导航
行业动态
行业动态

什么是智能制造

发布时间:2023-07-07 12:30:02 行业动态
什么是智能制造:到底什么是智能制造?智能制造又是怎么一步步发展起来的?智能制造能给我们带来什么? 当智能制造这个概念出现并逐渐火热之后,这依然是很多人心目中的疑问。


接下来我们着眼于物资和信息这两条主线,从茹毛饮血的原始社会开始娓娓道来,一直说到即将到来的智能制造时代。开始之前,我们先明确两个概念:

(1)物资:在这里指人类制造或者使用的各种产品。

(2)信息:人与人之间、人与物之间、物与物之间传达的有意义的信号。

荒野逐鹿

在遥远的采集时代,祖先们过着四处游荡靠采集和捕猎过活的日子。这样的生活一直持续到农业时代,祖先们不得不定居下来,照料自己的农作物和家畜。

采集时代的祖先们过着居无定所的日子,可见他们的物资并不会太丰富,否则整天的搬家一定会让他们痛苦无比。祖先可能只有一件鹿皮衣服,几块打磨过的锋利石头和上次打猎后吃剩的半只兔子。

原始人生活图

远古的祖先们当然也需要信息的交流,只是这些交流比较简单,甚至不需要成体系的语言,简单地几种发音就可以了。例如,嗷嗷大叫一声表示看到了野兽出没,嘿嘿几下表示看到了一窝鸟蛋。

物物交换


或许是祖先们打猎愈发熟练,或许是他们开展了农业种植,渐渐地他们的物资有了富余。


一天,祖先老王家打猎多打了一只兔子,而老李家恰好多做了一把石锤。于是,经过一番交流,他们俩将兔子和石锤交换了。


这样,本该因吃不完而腐烂浪费的兔子和闲置的石锤都排上了用场。


信息的交流和物资的交换带来了价值,虽然整个过程中并没有生产新的东西。

货币产生

又过了几千几万年,先人们拥有的物资变得更加丰富了。繁多的物资使得简单的物物交换无法满足人们的需要,于是出现了货币。

早期的货币是通常是贝壳或者其他物件。以货币为媒介,极大地方便了物资的协调过程。

贝壳
有人的兽皮衣服做的特别好,于是他成了方圆几里内的裁缝,有需要衣服的人便可以带着货币到他家去。裁缝估量下他的身高,给他做一件衣服。而他,则可以专心打猎,将多打的猎物换成货币。


其实货币也是一种信息,一种承载着承诺的信息。这种承诺是说,通过这些货币将来还能兑换到等价值的物资。有了货币这种信息的加入,物资了之间的协调变得更加顺畅。



商人产生


即便有了货币,生产者与消费者之间直接的买卖操作还是存在诸多不便。老张想买一把镰头,可是认识的人中却没有人会做;老刘想卖掉自己的镰头,却不知要卖给谁。可能他们的共同好友老李知道后,便撮合了这桩生意,还得到了两人的答谢。渐渐地,老李开始专门从事买卖撮合工作,收取其中的好处,于是成了商人。


商人的出现使得买卖双方无需直接见面,促进了信息的交流,降低了物资交换的门坎。但这也带来了问题,买房和卖方不能直接见面,怎么保证卖方的商品能恰好满足买方的需求?


为了解决这个问题,制鞋的工匠会制造大小不同的鞋子,供应给商人,而顾客则到商人那里选择适合自己的哪一款。


即便是最精明的商人也无法预测哪款鞋子能卖多少只,因此进货时要留有余量,于是产生了库存问题。


库存问题直到现在依旧是商业活动中的一个巨大的问题。由于无法预知下游的销售情况,商品的每一步流转都带来了大量的库存,这既带来了现金流压力,又导致了生产的浪费。


还是以鞋子为例,销售商都必须存有一定库存供给顾客选购。这首先是占用了销售商的资金,而更严重的是总有一些款式供不应求,也总有很多款式囤积在仓库卖不出去。


仓库
但总的来说,商人的出现极大地促进了物资的合理利用,并在整个过程中带来了价值,虽然商人并没有在这个过程中创造新的物资。


工业时代


在商人充当媒介的情况下,为了保证买方和卖方顺畅的交流,渐渐出现了一些约定俗成的规范。例如,从东市买来的镰刀头不用太费劲就可以装到西市买来的镰刀木把上,因为它们接口处的直径是相仿的。


如果说以上的这种约定俗成算是标准化的雏形的话,那工业时代的流水线将这种标准化发挥到了极致。也正因为流水线的出现,人类的生产效率急剧提升。福特的第一条流水线让汽车开始走进了千家万户。

福特流水线



如今,国际标准化组织、国际电工委员会、国际电信联盟、国家标准化管理委员会、国防科学工业委员会等等众多国际、国家、行业标准化组织制定了大量的标准。小到一颗螺丝,大到一个集装箱,都被标准化了起来。正是这些标准使得不同企业甚至国家可以协作起来,共同生产,构成了现在的国际化生产体系。


当然,即便社会生产发展到这个阶段,非流水线的订做产品依然存在。例如众多具有“纯手工”“订制”“私家”等标签的商品,只是它们因为成本高昂而成了奢侈的象征。

智能制造


如今,同一版本同一型号的手机,几乎是一模一样的。当我们说去选购商品,其实是在有限的型号中选择我们需要的那一款。可是,人的需求千变万化,为什么偏偏要归结到几个固定的型号上去呢?每个人不应该根据自己的需求,定义自己的产品么?这很难。因为每个人的需求都是不同的,而工业化的生产却是标准化的。如今,库存问题依旧困扰着商业流程,那我们能否直接对接消费者和生产者,从而消除库存呢?这很难。因为生产者和消费者之间的信息还没有顺畅到可以直接打通。以上两个问题都很难,但并不是没有解决方案。大家似乎也有了答案,答案就是智能制造。

智能制造,它意味着在产品生命周期内对整个价值创造链的组织和控制再进一步,即意味着从创意、订单到研发、生产、终端客户产品交付,再到废物循环利用,包括与之紧密联系的各服务行业,在各个阶段都能更好满足日益个性化的客户需求。所有参与价值创造的相关实体形成网络,获得随时从数据中创造最大价值流的能力,从而实现所有相关信息的实时共享。以此为基础,通过人、物和系统的连接,实现企业价值网络的动态建立、实时优化和自组织,根据不同的标准,对成本、效率和能耗进行优化。
——《工业4.0战略实施计划


在物资贫瘠的时代,人类通过屏蔽个性化的需求来创造出一个标准化的环境,从能能提升效率创造更多的物资;而当物资充盈的时候,人类终于有精力来满足每个人个性化的需求。


你再也不需要将自己的需求归结到几个特定的标准型号上,物资将被完全依照你的需求而生产。你不需要再购买XL的衣服,衣服将绝对贴合你的身材;你不需要再挑选合适的手机,工厂为你制造你的手机。


而智能制造的意义不仅于此。


当物资急剧匮乏时,提高生产力是最重要的。而当物资变得极为丰富时,哪怕不提高生产力,只要能让物资能被利用的稍微合理些,就能产生巨大的价值。例如,如果生产商的订单数据能够实时来自于市场,那库存问题不就解决了,这会避免巨大的资源浪费。而且,如果买卖双方之间的信息足够通畅,负责进行信息协调的商人似乎也没有存在的必要了。


如今我们想购买一辆自行车,是到市场上选购一辆。


而智能制造时代,我们可以直接登录自行车生产商的网站。然后根据自己的需求选取合适的车把、车架、车轮……然后全自动的生产设备按照你的选配组装一辆完全契合你需求的自行车。再进一步看,自行车生产商也会根据你的选取,去相应的车把生产商提交订单,获取完全符合你要求的车把,因此车把的参数你可以完全自定。而整个生产过程,完全为你进行,没有库存,没有中间商赚差价,没有生产力的浪费。


信息化让我们渐渐地有能力实现上面描述的一切,也让我们渐渐地回到了遥远的过去,回到了买卖双方直接交流、物资协调更为便利的古代,毕竟,那时展露的才是我们需求的本质。愈发丰富的物资让着它们变得不可能,而高速发展的信息化又渐渐地使它们变得可能。


事实上,目前已经有一些行业的生产制造商开始这样做了,只是还很初级,还不够深入。

如今可能有很多概念是炒作出来的泡沫,但智能制造一定不是。因为它在还原本真,在尊重每个人的需求,是人文主义的体现。


智能制造是一个涉及信息、制造、管理等多方面的革新,是对人类生产方式的又一次颠覆。


像工业时代中的流水线给人类社会带来的冲击一样,信息时代中的智能制造也必将会给人类社会带来深远的影响。



总结

从荒野逐鹿的时代梳理过来,我们发现,智能制造并非天方夜谭。它是人类生产力提升而将步入的必然阶段,是物资与信息交互发展共同作用的产物。

智能制造时代,依赖信息化,人们的个性化需求再次开始广泛地得到满足,物资之间的利用变得更为合理。



智能制造的本质,是运用物联网、大数据、云计算、移动互联等新一代信息技术及智能装备对传统制造业进行深入广泛地改造提升,实现人、设备、产品和服务等制造要素和资源的相互识别、实时交互和信息集成,推动产品的智能化、装备的智能化、生产方式的智能化、管理的智能化和服务的智能化发展。





1、智能产品


智能产品通常包括机械、电气和嵌入式软件,具有记忆、感知、计算和传输功能。典型的智能产品包括智能手机、智能可穿戴设备、无人机、智能汽车、智能家电、智能售货机等,包括很多智能硬件产品。智能装备也是一种智能产品。企业应该思考如何在产品上加入智能化的单元,提升产品的附加值。


2、智能服务


基于传感器和物联网(IoT),可以感知产品的状态,从而进行预防性维修维护,及时帮助客户更换备品备件,甚至可以通过了解产品运行的状态,帮助客户带来商业机会。还可以采集产品运营的大数据,辅助企业进行市场营销的决策。此外,企业通过开发面向客户服务的APP,也是一种智能服务的手段,可以针对企业购买的产品提供有针对性的服务,从而锁定用户,开展服务营销。


3、智能装备


制造装备经历了机械装备到数控装备,目前正在逐步发展为智能装备。智能装备具有检测功能,可以实现在机检测,从而补偿加工误差,提高加工精度,还可以对热变形进行补偿。以往一些精密装备对环境的要求很高,现在由于有了闭环的检测与补偿,可以降低对环境的要求。


4、智能产线


很多行业的企业高度依赖自动化生产线,比如钢铁、化工、制药、食品饮料、烟草、芯片制造、电子组装、汽车整车和零部件制造等,实现自动化的加工、装配和检测,一些机械标准件生产也应用了自动化生产线,比如轴承。但是,装备制造企业目前还是以离散制造为主。很多企业的技术改造重点,就是建立自动化生产线、装配线和检测线。美国波音公司的飞机总装厂已建立了U型的脉动式总装线。自动化生产线可以分为刚性自动化生产线和柔性自动化生产线,柔性自动化生产线一般建立了缓冲。为了提高生产效率,工业机器人、吊挂系统在自动化生产线上应用越来越广泛。


5、智能车间


一个车间通常有多条生产线,这些生产线要么生产相似零件或产品,要么有上下游的装配关系。要实现车间的智能化,需要对生产状况、设备状态、能源消耗、生产质量、物料消耗等信息进行实时采集和分析,进行高效排产和合理排班,显着提高设备利用率(OEE)。因此,无论什么制造行业,制造执行系统(MES)成为企业的必然选择。


6、智能工厂


一个工厂通常由多个车间组成,大型企业有多个工厂。作为智能工厂,不仅生产过程应实现自动化、透明化、可视化、精益化,同时,产品检测、质量检验和分析、生产物流也应当与生产过程实现闭环集成。一个工厂的多个车间之间要实现信息共享、准时配送、协同作业。一些离散制造企业也建立了类似流程制造企业那样的生产指挥中心,对整个工厂进行指挥和调度,及时发现和解决突发问题,这也是智能工厂的重要标志。智能工厂必须依赖无缝集成的信息系统支撑,主要包括PLM、ERP、CRM、SCM和MES五大核心系统。大型企业的智能工厂需要应用ERP系统制定多个车间的生产计划(ProducTIon planning),并由MES系统根据各个车间的生产计划进行详细排产(producTIon scheduling),MES排产的力度是天、小时,甚至分钟。


7、智能研发


离散制造企业在产品研发方面,已经应用了CAD/CAM/CAE/CAPP/EDA等工具软件和PDM/PLM系统,但是很多企业应用这些软件的水平并不高。企业要开发智能产品,需要机电软多学科的协同配合;要缩短产品研发周期,需要深入应用仿真技术,建立虚拟数字化样机,实现多学科仿真,通过仿真减少实物试验;需要贯彻标准化、系列化、模块化的思想,以支持大批量客户定制或产品个性化定制;需要将仿真技术与试验管理结合起来,以提高仿真结果的置信度。流程制造企业已开始应用PLM系统实现工艺管理和配方管理,LIMS(实验室信息管理系统)系统比较广泛。


8、智能管理


制造企业核心的运营管理系统还包括人力资产管理系统(HCM)、客户关系管理系统(CRM)、企业资产管理系统(EAM)、能源管理系统(EMS)、供应商关系管理系统(SRM)、企业门户(EP)、业务流程管理系统(BPM)等,国内企业也把办公自动化(OA)作为一个核心信息系统。为了统一管理企业的核心主数据,近年来主数据管理(MDM)也在大型企业开始部署应用。实现智能管理和智能决策,最重要的条件是基础数据准确和主要信息系统无缝集成。


9、智能物流与供应链


制造企业内部的采购、生产、销售流程都伴随着物料的流动,因此,越来越多的制造企业在重视生产自动化的同时,也越来越重视物流自动化,自动化立体仓库、无人引导小车(AGV)、智能吊挂系统得到了广泛的应用;而在制造企业和物流企业的物流中心,智能分拣系统、堆垛机器人、自动辊道系统的应用日趋普及。WMS(Warehouse Management System,仓储管理系统)和TMS(Transport Management System,运输管理系统)也受到制造企业和物流企业的普遍关注。


10、智能决策


企业在运营过程中,产生了大量的数据。一方面是来自各个业务部门和业务系统产生的核心业务数据,比如与合同、回款、费用、库存、现金、产品、客户、投资、设备、产量、交货期等数据,这些数据一般是结构化的数据,可以进行多维度的分析和预测,这就是BI(Business Intelligence,业务智能)技术的范畴,也被称为管理驾驶舱或决策支持系统。同时,企业可以应用这些数据提炼出企业的KPI,并与预设的目标进行对比,同时,对KPI进行层层分解,来对干部和员工进行考核,这就是EPM(Enterprise Performance Management,企业绩效管理)的范畴。从技术角度来看,内存计算是BI的重要支撑。




在线客服

联系我们

电话号码:400-0967890

回到顶部