智造单元 智能制造的抓手 | 工业新概念
发布时间:2017-09-29
作者:
李奇
来源:知识自动化
智能制造正在成为不可逆转的制造趋势,而智造单元,正是智能制造落地最有效的抓手。智造单元,是设计与实施智造工厂的有效组线模式。作为一个最小的数字化工厂,提供了一个完整的多品种小批量的解决方案。甚至可以在不影响产线运转的情况下,实现多种设备的在线入列和出列的切换。
PDCA中最为核心的就是推动改善的动力源和方向,只有把人的因素考虑进来,那么这个戴明环才有了运转方向。这种基于人的优化,将人放在闭环之中,不断循环,才能逐渐形成智能部分,这就是智能制造的核心。
智造单元最为重要的地方,就是将“人机网”一体化。“人机物”与“信息流、物流”紧密地融合在一起。与传统的“智能制造”过于强调“智能”的自决策性不同,智造单元一开始就将人纳入闭环之中,使得成为人机协作的典范。这就非常有实效的适应了实施智能制造初期的基础环境。
设备世家 四世同堂
智造单元的基本价值观是,工厂现有的投资,需要得到最大的保护与传承。这就意味着,继往投入的设备等各种资产在将来可以被重复使用。一方面生产自动化的柔性大幅度提高,同时,智造单元的思想,可以把车间人工作业单元作为一个能力中心,一体化进入车间或公司的智能生态系统。由于重用性的提高,人工单元能力中心的一体化进入,对既有设备的投资,具有非常强的保护,同时,又在整体的智能生态下最大化的实现现场设备的效率和效能。这种四代同堂设备的运维方式,正是通过智造单元得以实现,体现了自动化、模块化和数字化的叠加效果。
图4:智造单元的分层实施
有了以上的硬件、软件和模块化组合,那么智能单元,就可以完成自由的组合,实现分扇区、分阶段、分设备,对同一个工厂的不同设备、甚至同一条线的不同设备,进行“设备解列”与“设备入列”的在线切换模式。
在现有的工厂中,往往存在各种不同型号、不同代级的设备,完全可以称为“设备世家 四世同堂”。现场有许多原来的老设备,维护得也很好;也有新设备,包括机器人、自动机械手等。如何将跨年代、跨型号的设备有效连接和升级改造,而不是简单地一刀切地淘汰,是一个头疼的现场问题。实际上,在这些装备中,有些是可以直接进产线的,有些是可以通过改造后进入产线的。
那么,如何让老设备和新设备并肩作战发挥作用?
智造单元考虑到四代同堂设备的现状,分析不同设备的信息采集机制,通过灵活的信息收集方式,有些设备不需要联网通信,只需采集信号;而有的设备,则可以采用多接口集成器,区别不同的数采方式,将各种设备集成进来。
由于智造单元具有丰富的模块化接口,在现场可以采用“空间换时间”的措施,实现多设备共线运行。例如在生产现场,可能存在特别大型的设备,不便于搬运,那么就采用“空间换时间”的智能制造组线模式,通过智能物流采用AGV把各单元线无缝连起来。而对于单向链很长的产品,或者多个产品,则可以采用多个智造单元的阵列形式,其物资存取,可以是一个库,也可以是多个库。
这就意味着“以人为本、智造先行”的理念,将数字化工厂从大到小、自上而下开始拆分,从工厂到车间、到产线、到生产岛、到单机设备的规划布局;使用自下而上的方式进行实施,单机设备、单元岛、智造单元、智造产线、数字化工厂,逐渐嵌套式、单元化处理,体现了智能制造的柔性,充分发挥数字化、网络化的特点。
小结
要实现智能制造,要兼顾投资和未来发展的需要,更为重要的是,一定要兼容企业现有的软件体系,传递和延续客户沉淀的管理智慧以及原软件体系的价值。这种情况下,往往需要同线齐进(产线不断,实现设备解列升级)、多阶段混合(半自动化、半数字化相混合)、设备四世同堂(各种不同年代的设备同时推进),则意味智能制造的落地,必然是由各种智造单元所组成。而智造单元,正是通向智能制造的必经之路。
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