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智能工厂“4M法则” 整个生产制造核心

发布时间:2016-04-29 作者:陈炳欣 胡春民 
关键字:智能工厂 
“4M法则”:人(Man)、机(Machine)、料(Material)、法(Method),即4M。人机料法是在工业生产过程中的核心要素,整个生产制造都是围绕着它们展开的。

  但是,当参观学习的企业希望英飞凌帮助其进行工厂智能化改造时,苏华则拒绝了。

  “因为这不是我们的核心竞争力,也不是英飞凌的生意模式。我们希望能够找一些合作伙伴,其经营模式是专注于帮助工厂实现自动化、智能化,我们只是知道在半导体生产前道、后道怎么去实现工业4.0,而对诸如重工业如何实现就不太熟悉了,但无锡智能工厂的实施方案则可以复制。”苏华说。

  英飞凌无意成为服务提供商,后者是为制造企业提供智能工厂系统解决方案的公司,或者侧重了IT技术支撑,或者侧重于自动化设备。

  苏华把系统集成公司看作为联盟关系——制造企业、系统集成公司、半导体公司三方组成了智能制造稳定的三角联盟,前两者应该都是英飞凌的客户。

  在智能制造三角联盟概念里,英飞凌没有想靠这个赚钱,讲的俗点,并不把它作为赢利方式。但它们会以顾问的形式与三角联盟中的其他两个伙伴合作,最后由它们去实施执行。

  “在无锡智能工厂的实践中我们总结出,当三角联盟的关系确定后,英飞凌可以做两件事情:一是帮助中国制造企业尽快走向智能制造;二是可以帮助中国培养很多合作伙伴,在各个行业培养出在自动化、智能化系统管理上真正有特长的公司。”苏华说。

  智能工厂的“4M法则”

  高速运转的工业云端服务器将一条条载有不同需求的订货信息进行汇总、筛选、分类、转送;流水线上各种各样的原材料、零部件被发往不同机台,机器人凭借二维码或电子标签进行准确的抓取与加工,然后再送往下一道工序;传感器则采集各种信息,通过工业以太网进行传输,不同节点的处理器对数字化信息进行分析处理,判断生产进度和设备运行状况……

  这里描绘的是一幅未来制造工厂的图景。在这里机器可以自己预估正常维护所需的材料,可以适应客户需求调整生产计划,机器与机器之间可以相互沟通配合,无需工作人员进行过多干预。这种生产模式完全适应了个性化制造与按需生产的要求,并与大规模、批量化制造完美结合,将进一步提升生产效率,降低无效工作。

  上面描述的是工业4.0的美好愿景,但工业4.0本身也是一个渐进过程:更多地实现工厂自动化,各行业横向和纵向更深入地互相融合,中央控制向分散智能控制的转变,以及大数据的分析应用。

  英飞凌把工业4.0定义成四个层次的管理系统:现场管理、控制层、管理层和企业层。

  “英飞凌主要在现场控制层提供半导体产品和解决方案,包括像传感器、微控制器、功率半导体、安全半导体芯片等。在外围也提供一些方案,包括自己做的和跟合作伙伴一起做的,主要是为了满足标准化。”苏华说。

  那么,英飞凌又是如何在自己的工厂里实现工业4.0的呢?

  苏华把它总结为“4M法则”:人(Man)、机(Machine)、料(Material)、法(Method),即4M。人,即通过自动检查培训和认证确保合格人员操作机器并追踪;机,是通过设备状态的自动监控和基于产品的参数自动调整,确保利用率和柔性;料,是100%物料使用追踪和高效利用;法,是基于产品的制程程序的自动下载和参数调整,减少人为失误。

  “人机料法”四大要素通过后台系统实现人与机器、机器与机器对话,从而实现智能生产控制。在过去分别由单一的系统进行管控,整个执行过程全部依靠纸张和人员进行人为手动进行控制,往往一个小小的人为操作失误就会引起大量的物料或产品报废和客户投诉。

  无锡工厂将“人机料法”有机地结合在了一起,通过内部后台系统集成取代了纸张和人为参与,系统自动记录了产品的整个生产过程并自动地生成报告,工程师只要通过报告就可以清楚地了解到在整个过程中谁在哪个机台,哪个工序,什么时间使用什么材料和工具生产了当前产品,从而实现了生产过程的可追踪性、可控制性,生产制程的自动化、智能化,以及产品质量的实时在线管控。

  “人机料法是在工业生产过程中的核心要素,整个生产制造都是围绕着它们展开的。英飞凌无锡厂的智能化改造就是围绕着它们进行的。事实上,所谓工业4.0的要点之一正是对操作员、机器、生产材料和工艺制程这四大要素进行资源优化和合理利用。无锡工厂将是一个很好的示范案例。”苏华说。

  工业4.0的底层架构师

  英飞凌的前身是德国西门子半导体业务,后单独成立新公司。在过去10年中,英飞凌先卖掉了做存储业务的奇梦达,然后把无线业务也卖给了英特尔,更加专注做功率半导体业务,服务于汽车电子、工业控制和电源管理。今年年初,英飞凌收购了美国国际整流器公司,现以高达19.2%的市场份额成为市场领袖。