沪本土团队搭“工业4.0”快车 让机器互联起舞_5

时间:2019-11-17 14:24       来源: 领洁卫浴

  美国人开始第三次工业革命,德国人启动工业4.0战略,同为制造业大国的中国也宣布,将通过三个十年行动纲领,力争在2045年左右成为工业强国。以机器人、智能制造为代表的工业4.0时代已悄然来临。

  工业4.0这个全球创新热词,会给中国、给上海带来多大的机会?一向走在改革前列的上海已率先积极发展战略性新兴产业,加大传统产业的改造升级,新兴业态、新的增长点正在破茧而出。

  在这个过程中,一些企业先行先试,打开工业4.0的想象之门。如果说过去我们在技术发展上更多是追随别人的脚步,引进消化吸收,那么在工业4.0的发展上,上海能否抓住机遇实现超越?一家土生土长的上海创业企业正试图做出回答。

  搭上工业4.0快车

  过去,我们只做单个工位的非标准自动化设备。有一次,国外派来的技术代表问,你们能做出一条国产化的信息化生产线吗?

  那一年,陈俊30岁,创办明匠智能系统有限公司刚刚2年。当时,我们为一家国外豪华汽车品牌做配套,设计和制造能力得到了外方认可,但信息化生产线从没做过,工业4.0这个概念更是闻所未闻。

  外方本打算整条生产线从英国进口,但费用很高,且时间来不及。为了拿下订单,陈俊带领团队开启打怪兽闯关模式。这是一条非常艰辛的研发之路,没有双休,天天加班,大家都像打了鸡血。反复研究国外传回来的视频资料,一个一个细节抠。最后,他们的设计方案脱颖而出,生产线一年后投用。

  所谓信息化生产线,简单说就是打通一个个信息孤岛,把生产线上的机器都串联起来。

  记者在某汽车仪表盘组装生产线上看到,电脑上轻点鼠标,一台机器便自动吐出一张带有条形码的订单。每个工位前都有一个屏幕实时显示生产信息。

  第一个工位上,工人手拿扫描仪扫一下装车单,线束(汽车电路的网络主体)与装车单信息匹配通过,移动小车自动运行到下一个工位,识别装车任务,屏幕上显示作业指导书,诸如请安装仪表板上体螺钉待小车到位等提示信息显示出来。

  组装完毕后进入影像检测,驾驶侧膝部盖板、驾驶侧膝部气囊等一一安装到位;影像检测通过后进入电检,再进入发运等待区

  整个过程简洁有序,所有环节均在屏幕上显示。在这个生产线上,每个工位之间是有交流的,上一道工序做过哪些在操作、谁做的,下一道工序一清二楚。

  陈俊介绍说,这套生产线在无线射频技术、工业以太网、在线条码、二维码比对、影像识别、机器人应用等实现了突破。有了这样的生产线,消费者的个性化需求就能得到满足,一条生产线可以生产好多种不同需求的产品。

  工业4.0概念一出来,陈俊猛然发现:这不正是我们在做的事情吗?把工业化和信息化紧密结合在一起实现智能制造。在他看来,由于生产线直接将人、设备与产品实时联通,工厂接受消费者的订单直接备料生产,省却了销售和流通环节,整体成本(包括人工成本、物料成本、管理成本)比过去下降近40%。

  找到让机器聊天的密码

  手工作坊式的生产线在中国还有很多,不要提工业和信息化融合了,就连自动化都没有实现。大部分还是靠人工,但现在消费者对产品的品质、个性以及可追溯等有了更多要求,人工跟不上这个需求。

  陈俊举例说,比如生产一个矿泉水瓶,需要瓶盖、瓶身和塑封三套机器,然后三者怎么协调、物料怎么运输都靠人工安排。如果问生产经理工厂一天生产了多少个瓶子,他需要问车间主任,主任再问班组长,然后工人再一个个数、抄表、统计。信息传递过程不是实时的,还很可能失真,产品质量也没法监管。

  明匠通过MES(制造执行系统),解决这些问题。它更像生产现场的一个领导,各种信息流和数据流通过功能模块有条不紊地分配、统计、分析。陈俊介绍,人(每一个设备由谁操作、技能是几级)、机(设备的效力、使用年限)、料(生产原料、后勤补给)、法(生产工艺、流程)、环(包括温度、湿度等在内的环境因素),五大要素都实现信息化,领导全都心中有数,它可以实时动态调整订单,能算出设备何时需要更换,判断出设备产能的瓶颈出在哪一个环节。

  关键要找到让机器聊天的密码。这是陈俊在研发过程中体会最深的一句话。国内有做得好的自动化生产线,但大部分还只是信息孤岛,设备不能互联。每台机器的信息流在各自的处理器里打转。

  明匠自主研发了数据采集板卡,破解机器之间沟通的密码。

  第一步,翻译。机器产地各有不同,美国、德国、英国、日本等地的都有,一些工厂还同时用好几个国家的设备。就像有的机器说德语、有的说日语,先要都翻译成汉语,他们才能聊天。明匠的做法是把不同设备控制器的语言翻译成TCP/IP网络标准协议。

  第二步,上传。把从单个工位里采集出来的参数通过互联网传到上位系统,在上位系统里加入一些可以让工艺更稳定、产品效率更高的算法。

  第三步,下达。从上位系统再反馈到每台机器,控制现场设备,按算法的结果执行。

  国内没有人做过,团队也没有任何经验。一年多的攻关过程,几乎都是早上8点上班,半夜一两点下班。没有人抱怨,大家都觉得干得带劲。数据采集卡的研发,光刷机试验就烧掉几百台机器。目前,工信部正邀请明匠参与制定智能制造相关标准。

  赶上了智能制造创业的好时代

  不久,这里将成为名副其实的智能工厂。在明匠位于嘉定的工厂里,记者发现一台台机器看起来都有些奇形怪状。这些都是我们自己设计制造的设备,很多都是为客户量身定做的。对工业4.0,陈俊有自己的想法。现在概念炒得有点热,但真正能做的没几个。我国企业很多时候还是要靠进口先进设备、全自动生产线以及高级机器人,如果依然是依托外部技术资源的话,我们的4.0充其量就是德国技术的出口市场而已。

  工业制造领域,听起来艰涩、枯燥,不够有噱头,一旦搭上互联网快车,会变成什么模样?我们不要那种唾沫满天飞的炫酷词语,其实我国很早就开始尝试两化(工业化和信息化)融合了,但不知道为什么,真正愿意做、能做的企业却没几个。陈俊看来,智能制造需要的是懂得硬件生产规律、踏踏实实深入工厂车间开展最基础改变的人。

  工厂里,到处是一张张年轻的面容。我1982年的,已经算是团队里的老同志了,大部分都是85后、90后。很多段子说80后上学扩招、就业难、高房价什么的,我倒觉得对创业来说,80后赶上了最好的时代。现在企业发展已步入快车道,智能制造布局在全国铺开,今年产值有望达到2.5亿元。

  复旦大学管理学院产业经济学系主任芮明杰教授认为,工业4.0描绘了未来智能互联物联生产制造系统的可能,这对上海来说既是机遇也是挑战。上海首先必须提高科技创新能力,不仅仅是出成果、论文和专利,而且要出高水平的科技产业化成果。其次,上海在互联网、电子商务、互联网服务等领域需要领军企业。上海作为我国最重要的经济重镇、长三角经济带的龙头,要在本轮新技术革命与新工业革命中顺势而为,尤其要在工业4.0方面创新领先,抓住机遇,实现超越。 本报记者叶薇

  从蛋黄转变到蛋白

  我们是通过这个项目,真正实现了智能制造。陈俊说,项目接近尾声时,工业4.0概念迅速火爆起来。一般认为,工业1.0是蒸汽机时代,工业2.0是电气化时代,工业3.0是自动化时代,工业4.0则是利用信息技术促进产业变革的时代。

  上海交通大学先进产业技术研究院院长李杰用煎蛋模式来比喻未来制造中产品与服务的关系,核心产品相当于蛋黄,而由品牌、服务创造的创新价值则是蛋白。德国一直以来擅长做蛋黄,但是产品做得好就增加了使用时长,蛋黄就只能挣一次的钱,利润不高。德国人提出的工业4.0,希望通过足够的数据与创新能力,改变顾客购买的价值。

  明匠要做的就是从蛋黄到蛋白的改变。公司刚创立时主要就是做设备,现在我们是做解决方案。数据采集板卡在这个方案里只占10%,我们要为客户提供机械设计、电气控制、网络架构、上位系统算法等一系列细化的方案。

  陈俊更看重的是工业和互联网结合后带来的大数据。过去的企业强调通过机械化、自动化来满足大规模标准化生产,如今则要将消费数据和工业大数据对接,将生产与服务更紧密融合,走向大规模智能化私人定制。

  目前,他们已开发出工业4.0智能制造服务平台,致力打造工业云。一个简单的表现形式是,所有工厂的生产情况、实时数据都在一个APP里能看到。将来,客户需求数据上传到工业云,经挖掘计算后,将制造任务分配给优势制造企业完成小批量柔性制造。该平台通过专家评审认可,获张江高新技术产业开发区重点项目国家专项资金。

  未来5年,消费者通过智能制造服务平台将定制化需求通过互联网,直接将订单直接发到工厂。它创造了一个新的商业模式,激发了新的消费增长点,为通过新模式、新业态促进内需建立了可靠的技术平台基础。也许淘宝的商业模式也将因为互联网+工业的成熟,悄悄改变。

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