他地方。地区性的危机,政治危机、经济危机会冲击全球市场,也会影响全球的需求。

因此,生产设施必须变得更加灵活,从而能够快速响应产品的变化,根据需求调高或调低产能。对于智能工厂,这就意味着传统的生产概念、死板的生产线概念、不灵活的规划,以及大批量生产时代遗留的控制架构,都无法跟上时代了。

所以,我们说的生产概念在世界各地受到了媒体广泛的报道。“物联网”(Internet of  ings)、机器对机器通信、更灵活的软件架构,以及大数据,为一些企业创造了新机遇,让它们可以在变化的市场环境面前寻找答案。

工业4.0 就是一幅拼图

工业4.0 不是一款单独的产品,没办法去哪里订购一件,就可以实施到你的业务流程里,毕竟每家公司都有自己的商业模式和历史。所以,每家公司的第一个步骤都是制定自身对工业4.0 的构想——就像拼图里的一块。你需要首先思考“我未来的公司应该是怎样的”。在设定好未来工业4.0 的图景之后,就必须分析现在的状态,确定差距在哪里。可以把那些差距理解成拼图中缺失的小块。

在这个步骤,客户、供应商、合作伙伴也要加入进来,提供各自的拼图块。要把你的拼图块和他们的拼图块结合起来,才能让你成为“面向未来的工业4.0 企业”。

如果觉得这种愿景是异想天开,那么你就错了。很多技术组件已经开发了出来,现在缺的仅仅是,电子制造厂商要有意愿将机器和生产流程联网,从而发挥智能化的SMT 工厂的潜力,与供应商在技术和设备方面开展合作。

智能工厂有如人体,做事的能力要慢慢学习

一套可以自行优化的电子生产网络必须具备学习能力,需要有一个可以依赖实时信息的在线网络。自动化的系统、闭环的控制和专家系统,在所谓的“网络实体系统”(cyber-physical system) 中,都是必要的组成部分。要想在不同的加工层级中使用所有这些信息,就需要在实时的环境中处理大量的数据。

我总是喜欢把“网络– 实体系统”(cyber-physical system),比如智能工厂,比作人体:大数据、计划、流程、学习和决策相当于大脑;实时控制相当于神经反射;网络连接和数据传输途径则相当于神经;马达和操作部件相当于肌肉;传感器相当于眼睛和耳朵;底层架构就相当于骨骼。

从婴儿开始,用了很多年,人类渐渐学习掌握了做越来越多事情的能力。要想让工业4.0 解决方案在电子生产中发展起来,也需要经过类似的过程。

现在就必须开始行动。开始的进展也许微小且缓慢,但未来的回报是巨大的。你肯定可以建立一家面向未来的工业4.0 工厂。

fengsan

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