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只要计划得当,就可以顺利过渡到智能工厂
录入时间:2019/11/19 10:59:20

专题采访:Nolan Johnson,I-CONNECT007

在Zac Elliott写的白皮书《可以帮助所有制造商顺利过渡到智能工厂的通用方法》中概述了实现智能工厂的结构化组织,Zac Elliott是西门子的子公司Mentor公司的技术市场推广工程师。虽然在绿地(未开发的地区)上建设智能工厂需要克服一系列的难题,但受到早已存在的设施的限制的公司则要面临一系列不同的障碍。

《I-Connect007》杂志总编Nolan Johnson采访了Elliott,以了解在这篇论文发表之后他对事情进展的看法,并讨论了规模更小的公司和棕地(旧工业区)公司的策略。

Nolan Johnson:Zac,有很多小作坊还在使用手工工艺,而且可能面临向工业4.0工厂的转型。第一个问题是:对他们来说,现在开始着手进行智能工厂的改造是不是为时已晚?

Zac Elliott:现在开始着手进行智能工厂改造还不算太晚,已经是时候开始针对业务制定策略了。正如白皮书中所讨论的,电子行业的趋势正在加快制造商变革的步伐。随着业务的发展,有很多实现智能工厂运营改进的机会涌现了出来。拥有一个良好的策略意味着拥抱变革以及推动业务走得更快、更远。

Johnson:我相信我的同事会为这个好消息感到振奋。他们是如何开始这个进程的?使人望而却步的是,一家公司必须等到他们改变一切才有回报。那最好的策略是什么?他们要先做什么?他们是否要专注于车间里的设备?是ERP?还是别的?

Elliott:最佳策略是以快致胜,以获得牵引力,并随着整个智能工厂的发展实现回报。虽然电子行业中的大部分业务都面临类似的挑战,但每座工厂在专业技能、设备、现有的能力等方面各具特色。一种行之有效的方法是使用像价值流映射这样精益制造工具来识别在业务和制造过程中的浪费,然后定义改进未来的状态。

一旦明确未来的状态,就可以根据不同改进的投资回报情况制定计划来优化实施阶段。在刚开始,以一年、三年和五年为限观察执行情况,重点是打造能够按照这种方法持续获得回报的基础。最后,随着时间的推移根据进展调整计划,技术改进,同时挑战也在改变。

例如,考虑在车间里实施制造执行系统。分阶段的方法是首先解决电子工作指令作为迈向无纸化工厂的步骤。在这一最初阶段,对工程化方面的工作、计算机硬件和实施方面进行一些初步的投资,通过避免纸质文档的浪费马上就可以得到相应的回报。紧接着的一个阶段会是收集电子数据。现在,这个增加的功能只是建立在初始阶段实现的基础上实现增量改进和投资。最后,可采用机器数据采集和工艺控制来完成MES实施。按照这种方法,各个阶段建立在前期的成果之上,并获得额外的价值和回报。

Johnson:您在2018年写下这篇论文。经过一年左右的时间,您是怎么看待把更小的车间放到三层工厂架构中的问题的?例如,如果我是一家独立生产车间,我是否需要企业级的应用程序?这与有多厂址的公司有何不同?

Elliott:不要只盯着最上层的“企业”。最上层只是管理高级业务需求的领域。规模比较小的企业不需要花费额外的开销,他们实际上可以比企业级的对手更快地适应和改变。尽管技术预算可能没有像大型企业那么多,但规模比较小的公司可以避免昂贵的企业级解决方案,来替代专为电子行业提供的一套流水线化实施方案,这通常更为普遍。专用解决方案可以向SMB制造商提供流水线化的解决方法,聚焦他们的行业,最终更快地获得更多的回报。现有最好的解决方案具有同时满足良好地覆盖业务流程的灵活性和用来简化实施的特殊化处理的特点。

Johnson:您在您的论文里从工厂的运行时间谈企业层面感兴趣的问题;一些业内人士指出,增加效率最有效的办法是充分利用工厂的停工时间。例如,一家公司可能把大量的金钱和设计时间花在优化自己的运营上,效率可以提升5-10%,但当他们的车间有70%的时间是闲置的,即使空闲时间减少10%也会使线路优化成为可能,从整体回报上您怎么看?

Elliott:在整个智能工厂中,有许多区域都要经过仔细检查,才能获得快速成功。大部分制造商都可以利用调度方案来优化在电子制造中呈现的大现需求,包括材料、工具、机器和人员,并从中获益。总的说来,优化制造过程中的输入(在这个例子中是生产调度计划)是确保最优制造流程最基本的第一步。有句老话“进来的是垃圾,出去的仍然是垃圾”。在任何情况下,我提出的调度方案可能是超前了。在这个例子中,我们往往不一定清楚生产线为什么总是会空闲。是缺材料,还是维护的问题,或者是操作工的问题,或者是所有这些问题都搅在一起?在开始着手项目改进之前,最重要的是要搞清楚问题的根本原因。此外,可以利用像DMAIC这样精益制造的基本原理有条不紊地实现改进目标。DMAIC是六西格玛管理中流程改进的重要工具,它定义了流程改进的各个阶段:定义、测量、分析、改进、控制。因此,在我们可以改进低利用率的情况之前,我们必须对现状进行测量与分析。

Johnson:您在写这个论文时考虑过CFX吗?CFX的存在是否改变您对通用语言的看法?如果是,那是为什么?如果不是,又是为什么?

Elliott:CFX是一种通用通讯协议,在三层智能工厂架构的最下层运行。针对PCB组装,CFX和开放制造语言(OML)等技术为车间里的机器提供解决机器与机器之间通讯问题的办法。这在过去一直是个主要障碍,但现在我们看到更大的问题是:如何处理生成的所有这些数据?如何分类并利用来自不同生产流程的信息?根据采集的数据在什么时候采取什么行动?

我们的机器、系统和人必须无缝共存。光靠沟通是不够的,必须展开合作。

回答这些难以回答的问题需要一些专注于大数据、分析、人工智能和人机交互的新技术。CFX给我们带来离目标更近但仍在开发中的技术,将实现智能工厂循环的闭环。

综上所述,开发智能工厂策略是朝着实现运营改进走出的第一步。充分利用现有像价值流映射这样的精益制造方法,是分析业务并开始规划演进策略的一种明智的方法。通过关注增量改进,可以把复杂的智能工厂转型解构成可控制的阶段,并利用这种方法获得回报。我的白皮书提供的只是起点,可以充分了解电子行业面临的挑战,以及用来应对挑战的关键智能工厂概念。


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