滬本土團隊搭“工業4.0”快車 讓機器互聯起舞_5

時間:2019-11-17 14:24?????? 來源: 領潔衛浴

  美國人開始第三次工業革命,德國人啟動工業4.0戰略,同為制造業大國的中國也宣布,將通過三個十年行動綱領,力爭在2045年左右成為工業強國。以機器人、智能制造為代表的工業4.0時代已悄然來臨。

  工業4.0這個全球創新熱詞,會給中國、給上海帶來多大的機會?一向走在改革前列的上海已率先積極發展戰略性新興產業,加大傳統產業的改造升級,新興業態、新的增長點正在破繭而出。

  在這個過程中,一些企業先行先試,打開工業4.0的想象之門。如果說過去我們在技術發展上更多是追隨別人的腳步,引進消化吸收,那么在工業4.0的發展上,上海能否抓住機遇實現超越?一家土生土長的上海創業企業正試圖做出回答。

  搭上工業4.0快車

  過去,我們只做單個工位的非標準自動化設備。有一次,國外派來的技術代表問,你們能做出一條國產化的信息化生產線嗎?

  那一年,陳俊30歲,創辦明匠智能系統有限公司剛剛2年。當時,我們為一家國外豪華汽車品牌做配套,設計和制造能力得到了外方認可,但信息化生產線從沒做過,工業4.0這個概念更是聞所未聞。

  外方本打算整條生產線從英國進口,但費用很高,且時間來不及。為了拿下訂單,陳俊帶領團隊開啟打怪獸闖關模式。這是一條非常艱辛的研發之路,沒有雙休,天天加班,大家都像打了雞血。反復研究國外傳回來的視頻資料,一個一個細節摳。最后,他們的設計方案脫穎而出,生產線一年后投用。

  所謂信息化生產線,簡單說就是打通一個個信息孤島,把生產線上的機器都串聯起來。

  記者在某汽車儀表盤組裝生產線上看到,電腦上輕點鼠標,一臺機器便自動吐出一張帶有條形碼的訂單。每個工位前都有一個屏幕實時顯示生產信息。

  第一個工位上,工人手拿掃描儀掃一下裝車單,線束(汽車電路的網絡主體)與裝車單信息匹配通過,移動小車自動運行到下一個工位,識別裝車任務,屏幕上顯示作業指導書,諸如請安裝儀表板上體螺釘待小車到位等提示信息顯示出來。

  組裝完畢后進入影像檢測,駕駛側膝部蓋板、駕駛側膝部氣囊等一一安裝到位;影像檢測通過后進入電檢,再進入發運等待區

  整個過程簡潔有序,所有環節均在屏幕上顯示。在這個生產線上,每個工位之間是有交流的,上一道工序做過哪些在操作、誰做的,下一道工序一清二楚。

  陳俊介紹說,這套生產線在無線射頻技術、工業以太網、在線條碼、二維碼比對、影像識別、機器人應用等實現了突破。有了這樣的生產線,消費者的個性化需求就能得到滿足,一條生產線可以生產好多種不同需求的產品。

  工業4.0概念一出來,陳俊猛然發現:這不正是我們在做的事情嗎?把工業化和信息化緊密結合在一起實現智能制造。在他看來,由于生產線直接將人、設備與產品實時聯通,工廠接受消費者的訂單直接備料生產,省卻了銷售和流通環節,整體成本(包括人工成本、物料成本、管理成本)比過去下降近40%。

  找到讓機器聊天的密碼

  手工作坊式的生產線在中國還有很多,不要提工業和信息化融合了,就連自動化都沒有實現。大部分還是靠人工,但現在消費者對產品的品質、個性以及可追溯等有了更多要求,人工跟不上這個需求。

  陳俊舉例說,比如生產一個礦泉水瓶,需要瓶蓋、瓶身和塑封三套機器,然后三者怎么協調、物料怎么運輸都靠人工安排。如果問生產經理工廠一天生產了多少個瓶子,他需要問車間主任,主任再問班組長,然后工人再一個個數、抄表、統計。信息傳遞過程不是實時的,還很可能失真,產品質量也沒法監管。

  明匠通過MES(制造執行系統),解決這些問題。它更像生產現場的一個領導,各種信息流和數據流通過功能模塊有條不紊地分配、統計、分析。陳俊介紹,人(每一個設備由誰操作、技能是幾級)、機(設備的效力、使用年限)、料(生產原料、后勤補給)、法(生產工藝、流程)、環(包括溫度、濕度等在內的環境因素),五大要素都實現信息化,領導全都心中有數,它可以實時動態調整訂單,能算出設備何時需要更換,判斷出設備產能的瓶頸出在哪一個環節。

  關鍵要找到讓機器聊天的密碼。這是陳俊在研發過程中體會最深的一句話。國內有做得好的自動化生產線,但大部分還只是信息孤島,設備不能互聯。每臺機器的信息流在各自的處理器里打轉。

  明匠自主研發了數據采集板卡,破解機器之間溝通的密碼。

  第一步,翻譯。機器產地各有不同,美國、德國、英國、日本等地的都有,一些工廠還同時用好幾個國家的設備。就像有的機器說德語、有的說日語,先要都翻譯成漢語,他們才能聊天。明匠的做法是把不同設備控制器的語言翻譯成TCP/IP網絡標準協議。

  第二步,上傳。把從單個工位里采集出來的參數通過互聯網傳到上位系統,在上位系統里加入一些可以讓工藝更穩定、產品效率更高的算法。

  第三步,下達。從上位系統再反饋到每臺機器,控制現場設備,按算法的結果執行。

  國內沒有人做過,團隊也沒有任何經驗。一年多的攻關過程,幾乎都是早上8點上班,半夜一兩點下班。沒有人抱怨,大家都覺得干得帶勁。數據采集卡的研發,光刷機試驗就燒掉幾百臺機器。目前,工信部正邀請明匠參與制定智能制造相關標準。

  趕上了智能制造創業的好時代

  不久,這里將成為名副其實的智能工廠。在明匠位于嘉定的工廠里,記者發現一臺臺機器看起來都有些奇形怪狀。這些都是我們自己設計制造的設備,很多都是為客戶量身定做的。對工業4.0,陳俊有自己的想法。現在概念炒得有點熱,但真正能做的沒幾個。我國企業很多時候還是要靠進口先進設備、全自動生產線以及高級機器人,如果依然是依托外部技術資源的話,我們的4.0充其量就是德國技術的出口市場而已。

  工業制造領域,聽起來艱澀、枯燥,不夠有噱頭,一旦搭上互聯網快車,會變成什么模樣?我們不要那種唾沫滿天飛的炫酷詞語,其實我國很早就開始嘗試兩化(工業化和信息化)融合了,但不知道為什么,真正愿意做、能做的企業卻沒幾個。陳俊看來,智能制造需要的是懂得硬件生產規律、踏踏實實深入工廠車間開展最基礎改變的人。

  工廠里,到處是一張張年輕的面容。我1982年的,已經算是團隊里的老同志了,大部分都是85后、90后。很多段子說80后上學擴招、就業難、高房價什么的,我倒覺得對創業來說,80后趕上了最好的時代。現在企業發展已步入快車道,智能制造布局在全國鋪開,今年產值有望達到2.5億元。

  復旦大學管理學院產業經濟學系主任芮明杰教授認為,工業4.0描繪了未來智能互聯物聯生產制造系統的可能,這對上海來說既是機遇也是挑戰。上海首先必須提高科技創新能力,不僅僅是出成果、論文和專利,而且要出高水平的科技產業化成果。其次,上海在互聯網、電子商務、互聯網服務等領域需要領軍企業。上海作為我國最重要的經濟重鎮、長三角經濟帶的龍頭,要在本輪新技術革命與新工業革命中順勢而為,尤其要在工業4.0方面創新領先,抓住機遇,實現超越。 本報記者葉薇

  從蛋黃轉變到蛋白

  我們是通過這個項目,真正實現了智能制造。陳俊說,項目接近尾聲時,工業4.0概念迅速火爆起來。一般認為,工業1.0是蒸汽機時代,工業2.0是電氣化時代,工業3.0是自動化時代,工業4.0則是利用信息技術促進產業變革的時代。

  上海交通大學先進產業技術研究院院長李杰用煎蛋模式來比喻未來制造中產品與服務的關系,核心產品相當于蛋黃,而由品牌、服務創造的創新價值則是蛋白。德國一直以來擅長做蛋黃,但是產品做得好就增加了使用時長,蛋黃就只能掙一次的錢,利潤不高。德國人提出的工業4.0,希望通過足夠的數據與創新能力,改變顧客購買的價值。

  明匠要做的就是從蛋黃到蛋白的改變。公司剛創立時主要就是做設備,現在我們是做解決方案。數據采集板卡在這個方案里只占10%,我們要為客戶提供機械設計、電氣控制、網絡架構、上位系統算法等一系列細化的方案。

  陳俊更看重的是工業和互聯網結合后帶來的大數據。過去的企業強調通過機械化、自動化來滿足大規模標準化生產,如今則要將消費數據和工業大數據對接,將生產與服務更緊密融合,走向大規模智能化私人定制。

  目前,他們已開發出工業4.0智能制造服務平臺,致力打造工業云。一個簡單的表現形式是,所有工廠的生產情況、實時數據都在一個APP里能看到。將來,客戶需求數據上傳到工業云,經挖掘計算后,將制造任務分配給優勢制造企業完成小批量柔性制造。該平臺通過專家評審認可,獲張江高新技術產業開發區重點項目國家專項資金。

  未來5年,消費者通過智能制造服務平臺將定制化需求通過互聯網,直接將訂單直接發到工廠。它創造了一個新的商業模式,激發了新的消費增長點,為通過新模式、新業態促進內需建立了可靠的技術平臺基礎。也許淘寶的商業模式也將因為互聯網+工業的成熟,悄悄改變。

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