【導(dǎo)語(yǔ)】 近年來(lái)，智能制造熱潮席卷神州大地，這既是工業(yè)4.0熱潮的延續(xù)和“深度本地化”，又是《中國(guó)制造2025》推進(jìn)過(guò)程中最大的熱點(diǎn)。尤其是在電力裝備行業(yè)，很多大中型制造企業(yè)開(kāi)展了相關(guān)實(shí)踐，還有眾多企業(yè)在躍躍欲試。
近年來(lái)，智能制造熱潮席卷神州大地，這既是工業(yè)4.0熱潮的延續(xù)和“深度本地化”，又是《中國(guó)制造2025》推進(jìn)過(guò)程中最大的熱點(diǎn)。尤其是在電力裝備行業(yè)，很多大中型制造企業(yè)開(kāi)展了相關(guān)實(shí)踐，還有眾多企業(yè)在躍躍欲試。增加智能裝備、建立智能產(chǎn)線、推進(jìn)智能物流，減少人工，成為很多制造企業(yè)的共同選擇。
然而實(shí)際上這并不容易，制造企業(yè)車間管理依然存在很多的盲區(qū)，車間現(xiàn)場(chǎng)到底是怎樣的狀況？生產(chǎn)計(jì)劃的執(zhí)行是否到位？產(chǎn)品追溯的體系是否完善？如何實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)自動(dòng)采集？車間人員如何調(diào)度、管理？設(shè)備的實(shí)時(shí)使用狀態(tài)如何？……制造過(guò)程的“黑箱”已經(jīng)嚴(yán)重束縛了現(xiàn)場(chǎng)管理以及智能化水平的提升。
在這種趨勢(shì)下，作為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的成套配電設(shè)備企業(yè)，寧夏力成電氣集團(tuán)有限公司于2016年獲得由國(guó)家扶持的智能制造示范項(xiàng)目資金支持，投入發(fā)展電力裝備智能制造新模式工廠，通過(guò)導(dǎo)入和改善MES、PLM、ERP等系統(tǒng)，引進(jìn)機(jī)器人、高端數(shù)控機(jī)床、柔性線等先進(jìn)裝備實(shí)現(xiàn)精益生產(chǎn)，與研華科技合作利用先進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)制造信息的全面感知采集應(yīng)用，最終結(jié)合智能化電力裝備發(fā)展趨勢(shì)，共同打造基于云端的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)模式，無(wú)疑為制造企業(yè)推進(jìn)智能制造帶來(lái)了新的思考與借鑒。
讓智能下沉到車間
寧夏力成電氣集團(tuán)有限公司成立于1995年，是大型高、低壓成套配電設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)，原國(guó)家電力部、機(jī)械工業(yè)部確定的高低壓成套開(kāi)關(guān)設(shè)備定點(diǎn)生產(chǎn)企業(yè)和國(guó)家經(jīng)貿(mào)委“兩網(wǎng)改造”重點(diǎn)推薦企業(yè)，中國(guó)電器工業(yè)協(xié)會(huì)高壓開(kāi)關(guān)分會(huì)常務(wù)理事單位，2009年被評(píng)為 “中國(guó)電器工業(yè)最具影響力品牌”。
2016年6月，力成電氣以“智能配網(wǎng)成套開(kāi)關(guān)設(shè)備數(shù)字化工廠建設(shè)”課題入圍了工信部智能制造綜合標(biāo)準(zhǔn)化與新模式應(yīng)用項(xiàng)目。在推進(jìn)企業(yè)走向智能制造的過(guò)程中，力成電氣首先進(jìn)行了頂層設(shè)計(jì)，通過(guò)與達(dá)索合作采用產(chǎn)品數(shù)字化三維設(shè)計(jì)與工藝仿真，結(jié)合激光高效選區(qū)熔化金屬增材制造和光固化成型、融沉積成型非金屬增材制造等先進(jìn)技術(shù)手段，建立數(shù)字化研發(fā)設(shè)計(jì)體系以縮短研發(fā)周期。
可是萬(wàn)丈高樓平地而起，產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)數(shù)字化后還需要智能化的生產(chǎn)方式，這其中智能化裝備與實(shí)施層，即硬件層是力成電氣未來(lái)智能化工廠的基礎(chǔ)。由于力成電氣原有的系統(tǒng)落后，生產(chǎn)裝配的整個(gè)過(guò)程如同封鎖在一個(gè)“黑匣子”中，無(wú)法滿足企業(yè)精益生產(chǎn)的要求。因此，擺在力成電氣智能工廠建設(shè)的一個(gè)問(wèn)題是，如何在車間層面將生產(chǎn)過(guò)程中各種數(shù)據(jù)流進(jìn)行采集并加以利用，將這些信息延伸到工廠的自動(dòng)設(shè)備、質(zhì)量管理、供應(yīng)鏈、成本控制，物流管理等各個(gè)環(huán)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)管理效率和資源配置的最優(yōu)化。
使數(shù)據(jù)“翩翩起舞”
千里之行，始于足下，力成電氣深知底層自動(dòng)化建設(shè)是整個(gè)數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)。因此，力成電氣希望所選擇的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)除了是一個(gè)適合輸配電裝備行業(yè)并且具有穩(wěn)定性和成熟性的產(chǎn)品之外，還應(yīng)該具有強(qiáng)大的服務(wù)能力，去跟各個(gè)系統(tǒng)之間對(duì)接。此外，還應(yīng)該具備一個(gè)較高的性價(jià)比。
經(jīng)過(guò)挑選與考察后，最終力成電氣邂逅了研華科技。經(jīng)過(guò)詳細(xì)的溝通，研華科技認(rèn)為力成電氣智能工廠底層建設(shè)的核心是如何實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、集成與可視化。在具體實(shí)施中，研華首先對(duì)力成電氣的生產(chǎn)模式和特點(diǎn)進(jìn)行了梳理，明確需要采集的底層智能化裝備的核心運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)究竟有哪些，如能源數(shù)據(jù)、設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)、物料識(shí)別數(shù)據(jù)、工藝加工數(shù)據(jù)等，對(duì)缺失的數(shù)據(jù)環(huán)節(jié)通過(guò)添加數(shù)據(jù)采集卡與現(xiàn)場(chǎng)看板實(shí)現(xiàn)對(duì)所有設(shè)備運(yùn)行情況可視化、報(bào)警提示與處理等。
其次，研華發(fā)現(xiàn)力成電氣包括開(kāi)關(guān)柜裝配線、斷路器裝配線、鈑金加工線等多條生產(chǎn)線和立體倉(cāng)庫(kù)、AGV等，這些設(shè)備和產(chǎn)線由不同的供應(yīng)商提供，如同“八國(guó)聯(lián)軍”缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。因此，研華通過(guò)數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)異構(gòu)設(shè)備之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換，統(tǒng)一接口實(shí)現(xiàn)異構(gòu)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集，以可編程的自動(dòng)化控制器提供開(kāi)放式開(kāi)發(fā)架構(gòu)，將控制、信息處理及網(wǎng)絡(luò)功能整合至單一控制系統(tǒng)中。
最后，為實(shí)現(xiàn)車間生產(chǎn)的透明化、有序化，研華為力成電氣構(gòu)建了中控室，通過(guò)WebAccess數(shù)據(jù)采集平臺(tái)實(shí)現(xiàn)上下層數(shù)據(jù)的連接，全面監(jiān)控與指導(dǎo)公司的生產(chǎn)管理，包括生產(chǎn)計(jì)劃、車間作業(yè)、設(shè)備管理、能源管理、質(zhì)量管理等。未來(lái)還將借助WebAccess實(shí)現(xiàn)基于云端的數(shù)據(jù)分析與管理，借助數(shù)據(jù)挖掘和大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中知識(shí)規(guī)則的提取，進(jìn)而打造成一流的配電產(chǎn)業(yè)制造基地。
對(duì)生產(chǎn)一目了然
系統(tǒng)上線后，研華產(chǎn)品各功能模塊都按照預(yù)期目標(biāo)發(fā)揮著作用。在力成電氣看來(lái)，系統(tǒng)上線后最大的好處就是將原有的一些瑣碎的手工記錄，產(chǎn)品信息、溝通信息變成了數(shù)據(jù)流的信息，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)的透明化。一方面，通過(guò)構(gòu)建完整實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，力成電氣能夠及時(shí)了解車間工人的作業(yè)情況、產(chǎn)品的生產(chǎn)情況以及質(zhì)量狀況，打開(kāi)生產(chǎn)過(guò)程中的“黑箱”，提高生產(chǎn)過(guò)程的透明度。
另一方面，以生產(chǎn)數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)建立的中控室，幫助力成電氣洞悉了生產(chǎn)制造全過(guò)程，猶如企業(yè)的智能化決策指揮中心，不僅為管理層分析決策提供支持，還可以對(duì)過(guò)往生產(chǎn)異常問(wèn)題原因進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、溯源，為持續(xù)改善提供依據(jù)。
值得一提的是，力成電氣一直強(qiáng)調(diào)對(duì)于“人”的管理，本次系統(tǒng)上線后，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工人的績(jī)效考核也更加明確，通過(guò)數(shù)據(jù)采集提高工時(shí)統(tǒng)計(jì)的準(zhǔn)確性，在績(jī)效考核時(shí)有更詳細(xì)的數(shù)據(jù)支撐。
他山之石可以攻玉
對(duì)于本次項(xiàng)目的順利實(shí)施，研華工業(yè)自動(dòng)化事業(yè)群智能制造行業(yè)經(jīng)理謝波認(rèn)為MES 系統(tǒng)實(shí)施需要CIO既能“識(shí)大體”又能“知小節(jié)”。他解釋“識(shí)大體”是指企業(yè)信息化管理者擁有高屋建瓴、統(tǒng)籌全局的能力，因?yàn)镸ES在整個(gè)項(xiàng)目過(guò)程中與很多系統(tǒng)在功能上有一定的交叉重疊，企業(yè)需要理清系統(tǒng)之間的關(guān)系，劃清系統(tǒng)之間的邊界，才能確定MES系統(tǒng)的需求。“知小節(jié)”是指信息化管理者對(duì)企業(yè)本身生產(chǎn)工藝和實(shí)際業(yè)務(wù)有深刻的理解，他表示有的企業(yè)在提出 MES需求時(shí)，往往比較寬泛，缺乏針對(duì)性，甚至將目標(biāo)與需求混為一談。如對(duì)追溯管理的需求，企業(yè)對(duì)需求的描述往往停留在“系統(tǒng)需要提供追溯管理的功能”，如若有一個(gè)“要實(shí)現(xiàn)對(duì)原材料、產(chǎn)成品、生產(chǎn)操作過(guò)程、生產(chǎn)組織、過(guò)程質(zhì)量、過(guò)程工藝參數(shù)等的追溯”的具體功能描述，未來(lái)系統(tǒng)實(shí)施將順暢許多。
在謝波看來(lái)，輸配電設(shè)備主要應(yīng)用于電力系統(tǒng)和工礦企業(yè)的電能傳輸和電能控制等，影響電網(wǎng)的建設(shè)、安全與可靠運(yùn)行，特別是高壓輸配電設(shè)備屬電力發(fā)展的重大關(guān)鍵設(shè)備，也是國(guó)家能源戰(zhàn)略和裝備制造業(yè)領(lǐng)域中的重大戰(zhàn)略。作為《中國(guó)制造2025》推進(jìn)的8大產(chǎn)業(yè)之一，我國(guó)輸配電裝備產(chǎn)業(yè)與國(guó)外相比，企業(yè)在研發(fā)設(shè)計(jì)、仿真驗(yàn)證、制造裝備與制造過(guò)程的數(shù)字化智能化方面還存在較大差距，特別是各應(yīng)用系統(tǒng)間大多采用基于BOM信息的自上而下的單向數(shù)據(jù)級(jí)的集成，缺乏自下而上的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)反饋以及打通產(chǎn)品全生命周期數(shù)字化的物聯(lián)傳感系統(tǒng)以及基于工業(yè)數(shù)據(jù)的研究分析和應(yīng)用的方法、工具和手段?！霸陔娏ρb備企業(yè)智能化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期，研華將充分發(fā)揮行業(yè)平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)與作用，以領(lǐng)先的產(chǎn)品、技術(shù)與服務(wù)賦能客戶，在提升企業(yè)底層智能水平的基礎(chǔ)上循序漸進(jìn)，積極、穩(wěn)妥地推進(jìn)智能制造，助推電力裝備行業(yè)乃至整個(gè)中國(guó)制造邁向更高的階段?！敝x波總結(jié)道。