智能制造的前瞻性、系统性和柔性化

发布时间：2019-01-29 作者：佚名来源：互联网

关键字：智能制造

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智能制造是当今时代先进制造过程、系统与模式的总称，以精益制造体系为基础，通过设计、供应链、制造、质量控制、销售、服务等全生命周期的信息化、自动化、智能化，实现最优的质量、成本和交货期。

　　新一代信息技术快速发展并与制造技术深度融合，正在引发制造业制造模式、制造流程、制造手段和生态系统等重大变革。智能制造是当今时代先进制造过程、系统与模式的总称，以精益制造体系为基础，通过设计、供应链、制造、质量控制、销售、服务等全生命周期的信息化、自动化、智能化，实现最优的质量、成本和交货期。

　　制造企业，尤其是离散制造企业，制造系统是非常复杂的，由于行业差别，发展阶段差别，企业的制造体系现状千差万别，但是总体来说，制造企业具有一些共同特征，例如，制造体系不完善，自动化、信息化程度不高。如下图所示，我们认为，智能制造分为三个发展阶段，更为符合多数制造企业的现状和发展方向。

　　（1）初级精益制造。通过实施精益生产项目，明确企业的方向和目标，构建较为完善的产品研发设计体系、质量管理体系、生产管理体系，厂房布局综合考虑物料流、人流和信息流，以及工厂环境、作业空间和人员安全等要素，总体物流顺畅，尽量实现一个流生产，大大减少在制品数量，明显缩短生产周期，达到初步精益工厂的水平。我们不能简单地把精益生产理解为一种生产模式，应从本质上理解精益生产是以质量、成本、交货期为最优化目标的生产体系。

　　（2）数字化制造。在初级精益制造阶段的基础上，采用自动化技术、信息化技术等实现精益生产线和物流系统的自动化、信息化，以产品设计、工艺信息、制造过程信息的数字化为龙头，逐步实现数字化制造。决策数据的透明化，进一步提升制造体系的精益化水平。当然，在这个阶段，可能采用部分单元智能装备，但企业全局状态的主流仍为数字化。

　　（3）智能制造。在制造体系精益化、数字化以及单元装备智能化的基础上，采用信息物理系统、大数据决策、人工智能等技术，以更优的质量、成本、交货期为目标，真正实现制造系统的全局智能化。

　　“智能制造”无疑是企业转型发展的关键手段。不少行业龙头企业实施了智能制造示范项目，也有不少企业实施了信息化（ERP、MES 等）项目，或者在部分车间、生产线、工位实现了自动化，或者设备联网了。然而，也有些企业在自动化或“机器换人”推进过程中，发现生产线实现自动化了，却并没有达到预期的效果；或者生产自动化实现了却造成了在制品库存变大了、车间物流不畅了；或者1-2年前投入使用的某产品专用自动化生产线由于产品订单的减少导致生产任务减少，甚至面临该生产线完全停用的可能性。这些问题的根源是没有充分考虑智能制造的前瞻性、系统性和柔性化。

　　智能制造的前瞻性是指企业产品市场和智能制造发展的前瞻性。

　　（1）产品市场的前瞻性。在开始智能制造规划前，应做好未来 3-5 年或更长的产品市场预测，根据产品制造需求预测设计规划车间、生产线、物流系统等，切忌仅仅针对当前产品的产量和产能需求研发设计自动化生产，存在市场变化导致生产线闲置的重大风险。

　　（2）智能制造发展的前瞻性。在智能制造规划中，清晰定义实施智能制造三个阶段的时间节点，深刻认识未来数字化制造和智能制造阶段的特征，以质量、成本、交货期为优化目标，在初级精益制造阶段充分做好技术研发、设计、制造、物流、供应链、质量体系等基础工作。

　　智能制造的系统性是指产品生命周期的系统性和制造体系的系统性。智能制造既要充分考虑设计、供应链、制造、质量控制、销售、服务等产品全生命周期的精益化、信息化、自动化和智能化，也要充分考虑企业级、车间级和生产线的系统性，否则就容易出现自动化孤岛的现象，自动化效果大打折扣。

　　智能制造的柔性化包括生产单元、生产线和车间三个层面的柔性化。有些企业从当前产品和产能需求出发开发使用专用制造设备和物流设备，存在产品型号适应性差，表面上看好像投资成本低，但是存在产品变化导致专用设备闲置的风险。如上图所示，我们采用六轴工业机器人、AGV 和数控机床构成了柔性制造系统，大大提高了多品种小批量的加工适应性。

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