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智能制造

你真的了解数字化制造吗

字数统计:1808字 预计阅读时间:约5分钟


前言


数字制造是当今广泛使用的一个术语。但什么是数字制造,公司如何利用它来发挥优势?


简而言之,数字制造是指公司利用数字技术使其制造业务受益。通过数字化制造,制造商可以创建一个连接、网络化和完全集成环境的工厂,使他们能够使用实时数据分析来优化整个制造过程,并将生产力提高 10% 到 1,000% 以上。


数字化制造使制造商能够消除瓶颈、减少库存、提高质量、缩短上市时间、快速满足客户需求并扩大产品数量。据德勤称,数字化工厂投资已使生产产量平均提高 10%,工厂产能利用率平均提高 11%,劳动生产率平均提高 12%。


德勤表示,与 2007 年至 2018 年的低迷生产率相比,采用智能工厂计划可以帮助美国制造商到 2030 年将劳动生产率提高三倍。




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问题以及人为本的思想


在采用任何数字制造技术之前,制造商应该确定他们试图解决的业务问题,例如更高效的生产效率或更快的市场导入时间。之后,为ROI 设定可衡量的增量目标。一些早期入场者购买了数字工厂技术,然而对他们想要做什么只有一个模糊的想法,这样就陷入了困境。


人是下一个优先事项。一位有远见的管理者应当理解数字制造的强大作用,他将推动数字工厂按计划向前发展。在该管理者之上的董事会还需要参与其中并对其赋能。同时倾听一线员工关于他们的工作任务、瓶颈和期望。




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数字化制造典型特征


数字制造典型特征通常包括:


1. 预测性维护以避免代价高昂的故障成本。


2. 通过视觉分析实时监控和测试设备和产品的质量传感和检测。


3. 预测效率,以避免代价高昂的过程瓶颈。


4. 温度监控可对切削刀具进行必要的调整以适应更高的温度。


5. 优化工作站使整个生产线受益。


6. 智能运输可自动移动材料,确保连续的材料流动,并消除库存。


7. 用于快速原型设计、虚拟生产单元配置和数字产品建模的工程协作和数字孪生。


8. 实时资产跟踪。


9. 调整生产以满足不断变化的客户需求和热门订单的能力。




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西门子数字工厂案例


西门子是数字化工厂的杰出代表。从2010 年以后的十年里,西门子位于德国安贝格的制造工厂从 25% 的数字化/自动化发展到 75%。而生产率提高了惊人的 1,400%。


在数字化之前,该工厂可以生产五种产品。而现在,该工厂能够生产 1,300 种不同的产品,总共有能力生产 9,000 种产品。从下单到交货的时间:24 小时。


和其它公司不同的是,西门子数字化工厂不仅仅专注于优化单个工作生产单元,而是从更长远、更广阔的角度来优化整个流程。“任何产品都可以通过工厂进行任何旅程,与机器和人的任何组合进行交互,”生产主管Orchard 说。“该产品可以与一台机器、10 台机器、15 台机器进行交互。我们引入了一种全新的范式。”


缺陷减少了,但是速度也下降了。


Orchard 说,缺陷从百万分之 150 下降到了9个。最初的质量改进是以牺牲速度为代价的,因为工厂对每个产品都进行了 X 射线检查,以寻找缺失的组件和焊接缺陷。“这是整个过程的关键部分,但它拖慢了一切,”Orchard 说。“我们每一秒都在努力创造一些东西。X射线消耗了相当长的时间。这是一个巨大的瓶颈。”


但西门子不愿意牺牲质量。取而代之的是,该公司决定对哪些部件进行 X 射线检查。


西门子使用数据分析来查看工厂过去通过 X 光检查零件的 3000 万数据集。该公司还研究了大约 200 个因素,例如供应商、使用的机器、涉及的特定操作员、温度、湿度、机器的维护信息等。“物联网收集所有人机料法相关信息,通过训练机器学习算法预测是否存在质量问题,”Orchard 说。“我们现在不会对任何东西进行 X 射线检查,除非机器学习算法表明该产品失败的可能性很小。在消除了工厂瓶颈之后,我们能够全速运行工厂,并仅对少数被认为可能有问题的项目进行 X 射线检查。我们能够平衡质量和生产力。”


数字孪生在数字工厂中发挥重要作用。最后,数字孪生还可以在优化生产方面发挥作用。对于像西门子这样制造和使用数字工厂平台的公司,数字孪生可以轻松地向客户展示该技术可以为他们做什么。一位西门子员工将数字孪生描述为“口袋里的工厂”。


西门子同时还在其供应商处推动数字化制造计划。据德勤称,尽管数字工厂技术具有明显的优势,但仍有 49% 的美国制造商仍停留在纸笔模式。如果他们使用数据分析,这些信息可能是几个月前的数据信息。这种情况是有其深层原因的:企业高管们担心犯错会导致生产线停工;他们还担心网络安全漏洞。这些合理的担忧有助于解释为什么 19% 的受访者甚至没有考虑数字工厂转型,而 30% 的受访者正在考虑这个想法但不打算推进。


因此虽然仍有许多制造商对于数字工厂犹豫不决,但是先行者占得先机,未来变化是常态,不变将越来越难以生存。



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