“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?一家上海创业企业正做出回答。
M智能系统有限公司(以下简称“M公司”)成立之初,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,但从未做过信息化生产线,管理人员对“工业4.0”更是闻所未闻。外方本打算从英国进口整条生产线,可是费用很高,时间也来不及。为拿下订单,公司创始人陈总带领团队开启了一条异常艰辛的研发之路,没有双休,天天加班。大家都发扬拼搏精神,反复研究国外传回来的视频资料,认真研究每个细节。最后,他们的设计方案脱颖而出,生产线一年后投入使用。
“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。”在某汽车仪表盘组装生产线上,只要在电脑上轻点鼠标,机器便打印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。组装完毕后进入影像检测,驾驶侧膝部盖板、驾驶侧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,所有环节均显示在屏幕上。“在这套生产线上,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。”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、机器人等方面实现了突破。“有这样的生产线,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。”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%。
目前我国还有不少手工作坊式的生产线,这些生产线就连基本的自动化都没实现,主要还靠人工。现在消费者对产品的品质、个性以及可追溯性等有更多要求,人工难以顾及这些需求,比如生产矿泉水瓶,需要瓶盖、瓶身和塑封三套机器,三者怎么协调、物料怎么运输都靠人工。如果问生产经理工厂一天生产了多少个瓶子,他要问车间主任,主任再问班组长,然后工人再一个个数、抄表、统计。信息传递过程漫长,还存在失真,基本无法监控产品质量。
M公司通过MES(制造执行系统)解决了这些问题。“它更像生产现场的总管,各类信息流和数据流通过功能模块有条不紊地分配、统计、分析。”陈总介绍,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,“总管”全都心中有数,它可以实时调整订单,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。”这是陈总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。”M公司自主研发了数据采集板卡,破解了机器之间沟通的密码。“国内没有人做过,团队也没有任何经验。数据采集板卡的研发过程中,光刷机试验就烧掉几百台机器。”最近工信部正邀M公司参与制定智能制造相关标准。“我们是通过这个项目,真正实现了智能制造。”陈总说,项目接近尾声时,“工业4.0”概念迅速火爆起来。
“工业4.0”是利用信息技术促进产业变革的时代。上海某高校先进产业技术研究院负责人用“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”。德国很擅长做“蛋黄”,但是产品做得好就意味着产品寿命长,“蛋黄”就只能挣一次的钱,利润不高。德国人提出的“工业4.0”,是希望通过足够的数据与创新能力,改变顾客购买的价值。
M公司要做的就是从“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。”M公司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。