《“十四五”智能制造發展規劃》提出,在2025年建成500個以上引領行業發展的智能制造示范工廠。
今年,工信部等4個部門聯合發布了2021年度智能制造試點示范工廠名單,110家企業入選。這份名單含金量如何?入選的工廠,其智能制造水平體現在哪里?
多場景協同+大投入+突出成效
在相關文件中,總結了制造過程中的15個環節52個智能制造典型場景,作為智能制造示范工廠建設的參考。
15個環節包含:工廠設計、產品研發、工藝設計、計劃調度、生產作業、倉儲配送、質量管控、設備管理、安全管控、能源管理、環保管控、營銷管理、售后服務、供應鏈管理、模式創新。
而要成為智能制造示范工廠,須至少有六個環節包含亮眼的智能制造典型場景,而且多個場景之間須良好地集成協同。
從示范工廠評選結果來看,各工廠被公示的智能制造典型場景最少的有6個,最多的有13個。各個場景之間相互關聯,形成一個系統,讓工廠的生產效益和效率得到大大提升。這個系統的建設,無論從實施難度還是資源的投入來看,對于企業而言都是巨大的挑戰。
例如洛陽利爾功能材料有限公司(以下簡稱洛陽利爾)的氧化物耐火材料智能制造示范工廠,公示了智能倉儲、污染源管理與環境監測、精益生產管理、智能在線檢測、能耗數據監測、精準配送、資源動態組織、精準作業派工、自動巡檢、安全風險實時監測與識別10個智能制造典型場景。而事實上,在政府文件總結的52個智能制造典型場景中,洛陽利爾智能制造生產線已經落地了33個。
洛陽利爾的智能化立體倉庫
多場景的系統建設,需要時間和資源的大量投入。例如浙江正泰電器股份有限公司(以下簡稱正泰)早在2014年,就開始構建工業電器行業云組態平臺。截止目前,正泰在智能制造上累計投資23.4億元,在溫州建成6個數字化車間,并在杭州、嘉興以及泰國等地布局光伏電池與組件智能工廠,建立起跨區域數字化制造體系。
正泰的低壓電器工廠入選2021年度智能制造示范工廠,公示了離散型工藝數字化設計、精益生產管理、智能維護管理、資產全生命周期管理、生產計劃優化、車間智能排產、智能在線檢測、質量精準追溯、物流實時監測與優化、能耗數據監測10個智能制造典型場景。
正泰的生產線
巨大的投入也帶來了突出的成效。正泰智能制造示范工廠實施后,總體生產效率提高20%以上,成品送檢不良率降低20%以上,關鍵裝備數控化率與關鍵設備聯網率達到90%以上。通過智能制造的升級,正泰的生產過程更透明、產品品質更穩定、產品產能更高效,盈利能力和核心競爭力持續增強。
機器人企業的機會
此次評選出的110家智能制造示范工廠,是《“十四五”智能制造發展規劃》指導下評選出來的第一批智能制造示范工廠。
未來隨著政策的鼓勵、企業智能制造轉型需求的增長,單個工廠擁有的智能制造場景會更多,同時,示范工廠也會引領更多的同行企業,讓較為成熟的智能制造場景獲得更大范圍地推廣,這將為機器人企業帶來許多機遇。
以下6個制造環節和12個場景,與機器人關聯較為緊密:
生產作業環節:通過資源動態調配、工藝過程精確控制、智能加工和裝配、人機協同作業和精益生產管理,實現智能化生產作業和精細化生產管控,提高生產效率,降低成本。
場景1:產線柔性配置。應用模塊化、成組和產線重構等技術,搭建柔性可重構產線,實現產線適應訂單、工況等變化的快速調整。
場景2:人機協同作業。集成機器人、高端機床、人機交互設備等智能裝備,應用AR/VR、機器視覺等技術,實現生產的高效組織和作業協同。
場景3:精益生產管理。依托制造執行系統(MES),應用六西格瑪、6S管理和定置管理等精益工具和方法,開展基于數據驅動的人、機、料等精確管控,消除生產浪費。
倉儲配送環節:通過精準配送計劃、自動出入庫(進出廠)、自動物流配送和跟蹤管理,實現精細庫存管理和高效物流配送,提高物流效率和降低庫存量。
場景1:智能倉儲。集成智能倉儲(儲運)裝備,建設倉儲管理系統(WMS),應用條碼、射頻識別、智能傳感等技術,依據實際生產作業計劃,實現物料自動入庫(進廠)、盤庫和出庫(出廠)。
場景2:精準配送。應用倉儲管理系統(WMS)和智能物流裝備,集成視覺/激光導航、室內定位和機器學習等技術,實現動態調度、自動配送和路徑優化。
場景3:物料實時跟蹤。應用制造執行系統(MES)或倉儲管理系統(WMS),采用識別傳感、定位追蹤、物聯網和5G等技術,實現原材料、在制品和產成品流轉的全程跟蹤。
質量管控環節:通過智能在線檢測、質量數據統計分析和全流程質量追溯,實現精細化質量管控,降低不合格品率,持續提升產品質量。
場景:智能在線檢測。應用智能檢測裝備,融合缺陷機理分析、物性和成分分析和機器視覺等技術,開展產品質量等在線檢測、分析和結果判定。
設備管理環節:通過自動巡檢、維修管理、在線運行監測、故障預測和運行優化,實現精細化設備管理和預測性維護,提升設備運行效率、可靠性和精度保持性。
場景:自動巡檢。應用工業機器人、智能巡檢裝備和設備管理系統,集成故障檢測、機器視覺、AR/VR和5G等技術,實現對設備的高效巡檢和異常報警等。
安全管控環節:通過安全隱患識別、安全態勢感知、安全事件決策和應急聯動響應,實現面向全環節的安全綜合管控,確保安全風險的可預知和可控制。
場景1:安全風險實時監測與識別。依托安全感知裝置和安全生產管理系統,集成危險和可操作性分析、機器視覺等技術,進行安全風險動態感知和精準識別。
場景2:危險作業自動化。依托自動化裝備,集成智能傳感、機器視覺和5G等技術,實現危險作業環節的少人化、無人化。
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環保管控環節:通過污染源管理與環境監測、排放預警與管控、固廢處置與再利用,實現環保精細管控,降低污染物排放,消除環境污染風險。
場景1:污染源管理與環境監測。構建環保管理平臺,應用機器視覺、智能傳感和大數據等技術,開展污染源管理,實現全過程環保數據的采集、監控與報警。
場景2:排放預警與管控。依托環保管理平臺,集成機器視覺、智能傳感和大數據等技術,實現排放實時監測、分析預警和排放優化方案輔助決策。
總結:
需要注意的是,除了以上6個制造環節和12個場景,其他環節和場景也值得機器人企業關注。比如,機器人企業可以參與到工廠設計環節,在產線開始建設之前就深入了解客戶的需求,為客戶提供專業的支持。
另外,從智能工廠的建設過程來看,機器人需要與信息化、數字化場景協同,應用工業互聯網技術,融入智能工廠的系統建設。