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建PCB智能化工廠,高逼格!但是這些您知道嗎......

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人氣:-發(fā)表時間:2017-10-14 08:52【

這兩天,馬云爸爸出盡了風(fēng)頭,隨著無人超市、無人餐廳、智能加油站不斷的出現(xiàn),有些PCB廠也開始謀劃著建PCB智能化工廠。由于最近兩年,原材料大漲,人工成本直線上升,環(huán)保督查愈加嚴(yán)苛,導(dǎo)致很多工廠深陷成本泥沼難以抽身。成本直線上升,誰還能笑傲江湖呢?

就拿我們的客戶群體PCB行業(yè)的景旺電子也就是華南八虎中的第二虎來做列子,看看他們近來的成績多漂亮:2012-2016年營業(yè)收入及利潤逐年增長,CAGR分別為23.73%和32.29%。2017年上半年,公司延續(xù)比前幾年的營收利潤高成長態(tài)勢,實現(xiàn)營收19.7億元,同比增長31.52%;實現(xiàn)凈利潤3.16億元,同比增長29.17%。

有專業(yè)人士分析:景旺電子核心優(yōu)勢在于生產(chǎn)工藝流程控制,工廠自動化程度非常高,生產(chǎn)實現(xiàn)流程化,產(chǎn)品良率遠(yuǎn)高于競爭對手,直接使得公司盈利能力遠(yuǎn)領(lǐng)先競爭對手。 

也許好多人都激動了,我也要搞自動化,我也要建PCB智能化工廠,我也要交出牛氣哄哄的成績表,一洗前恥!

建PCB智能化工廠,其中自動化設(shè)備一般耗資巨大,沒有做好完全準(zhǔn)備,一旦掉進(jìn)坑里,損失難以估算。所以必須:

現(xiàn)在,我們暫時捂緊錢包,先好好了解一下什么是智能工廠?

智能工廠六個顯著特征:

① 設(shè)備互聯(lián)。能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備與設(shè)備互聯(lián)(M2M),通過與設(shè)備控制系統(tǒng)集成,以及外接傳感器等方式,由SCADA(數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng))實時采集設(shè)備的狀態(tài),生產(chǎn)完工的信息、質(zhì)量信息,并通過應(yīng)用RFID(無線射頻技術(shù))、條碼(一維和二維)等技術(shù),實現(xiàn)生產(chǎn)過程的可追溯。

② 廣泛應(yīng)用工業(yè)軟件。廣泛應(yīng)用MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))、APS(先進(jìn)生產(chǎn)排程)、能源管理、質(zhì)量管理等工業(yè)軟件,實現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場的可視化和透明化。在新建工廠時,可以通過數(shù)字化工廠仿真軟件,進(jìn)行設(shè)備和產(chǎn)線布局、工廠物流、人機工程等仿真,確保工廠結(jié)構(gòu)合理。在推進(jìn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的過程中,必須確保工廠的數(shù)據(jù)安全和設(shè)備和自動化系統(tǒng)安全。在通過專業(yè)檢測設(shè)備檢出次品時,不僅要能夠自動與合格品分流,而且能夠通過SPC(統(tǒng)計過程控制)等軟件,分析出現(xiàn)質(zhì)量問題的原因。

③ 充分結(jié)合精益生產(chǎn)理念。充分體現(xiàn)工業(yè)工程和精益生產(chǎn)的理念,能夠?qū)崿F(xiàn)按訂單驅(qū)動,拉動式生產(chǎn),盡量減少在制品庫存,消除浪費。推進(jìn)智能工廠建設(shè)要充分結(jié)合企業(yè)產(chǎn)品和工藝特點。在研發(fā)階段也需要大力推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和系列化,奠定推進(jìn)精益生產(chǎn)的基礎(chǔ)。

④ 實現(xiàn)柔性自動化。結(jié)合企業(yè)的產(chǎn)品和生產(chǎn)特點,持續(xù)提升生產(chǎn)、檢測和工廠物流的自動化程度。

產(chǎn)品品種少、生產(chǎn)批量大的企業(yè)可以實現(xiàn)高度自動化,乃至建立黑燈工廠;

小批量、多品種的企業(yè)則應(yīng)當(dāng)注重少人化、人機結(jié)合,不要盲目推進(jìn)自動化,應(yīng)當(dāng)特別注重建立智能制造單元。工廠的自動化生產(chǎn)線和裝配線應(yīng)當(dāng)適當(dāng)考慮冗余,避免由于關(guān)鍵設(shè)備故障而停線;同時,應(yīng)當(dāng)充分考慮如何快速換模,能夠適應(yīng)多品種的混線生產(chǎn)。

物流自動化對于實現(xiàn)智能工廠至關(guān)重要,企業(yè)可以通過AGV、行架式機械手、懸掛式輸送鏈等物流設(shè)備實現(xiàn)工序之間的物料傳遞,并配置物料超市,盡量將物料配送到線邊。質(zhì)量檢測的自動化也非常重要,機器視覺在智能工廠的應(yīng)用將會越來越廣泛。此外,還需要仔細(xì)考慮如何使用助力設(shè)備,減輕工人勞動強度。

⑤ 注重環(huán)境友好,實現(xiàn)綠色制造。能夠及時采集設(shè)備和產(chǎn)線的能源消耗,實現(xiàn)能源高效利用。在危險和存在污染的環(huán)節(jié),優(yōu)先用機器人替代人工,能夠?qū)崿F(xiàn)廢料的回收和再利用。

⑥ 可以實現(xiàn)實時洞察。從生產(chǎn)排產(chǎn)指令的下達(dá)到完工信息的反饋,實現(xiàn)閉環(huán)。通過建立生產(chǎn)指揮系統(tǒng),實時洞察工廠的生產(chǎn)、質(zhì)量、能耗和設(shè)備狀態(tài)信息,避免非計劃性停機。通過建立工廠的Digital Twin(數(shù)字映射),方便地洞察生產(chǎn)現(xiàn)場的狀態(tài),輔助各級管理人員做出正確決策。

僅有自動化生產(chǎn)線和工業(yè)機器人的工廠,還不能稱為智能工廠。智能工廠不僅生產(chǎn)過程應(yīng)實現(xiàn)自動化、透明化、可視化、精益化,而且,在產(chǎn)品檢測、質(zhì)量檢驗和分析、生產(chǎn)物流等環(huán)節(jié)也應(yīng)當(dāng)與生產(chǎn)過程實現(xiàn)閉環(huán)集成。一個工廠的多個車間之間也要實現(xiàn)信息共享、準(zhǔn)時配送和協(xié)同作業(yè)。

智能工廠的建設(shè)充分融合了信息技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)、自動化技術(shù)、通信技術(shù)和人工智能技術(shù)。每個企業(yè)在建設(shè)PCB智能工廠時,都應(yīng)該考慮如何能夠有效融合這五大領(lǐng)域的新興技術(shù),與企業(yè)的產(chǎn)品特點和制造工藝緊密結(jié)合,確定自身的智能工廠推進(jìn)方案。

的確,智能轉(zhuǎn)型是將制造企業(yè)做大做強的關(guān)鍵。但是,這么興致勃勃、一拍腦門說干就干,真怕在推進(jìn)建PCB智能化工廠的時候,會走進(jìn)這些誤區(qū)或遇上這些問題,因此我們要查看自身工廠目前狀況避免誤區(qū):

① 盲目購買自動化設(shè)備和自動化產(chǎn)線。很多制造企業(yè)仍然認(rèn)為推進(jìn)智能工廠就是自動化和機器人化,盲目追求“黑燈工廠”,推進(jìn)單工位的機器人改造,推行機器換人,上馬只能加工或裝配單一產(chǎn)品的剛性自動化生產(chǎn)線。只注重購買高端數(shù)控設(shè)備,但卻沒有配備相應(yīng)的軟件系統(tǒng)。

② 尚未實現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)的自動采集和車間聯(lián)網(wǎng)。企業(yè)在購買設(shè)備時沒有要求開放數(shù)據(jù)接口,大部分設(shè)備還不能自動采集數(shù)據(jù),沒有實現(xiàn)車間聯(lián)網(wǎng)。目前,各大自動化廠商都有自己的工業(yè)總線和通信協(xié)議,OPC UA標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用還不普及。

③ 工廠運營層還是黑箱。在工廠運營方面還缺乏信息系統(tǒng)支撐,車間仍然是一個黑箱,生產(chǎn)過程還難以實現(xiàn)全程追溯,與生產(chǎn)管理息息相關(guān)的制造BOM數(shù)據(jù)、工時數(shù)據(jù)也不準(zhǔn)確。

④ 設(shè)備績效不高。生產(chǎn)設(shè)備沒有得到充分利用,設(shè)備的健康狀態(tài)未進(jìn)行有效管理,常常由于設(shè)備故障造成非計劃性停機,影響生產(chǎn)。

⑤ 依然存在大量信息化孤島和自動化孤島。智能工廠建設(shè)涉及到智能裝備、自動化控制、傳感器、工業(yè)軟件等領(lǐng)域的供應(yīng)商,集成難度很大。很多企業(yè)不僅存在諸多信息孤島,也存在很多自動化孤島,自動化生產(chǎn)線沒有進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃,生產(chǎn)線之間還需要中轉(zhuǎn)庫轉(zhuǎn)運。

PCB智能化工廠無疑是一個極大的挑戰(zhàn)。那么,它的成功之道是什么呢?

有專業(yè)人士總結(jié)了幾個要點,我們一起來學(xué)習(xí)一下:

① 進(jìn)行智能工廠整體規(guī)劃

智能工廠的建設(shè)需要實現(xiàn)IT系統(tǒng)與自動化系統(tǒng)的信息集成;處理來源多樣的異構(gòu)數(shù)據(jù),包括設(shè)備、生產(chǎn)、物料、質(zhì)量、能耗等海量數(shù)據(jù);應(yīng)當(dāng)進(jìn)行科學(xué)的廠房布局規(guī)劃,在滿足生產(chǎn)工藝要求,優(yōu)化業(yè)務(wù)流程的基礎(chǔ)上,提升物流效率,提高工人工作的舒適程度。

智能工廠的推進(jìn)需要企業(yè)的IT部門、自動化部門、精益推進(jìn)部門和業(yè)務(wù)部門的通力合作。制造企業(yè)應(yīng)當(dāng)做好智能工廠相關(guān)技術(shù)的培訓(xùn),選擇有實戰(zhàn)經(jīng)驗的智能制造咨詢服務(wù)機構(gòu),共同規(guī)劃推進(jìn)智能工廠建設(shè)的藍(lán)圖。在規(guī)劃時應(yīng)注意行業(yè)差異性,因為不同行業(yè)的產(chǎn)品制造工藝差別很大,智能工廠建設(shè)的目標(biāo)和重點也有顯著差異。

② 建立明確的智能工廠標(biāo)準(zhǔn)

在智能工廠的建設(shè)中,企業(yè)往往會忽視管理與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的建立,容易造成缺少數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn),一物多碼;作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行不到位;缺失設(shè)備管理標(biāo)準(zhǔn),不同的設(shè)備采用不同的通訊協(xié)議,造成設(shè)備集成難度大;管理流程復(fù)雜,職權(quán)利不匹配;質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行不到位,導(dǎo)致批次質(zhì)量問題多等問題。因此,需要建立明確的智能工廠標(biāo)準(zhǔn),例如,業(yè)務(wù)流程管理規(guī)范、設(shè)備點檢維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和智能工廠評估標(biāo)準(zhǔn)等管理規(guī)范,智能裝備標(biāo)準(zhǔn)、智能工廠系統(tǒng)集成標(biāo)準(zhǔn)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)以及主數(shù)據(jù)管理標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

③ 重視智能加工單元建設(shè)

目前,智能加工單元在我國制造企業(yè)的應(yīng)用還處于起步階段,但必然是發(fā)展的方向。智能加工單元可以利用智能技術(shù)將CNC、工業(yè)機器人、加工中心以及自動化程度較低的設(shè)備集成起來,使其具有更高的柔性,提高生產(chǎn)效率。

④ 強調(diào)人機協(xié)作而不是機器換人

智能工廠的終極目標(biāo)并不是要建設(shè)成無人工廠,而應(yīng)追求在合理成本的前提下,滿足市場個性化定制的需求。因此,人機協(xié)作將成為智能工廠未來發(fā)展的主要趨勢。

人機協(xié)作的最大特點是可以充分利用人的靈活性完成復(fù)雜多變的工作任務(wù),在關(guān)鍵崗位上,更需要人的判斷能力和決策能力顯得更為重要,而機器人則擅長重復(fù)勞動。

⑤ 積極應(yīng)用新興技術(shù)

未來,AR(Augmented Reality,增強現(xiàn)實)技術(shù)將被大量應(yīng)用到工廠的設(shè)備維護(hù)和人員培訓(xùn)中。工人帶上AR眼鏡,就可以“看到”需要操作的工作位置。例如,需要擰緊螺栓的地方,當(dāng)擰到位時,會有相應(yīng)提示,從而提高作業(yè)人員的工作效率;維修人員可以通過實物掃碼,使虛擬模型與實物模型重合疊加,同時在虛擬模型中顯示出設(shè)備型號、工作參數(shù)等信息,并根據(jù)AR中的提示進(jìn)行維修操作;AR技術(shù)還可以幫助設(shè)備維修人員將實物運行參數(shù)與數(shù)字模型進(jìn)行對比,盡快定位問題,并給予可能的故障原因分析。此外,數(shù)字工廠仿真技術(shù)可以基于離散事件建模、3D幾何建模、可視化仿真與優(yōu)化等技術(shù)實現(xiàn)對工廠靜態(tài)布局、動態(tài)物流過程等綜合仿真和分析,從而能夠先建立數(shù)字化的生產(chǎn)系統(tǒng)甚至全部工廠,依據(jù)既定工藝進(jìn)行運行仿真。智能制造和智能工廠涵蓋領(lǐng)域很多,系統(tǒng)極其復(fù)雜,如果當(dāng)下你還缺乏深刻理解,在這種狀況下,企業(yè)不能貿(mào)然推進(jìn)建PCB智能化工廠,搞“大躍進(jìn)”,以免造成企業(yè)的投資打水漂。建議依托有實戰(zhàn)經(jīng)驗的咨詢服務(wù)機構(gòu),結(jié)合企業(yè)內(nèi)部的IT、自動化和精益團(tuán)隊,讓高層積極參與,根據(jù)企業(yè)的產(chǎn)品和生產(chǎn)工藝,做好需求分析和整體規(guī)劃,在此基礎(chǔ)上穩(wěn)妥推進(jìn),才能取得實效。

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