工業(yè)4.0融合精益管理.docx

工業(yè)4.0將融合精益管理德國(guó)Thomas 中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì) 微信號(hào) caa1961 功能介紹 發(fā)布自動(dòng)化、信息及智能科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)知識(shí)性、普及性、歷史性、前沿性的文章、照片、視頻等，弘揚(yáng)學(xué)科文化、梳理發(fā)展脈絡(luò)、傳播科學(xué)知識(shí)，宣傳科研成果，服務(wù)人才培養(yǎng)，積極推進(jìn)學(xué)科普及工作，讓更多的人了解自動(dòng)化、信息及智能科學(xué)的過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái)。 精益制造是德國(guó)未來(lái)智能工廠的四大模塊之一，也是中國(guó)制造實(shí)現(xiàn)2025規(guī)劃的重要環(huán)節(jié)。那么在智能制造時(shí)代，企業(yè)應(yīng)如何構(gòu)建基于工業(yè)4.0的精益體系？又應(yīng)該如何將云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等前沿技術(shù)應(yīng)用到精益制造之中？9月18日，在華制智能、中國(guó)工業(yè)評(píng)論主辦的工業(yè)4.0與中國(guó)制造2025全球年會(huì)分論壇上，德國(guó)STAUFEN公司創(chuàng)始人兼CEO Thomas Rohrbach通過(guò)STAUFEN分公司的案例跟大家分享了德國(guó)在工業(yè)4.0的舉措，以及我們應(yīng)該如何看待工業(yè)4.0和精益制造。德國(guó)STAUFEN公司創(chuàng)始人兼CEO Thomas Rohrbach以下內(nèi)容根據(jù)Thomas Rohrbach先生的演講實(shí)錄整理：工業(yè)時(shí)代的進(jìn)化最早是工業(yè)1.0時(shí)代，當(dāng)時(shí)是機(jī)械化的時(shí)代，由18世紀(jì)末第一臺(tái)織布機(jī)的發(fā)明創(chuàng)造進(jìn)入了1.0時(shí)代。之后是2.0的時(shí)代，19世紀(jì)末進(jìn)入了電氣化的時(shí)代。然后是工業(yè)3.0和工業(yè)4.0的時(shí)代，下面分析一下不斷進(jìn)化的生產(chǎn)策略當(dāng)中，不同生產(chǎn)的模式，從70年到80年到現(xiàn)在最新的信息物理生產(chǎn)系統(tǒng)。工業(yè)4.0時(shí)代產(chǎn)生的背景 我們從70年代的后福特式生產(chǎn)模式到80年代計(jì)算機(jī)的制造，這些生產(chǎn)模式主要是應(yīng)用在一些電器以及制造業(yè)工程也還有一些汽車的組裝行業(yè)，當(dāng)時(shí)組裝線都是非常固定和死板的，后來(lái)發(fā)展到了4.0的時(shí)代，我們迎來(lái)了最新的4.0的系統(tǒng)。為什么現(xiàn)在我們進(jìn)入到工業(yè)4.0的時(shí)代，產(chǎn)生的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)背景是什么樣的呢？在我們目前的社會(huì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)環(huán)境以及硬件、軟件基礎(chǔ)設(shè)施方面都使得整個(gè)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)具備了發(fā)展的潛力，可以進(jìn)入工業(yè)4.0的時(shí)代。比如說(shuō)原來(lái)是工廠為導(dǎo)向，現(xiàn)在更多的是以消費(fèi)者為導(dǎo)向，迎來(lái)了大規(guī)模變革的時(shí)代。同時(shí)，隨著人口的發(fā)展，不管是西方國(guó)家像德國(guó)社會(huì)還是中國(guó)社會(huì)都逐漸的進(jìn)入了老齡化的階段。因此我們需要更加智能的硬件，適合年齡比較大的人群。對(duì)于年輕人，對(duì)于新的消費(fèi)電子產(chǎn)品有新的需求，比如說(shuō)他們要觸摸屏，或者其他更加炫酷時(shí)尚的要求，我們對(duì)直觀操作的要求也越來(lái)越高了。還有兩個(gè)因素就是包括現(xiàn)在全球都有流動(dòng)性，流動(dòng)性的現(xiàn)金流在探索著新的商業(yè)方式，還有一方面是全球化浪潮，一浪高過(guò)一浪，有連接全球價(jià)值鏈的需求。除了社會(huì)和經(jīng)濟(jì)環(huán)境之外，我們?cè)谟布?、軟件和基礎(chǔ)設(shè)備當(dāng)中也做好了充分的準(zhǔn)備迎接工業(yè)4.0，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展就是最好的基礎(chǔ)，在這樣的大背景下，新的iPV6協(xié)議能給我們提供無(wú)限的地址，這也是一個(gè)基礎(chǔ)的準(zhǔn)備。除此之外，各類硬件、元器件的價(jià)格都在逐步的下降，性能在上升，有了更多的智能機(jī)器人或者是硬件，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)分析。另外，隨著更多的科技日新月異的發(fā)展，從納米到物料科技到3D打印的出現(xiàn)，我們能夠生產(chǎn)出更多的以消費(fèi)者為導(dǎo)向，或者客戶定制的產(chǎn)品。工業(yè)4.0時(shí)代變革中的趨勢(shì)和因素當(dāng)然了，隨著互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的興起和發(fā)展，我們也面臨潛在的風(fēng)險(xiǎn)，所有的電腦和手機(jī)都聯(lián)網(wǎng)了，存在黑客攻擊的風(fēng)險(xiǎn)，現(xiàn)在全球網(wǎng)絡(luò)犯罪也有抬頭的趨勢(shì)。在軟件和硬件以及基礎(chǔ)設(shè)備方面，包括電腦和其他的個(gè)人電腦機(jī)器移動(dòng)終端上的性能都在不斷地增加，包括實(shí)時(shí)處理數(shù)據(jù)的能力和寬帶能力，如果我們把目前的電腦和20年前的電腦相比，你會(huì)發(fā)現(xiàn)實(shí)時(shí)處理數(shù)據(jù)和帶寬能力都有很大的增長(zhǎng)。因此，在工業(yè)4.0時(shí)代當(dāng)中，有很多變革的趨勢(shì)和因素，我們把變革的因素稱之為游戲變革者。這些游戲規(guī)則的變革者和改變者將會(huì)改變我們未來(lái)的社會(huì)和結(jié)構(gòu)，這個(gè)影響是全球性的。大家可以考慮一下在游戲變革者的影響下，各自的制造業(yè)會(huì)受到什么樣的影響和沖突？比如說(shuō)對(duì)于制造業(yè)的公司來(lái)講，數(shù)字化的發(fā)展影響到我們處理信息和信息模擬工程的發(fā)展，就是虛擬工程，這會(huì)給我們帶來(lái)什么樣的沖擊呢？這就是我們需要思考的問(wèn)題。我們生活在現(xiàn)在的信息時(shí)代當(dāng)中，最不缺的就是信息，每天都面臨著浩瀚的信息，現(xiàn)在需要的不僅僅是信息，而是通過(guò)需求提供客戶需要的信息，我們要從這個(gè)角度來(lái)發(fā)展我們要做好的智能信息的工作。還有一個(gè)方面就是我們現(xiàn)在有很多的增強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)的一些產(chǎn)品和服務(wù)，比如說(shuō)智能眼鏡，結(jié)合了傳統(tǒng)的制造技術(shù)和我們現(xiàn)在新的需求以及最新的制造技術(shù)所提供的產(chǎn)品和服務(wù)。智能制造在生產(chǎn)流程中的應(yīng)用情況首先會(huì)有一個(gè)分散式的而不是集中式的計(jì)劃和管理的方式，我們有靈活和強(qiáng)有反應(yīng)能力的生產(chǎn)方式。談到靈活及快速反應(yīng)能力的生產(chǎn)方式，這兩個(gè)關(guān)鍵詞“靈活”和“反應(yīng)能力”將是未來(lái)我們制造業(yè)取勝的關(guān)鍵。當(dāng)然了，中國(guó)的市場(chǎng)和制造業(yè)在快速反應(yīng)能力上是沒(méi)有問(wèn)題的，甚至比德國(guó)制造業(yè)還強(qiáng)一些，但是我們保證反應(yīng)能力的同時(shí)，也必須能夠兼具制造業(yè)整體的穩(wěn)定性和可靠性。在工業(yè)4.0時(shí)代下，智能制造發(fā)展過(guò)程中應(yīng)建立起一個(gè)全公司統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)將遍布全公司上下，這是關(guān)鍵的一環(huán)。對(duì)于STAUFEN而言，則稱之為是STAUFEN工業(yè)4.1的生態(tài)系統(tǒng)，結(jié)合了工業(yè)4.0的工業(yè)技術(shù)和精益管理4.1管理技術(shù)。我在工作中經(jīng)常碰到中國(guó)伙伴和客戶，他們往往給我一種有非常遠(yuǎn)大目標(biāo)的印象，但是他們有時(shí)候卻希望跳過(guò)一些發(fā)展的時(shí)代。然而，直接進(jìn)入到一個(gè)更高級(jí)的工業(yè)4.0和工業(yè)4.1的階段，僅僅想通過(guò)經(jīng)濟(jì)投資來(lái)實(shí)現(xiàn)跳級(jí)的轉(zhuǎn)變，這個(gè)是不太實(shí)際的。打個(gè)比方，工業(yè)4.0的基礎(chǔ)就像建一座大樓的根基，如果沒(méi)有扎實(shí)的根基，是不可能建起大樓的，就好像上海浦東的第一高樓，如果底下的地基是沼澤地，是不可能建立起上百層的高樓，現(xiàn)在上海有了更好的工業(yè)設(shè)施和基礎(chǔ)，也有更多的供應(yīng)物料和材料，如果沒(méi)有這個(gè)基礎(chǔ)的話，建造這座大樓的夢(mèng)想是空中樓閣。智能企業(yè)三大支柱智能企業(yè)三大支柱包含智能工廠、智能產(chǎn)品和智能服務(wù)。智能工廠是指在智能工廠里人、技術(shù)和信息科技是以最佳的方式結(jié)合起來(lái)的，最佳指的是它們有很高的效率，有很強(qiáng)的靈活性。智能產(chǎn)品或者說(shuō)是智能數(shù)據(jù)，產(chǎn)品基于模塊化且是基于自主活動(dòng)的，在整個(gè)公司和工廠當(dāng)中發(fā)展起來(lái)一個(gè)信息物流系統(tǒng)。智能服務(wù)指的是焦點(diǎn)和關(guān)注點(diǎn)不僅僅是提供的產(chǎn)品，而是我們所提供的服務(wù)上，這一點(diǎn)中國(guó)的制造業(yè)公司可以給予更多的關(guān)注。在智能工廠當(dāng)中，我們建立了一個(gè)客戶訂單信息流的集成化，在工廠當(dāng)中會(huì)有不同的信息，不同信息系統(tǒng)，不同的軟件。比如說(shuō)IPM，在不同的信息系統(tǒng)當(dāng)中有非常智能的適于操作的人機(jī)交互的界面，不管是業(yè)務(wù)方面的經(jīng)理還是其他行政或者是人力資源的經(jīng)理人之間形成一個(gè)協(xié)同合作。智能制造案例分析以農(nóng)場(chǎng)為例，向大家展示一下從產(chǎn)品到智能產(chǎn)品的演變過(guò)程。第一階段僅僅是一個(gè)拖拉機(jī)，沒(méi)有任何的IT輔助系統(tǒng)。第二階段逐步加入了智能化的設(shè)備，數(shù)據(jù)可以從站上取得。第三階段實(shí)現(xiàn)了更多的設(shè)備的互聯(lián)和互通，可以通過(guò)手機(jī)和電腦收集和分析從拖拉機(jī)的運(yùn)行和生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中所收集到的數(shù)據(jù)，農(nóng)場(chǎng)主在自己家的電腦和手機(jī)上就可以實(shí)時(shí)的收集和分析到這些數(shù)據(jù)。第四階段，在整個(gè)農(nóng)場(chǎng)建立起了一個(gè)設(shè)備的系統(tǒng)，不僅僅是拖拉機(jī)，包括其他的播種機(jī)、收割機(jī)或者其他的一些農(nóng)場(chǎng)的設(shè)備都已經(jīng)納入到了系統(tǒng)當(dāng)中，農(nóng)場(chǎng)主可以獲得所有來(lái)自系統(tǒng)網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備的信息。最后一個(gè)階段從農(nóng)場(chǎng)設(shè)備系統(tǒng)緊接到農(nóng)場(chǎng)管理系統(tǒng)，把農(nóng)場(chǎng)設(shè)備系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)通，我們可以獲得更多的關(guān)于天氣和灌溉的數(shù)據(jù)，及時(shí)的調(diào)整農(nóng)場(chǎng)主灌溉、種植的計(jì)劃。大家在自己的工廠和制造業(yè)當(dāng)中實(shí)現(xiàn)這樣的演化和升級(jí)的話，在五年之后，十年之后各自的商業(yè)模式會(huì)得到一個(gè)質(zhì)的飛躍。接下來(lái)跟大家分享一些實(shí)際的案例，第一個(gè)是賽威傳動(dòng)，這個(gè)是我們先驅(qū)者之一，是著名的全球驅(qū)動(dòng)者領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)之一，也是德國(guó)十分有名的公司。賽威傳動(dòng)智能工廠整體的系統(tǒng)，有智能產(chǎn)品，有智能物流以及精益管理的結(jié)合。除了智能產(chǎn)品和精益管理之外，也起用了大數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，這使得他們?cè)诼?lián)網(wǎng)的情況下進(jìn)行各種訂單的處理，并且將產(chǎn)品資源、各種輔助系統(tǒng)以及各種互聯(lián)互通在一起，智能數(shù)據(jù)和智能系統(tǒng)給賽威帶來(lái)了新的契機(jī)和機(jī)遇。三十年前，1980年賽威傳動(dòng)的組裝線是非常死板的，沒(méi)有任何的靈活性；三十年后在今天賽威傳動(dòng)的組裝線達(dá)到了高度的靈活，有很快的反應(yīng)能力，還有組裝的助理都在進(jìn)行高效的工作，在這樣的工廠當(dāng)中實(shí)現(xiàn)了人和科技完美的融合。在這樣的一種實(shí)現(xiàn)人、技術(shù)和IT完美融合的未來(lái)工廠當(dāng)中，存在一種移動(dòng)的自主系統(tǒng)。移動(dòng)的自主系統(tǒng)指的是環(huán)境改變自主行動(dòng)的可移動(dòng)的機(jī)器。賽威傳動(dòng)的首席技術(shù)官就說(shuō)如果我們能夠?qū)崿F(xiàn)安裝和使用這樣可移動(dòng)的裝備機(jī)器和設(shè)備，賽威傳動(dòng)的生產(chǎn)力將會(huì)提高30%。在工業(yè)4.0時(shí)代，我們使用了精益管理和智能化的組裝線，相互之間不同模塊和不同系統(tǒng)的無(wú)縫連接。其實(shí)這個(gè)組裝線還是基于很多組裝線的要素之上，沒(méi)有需要工人和組裝線的操作人員去掌握新的技術(shù)和知識(shí)，但是在這個(gè)流程當(dāng)中反而能給操作人員帶來(lái)更容易理解和更容易操作的程序和流程。在這個(gè)流程的過(guò)程當(dāng)中，使得生產(chǎn)線和組裝線的操作人員在各個(gè)環(huán)節(jié)，比如說(shuō)貼標(biāo)簽或者包裝當(dāng)中能夠操作更加的簡(jiǎn)單，從而提高整個(gè)裝備和組裝的生產(chǎn)力。這些生產(chǎn)線的助理和工作人員他們所做的是一些比較機(jī)械化的、比較簡(jiǎn)單的操作，他們完成了操作之后，智能化的生產(chǎn)線就會(huì)把流程推動(dòng)到下一個(gè)階段。生產(chǎn)線上的移動(dòng)裝料機(jī)器人，通過(guò)移動(dòng)系統(tǒng)從物料當(dāng)中取出物件，先是裝料再是卸料。當(dāng)然了，這樣的移動(dòng)的裝料的機(jī)器人成本肯定是比較高昂的，但是我們可以通過(guò)移動(dòng)裝料機(jī)器人在幾個(gè)不同的機(jī)器上工作，提高工作和效率，從而降低成本。下一個(gè)分享的