隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，電子制造亦成為中國制造大軍中的一支勁旅。據(jù)統(tǒng)計，全球70%的電子產(chǎn)品在中國制造，其中90%的生產(chǎn)制程屬于低端的手工作業(yè)方式。隨著人工成本上升、從業(yè)人員減少、工業(yè)機器人價格降低等因素的出現(xiàn)，使得電子制造產(chǎn)業(yè)走向智能制造成為必須，也為智能制造市場開啟了一個廣闊的發(fā)展空間。在智能制造全面興起的幾年來，面對電子制造小批量多品種、換線頻率高的生產(chǎn)特點，產(chǎn)業(yè)基礎和來料規(guī)范參差不齊的問題等，都給電子智能制造解決方案的實現(xiàn)帶來了不同程度的挑戰(zhàn)，如何逐步構(gòu)建一個符合未來智能制造工廠的模型與解決方案，成為業(yè)內(nèi)持續(xù)探索的問題所在。
昌暉儀表聚焦“電子制造智能工廠構(gòu)建”，來一起分享工業(yè)自動化業(yè)界品牌多年來致力于電子制造智能工廠構(gòu)建的觀點與探索實踐。
1、幾年來經(jīng)過業(yè)界對智能工廠的探索與建設，智能工廠構(gòu)建的要素有哪些？最關鍵的要素是什么？
王書強(智慧工廠研究院執(zhí)行院長)
推進智能制造，是“中國制造2025”的主攻方向，是落實工業(yè)化和信息化深度融合的戰(zhàn)略舉措，是制造業(yè)緊跟世界發(fā)展趨勢、實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級的關鍵所在。
智能工廠是基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等新一代信息技術與機器人等先進制造技術深度融合，貫穿設計、生產(chǎn)、管理、服務等制造活動的各個環(huán)節(jié)，具有自感知、自決策、自執(zhí)行等功能的先進制造過程、系統(tǒng)與模式。
2012年定義了智慧工廠1.0模型，并在此基礎上分解了智慧工廠九大核心要素，定義了各個要素的作用，即以先進的管理體系、標準化體系和創(chuàng)新型企業(yè)文化為基礎，以數(shù)字化產(chǎn)品/工藝設計、智能生產(chǎn)系統(tǒng)、智能供應鏈、信息管理系統(tǒng)為支撐，借助CPS信息物理系統(tǒng)模型技術，提供定制化個性化的智能產(chǎn)品與服務。
我們定義的智慧工廠是融合了數(shù)字制造和智能制造兩大概念，因此核心要素的定義同樣適用于現(xiàn)階段的智能工廠。核心要素模型中最關鍵的要素我們認為是背后隱含的數(shù)據(jù)，如何圍繞數(shù)據(jù)提升企業(yè)的核心競爭力是智慧工廠建設的關鍵。
鄒玉鞋(德國赫優(yōu)訊自動化系統(tǒng)有限公司中國區(qū)銷售總監(jiān))
智能工廠和智能制造的源泉與血液是數(shù)據(jù)，整個智能工廠相關數(shù)據(jù)的采集、傳輸、分析、處理與反饋已然成為智能工廠構(gòu)建的最關鍵要素之一。不管是設備運行數(shù)據(jù)、設備狀態(tài)數(shù)據(jù)、設備診斷數(shù)據(jù)還是設備自身生命周期數(shù)據(jù)；不管是生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)還是控制反饋數(shù)據(jù)；不管是人員操作數(shù)據(jù)還是人員管理數(shù)據(jù)；不管是能源消耗數(shù)據(jù)還是能源管理節(jié)約數(shù)據(jù)；不管是零部件物流數(shù)據(jù)還是后期物流對接數(shù)據(jù)都是萬物互聯(lián)的智能工廠的重要組成要素。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是整個智能工廠相關行業(yè)的生態(tài)互聯(lián)與信息共享！
劉弘蔚(天津宜科電子解決方案部總監(jiān))
要構(gòu)建一個智能工廠，需要具備一些必備的要素，包括數(shù)據(jù)采集和設備聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能廠房、智能裝備應用、制造執(zhí)行系統(tǒng)、信息化系統(tǒng)集成等。要做好智能工廠的規(guī)劃，需要綜合運用這些核心要素，從投資預算、技術先進性、投資回收期、系統(tǒng)復雜性、生產(chǎn)的柔性等多個方面進行綜合權衡、統(tǒng)一規(guī)劃，建立具有前瞻性和實效性的智能工廠。
2、電子制造產(chǎn)業(yè)正進入產(chǎn)品快速迭代、個性化定制、品質(zhì)競爭的階段，電子制造智能工廠構(gòu)建特點有哪些？在智能工廠構(gòu)建過程中，存在哪些挑戰(zhàn)？
王書強(智慧工廠研究院執(zhí)行院長)
從整體看，電子制造業(yè)結(jié)構(gòu)性矛盾突出，核心技術和關鍵設備受制于人的局面沒有根本突破。而同時又面臨多方面的挑戰(zhàn)，包括：客戶對個性化、定制化產(chǎn)品需求的持續(xù)增長；人力和綜合成本持續(xù)上升；產(chǎn)品的快速迭代升級，產(chǎn)品生命周期縮短；客戶對質(zhì)量和快速交付的持續(xù)追求等等。
針對電子制造行業(yè)新的要求，構(gòu)建電子制造智能工廠必須具備以下一些功能特點：
①工藝自動化、過程精益化、管理信息化；
②數(shù)據(jù)可視化、過程透明化、生產(chǎn)少人化；
③實現(xiàn)生產(chǎn)車間、生產(chǎn)線、設備的橫向集成，實現(xiàn)不同層級數(shù)據(jù)的縱向集成；
④實現(xiàn)從產(chǎn)品設計到工藝過程，到生產(chǎn)、銷售、服務的全生命周期數(shù)據(jù)集成；
⑤實現(xiàn)從供應商到客戶端的企業(yè)價值鏈信息集成；
⑥實現(xiàn)數(shù)據(jù)-信息-知識驅(qū)動，以優(yōu)化工廠和企業(yè)的決策。
鄒玉鞋(德國赫優(yōu)訊自動化系統(tǒng)有限公司中國區(qū)銷售總監(jiān))
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)或者智能工廠針對未來發(fā)展需要重點解決的三大問題：
①個性化定制，即小批量多品種的靈活生產(chǎn)與管理；
②成本和能源的節(jié)約性問題；
③數(shù)據(jù)長期快速可追溯問題。
這同時也是未來電子制造智能工廠構(gòu)建的重要特點。作為工業(yè)網(wǎng)絡通訊(數(shù)據(jù)傳輸和鏈接處理)行業(yè)專家德國赫優(yōu)訊正在積極配合國內(nèi)電子制造(如富士康)或者半導體行業(yè)(如中微半導體)多家企業(yè)一起實現(xiàn)智能工廠的構(gòu)建與發(fā)展！
機會與挑戰(zhàn)共存，智能工廠構(gòu)建的特點也是挑戰(zhàn)，如何實現(xiàn)在小批量靈活生產(chǎn)的新模式下仍然能降低單件生產(chǎn)成本？如何永久快速追溯每個零配件和生產(chǎn)加工過程中的細節(jié)數(shù)據(jù)？智能工廠構(gòu)建任重道遠，赫優(yōu)訊將緊密配合電子制造企業(yè)一起奮進！
劉弘蔚(天津宜科電子解決方案部總監(jiān))
智能工廠有三大特征。第一，信息基礎設施高度互聯(lián)，包括生產(chǎn)設備、機器人、操作人員、物料和成品。第二，有實時系統(tǒng)，可以及時進行信息傳輸和對接。第三，從柔性化、敏捷化、智能化到信息化，這是智能工廠的發(fā)展趨勢。每個階段，柔性化對環(huán)境的調(diào)整能力都能夠?qū)崿F(xiàn)不同產(chǎn)品需要，實現(xiàn)多品種小批量生產(chǎn)，同時能夠控制這種個性化生產(chǎn)所帶來的成本飆升問題。
在工業(yè)3.0時代，工廠的最底層加工單元包括三個環(huán)節(jié)，分別是傳感器(相當于眼睛)、可編程控制器(PLC，相當于大腦)和執(zhí)行器(相當于手足)。在加工單元的上層是車間，這里主要是生產(chǎn)過程執(zhí)行管理系統(tǒng)(MES),通俗說就是，這個系統(tǒng)負責拿到任務，并進行任務的分配。再到上面，則是企業(yè)資源計劃(ERP)系統(tǒng)、產(chǎn)品生命周期管理(PLM)系統(tǒng)、供應鏈管理(SCM)系統(tǒng)和客戶關系管理(CRM)系統(tǒng)等上層系統(tǒng)。其中，ERP負責企業(yè)內(nèi)部資源的配置和協(xié)調(diào)，而PLM負責產(chǎn)品從開發(fā)到報廢的“管理”，SCM負責企業(yè)資源和外部的對接，而CRM的作用在于促進企業(yè)和消費者的溝通。這些都是工業(yè)3.0已有技術，但工業(yè)4.0提出了更高的要求和挑戰(zhàn)，那就是必須更加智能，反應更快。
3、著眼于未來電子產(chǎn)品發(fā)展需求，在面向未來電子制造智能工廠的解決方案中，智能化解決方案需要注重哪些環(huán)節(jié)？
王書強(智慧工廠研究院執(zhí)行院長)
我們認為解決方案的關鍵環(huán)節(jié)包括：
①以頂層設計為指導的智能制造整體規(guī)劃方案；
②以邊緣計算為支撐的生產(chǎn)終端智能控制解決方案；
③以大數(shù)據(jù)分析為支撐的過程智能優(yōu)化解決方案；
④以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺為支撐的從端控到云管的解決方案。
鄒玉鞋(德國赫優(yōu)訊自動化系統(tǒng)有限公司中國區(qū)銷售總監(jiān))
在面向未來電子制造智能工廠的解決方案中，重點需要考慮的是智能化靈活生產(chǎn)的快速切換與快速響應，以便即時保質(zhì)保量地滿足不同用戶的個性化定制化需求，同時需要對生產(chǎn)過程中的所有數(shù)據(jù)進行記錄與大數(shù)據(jù)瞬時存儲。
劉弘蔚(天津宜科電子解決方案部總監(jiān))
工業(yè)4.0要求技術更加集成化，即各類系統(tǒng)要實現(xiàn)橫向和縱向的集成，進而變得更加智能化。智能化生產(chǎn)圖景如下：產(chǎn)品從設計到制造的所有環(huán)節(jié)都被打通，PLM的設計數(shù)據(jù)直接進入ERP系統(tǒng)，后者立即調(diào)配工廠資源，如需外界供貨則由SCM系統(tǒng)自動調(diào)配。而借助于CRM系統(tǒng)，整個生產(chǎn)過程可以和客戶保持實時溝通，如顧客通過視頻看到產(chǎn)品不符合自己的需求，則可以立即讓生產(chǎn)線進行調(diào)整。
智能工廠是現(xiàn)代工廠信息化發(fā)展的新階段，是在數(shù)字化工廠的基礎上，利用物聯(lián)網(wǎng)技術、設備監(jiān)控技術加強信息管理和服務，清楚地掌握產(chǎn)銷流程，提高生產(chǎn)過程的可控性，減少生產(chǎn)線上的人工干預，即時準確地采集生產(chǎn)線數(shù)據(jù)，以合理編排生產(chǎn)計劃與生產(chǎn)進度，并通過綠色智能手段和智能系統(tǒng)等新興技術的運用，構(gòu)建一個高效節(jié)能、綠色環(huán)保、環(huán)境舒適的人性化工廠。
