长飞光纤查玉峰：智能制造的理解与实践

长飞光纤信息技术与持续改进部经理 查玉峰

一、长飞光纤简介

    长飞光纤光缆股份有限公司创建于1988年，是全球第一的预制棒供应商，全球第二的光纤、光缆供应商，连续23年国内光纤光缆产销量第一。是当今中国产品规格最齐备、生产技术最先进的光纤光缆产品以及制造装备的研发和生产基地。长飞光纤的特点是所有的光缆的制造设备，都是自主研发和生产。在过去的20多年中，长飞光纤获专利授权197项，其中中国发明专利82项，同时是国家技术创新示范企业、光纤光缆制备技术国家重点实验室、是国家认定企业技术中心，国家创新型试点企业 。26年来，长飞光纤专注于光纤光缆产业，光纤产能扩大了900倍。2015年，长飞光纤成为工信部公布的46个智能制造试点示范企业之一。

二、智能制造案例

案例一：模型组装生产线

    图1是一套模型组装的生产线，图中“1”是一个平板电脑，可以做任务输入和个性化要求输入；“2”是大屏幕显示MES系统里的任务完成进度；“3”是模型原件盒；“4”是模型投影机和模型原件的指示灯；“5”是执行踏板，有三个踏板，分别为“前进”、 “后退”、“释放”，是完成组装的步骤；“6”是个性化激光刻字；“7”是物流运输线。

图1 模型组装生产线

    这套系统有两个特点：

    其一，新的设备的加入不需要进行任何系统配置，可以实现“Plug & Work” ，设备的更换和扩容将不会影响生产。

    其二，如图2所示，对零件的位置和安装方法给予指示和提醒。

图2 零件位置提示与安装提示

    这个系统实现了：

    •设备部件组装自动实现，部件足够智能化，相互间联网，互相观测状况，自动完成重新配置，如同拼积木，省去开发、调制过程，节省时间、人力、物力和维护成本；

    •每个部件功能和特征被提前描述和预知；

    •每个部件生命周期内可监控，需要两种不同的通信管道（实时、非实时），同时保证信息安全；

    •每个部件都要联上OPC UA 服务器；

    •使用嵌入式处理器实现上述功能。

    这套来自德国的系统并没有体现全自动化的理念，仍然强调以人为本，其中的技术主要是为了方便工人更加准确、高效地工作。这种即插即用的系统，非常合适小批量、多品种这种需要经常更换模具、套装、组件的生产模式。这种设计使各类更换更加方便，更换后基本上不用做任何配置。

案例二：简易的物流运输线

    图3是一个简易的物流运输线，将货物从底层运到上一层（如图3中箭头所示）。这个系统研究的是通过调整运行的速度，并监视系统运行花费的时间和能耗，从而分析和演示如何在提高运输速度的同时降低能耗。

图3 简易的物流运输线

案例三：自动化与增强现实的应用

图4 爆米花生产线上自动化与增强现实的应用

    图4是一个爆米花生产线，产线上对于自动化与增强现实技术的应用如下：

    场景一：PAD、智能手表控制生产

    场景二：自动生产线演示，包括1.玉米运输；2.玉米装瓶、加盖，水装瓶、加盖（机器人完成）；3.运输、分拣，玉米瓶到爆爆米花位置，水到机械臂位置。这里有一个玉米的自动筛选装置，根据形状判断玉米的好坏，把坏的玉米去掉。

    场景三：PAD定位，包括：1. 位置不同，PAD上显示的场景不同； 2.场景与当前设备的状态信息自动显示

    场景四：故障定位，包括：PAD可以将故障信息发送给相关人员；在PAD上做故障电子标签；在智能手表上也可以完成相关操

    场景五：在智能手表上控制生产爆米花。

三、对智能制造的理解

    对于工业4.0，有人提出了“工业4.0=工业3.0+机器联网+实现机器、产品、人和业务的数字连接+智能计算”，这个公式说明了：

    1）工业4.0是在工业3.0的基础之上开展的工作；

    2）机器实现联网是必须的；

    3）数字连接是工业4.0的基本特征，它的含意非常丰富，它能提高信息得透明度，是实现提高生产效率的条件；

    4）智能计算是实现智能的途径，知识管理、模拟、仿真和大数据挖掘将是智能制造的长期任务。

    对于“智”，有人给出了这样的解读：“智”分为两个部分，一是“知日”，意为知道太阳的运行，可以泛指能够对未来进行预测，落到智能制造上，就是通过仿真、模拟、模型算法、大数据分析、线性规划……等方法，得出经验、规律、规则、模型、数据。二是“日知”， 意为每天都增加一些知识，落到智能制造上，就是通过过程的记录、结构化数据、验证流程、结果的沉淀与分享等方式，得到数据的实证。

    智能制造中的“智能”可以分为三个层次：

    1）知识：人在业务过程中形成的知识沉淀到系统中，系统代替人去使用知识，完成相关的业务。

    2）能力： 人在业务过程中设计相关的算法，系统代替人去完成相关的计算，从而得到一个最佳解。

    3）智慧：从大数据中学习模型，系统代替人去设计相关算法，获得最佳解。

    长飞光纤智能制造的规划思路如图5，

图5 长飞光纤智能制造的规划思路

    本文根据长飞光纤信息技术与持续改进部经理查玉峰在第九届中国制造业CIO年会的发言整理而成，未经本人确认！