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离散型软包装企业,离智能工厂有多远?
2018-03-08 【今日头条】 包装前沿 阅读:252

作者:北京印刷学院机电学院 齐元胜  


        制造企业分为离散型和流程型两种类型,作为离散型企业类型的印刷包装企业投建智能工厂需要哪些关键技术、可能会遇到的问题及解决思路有哪些呢?


        一、印刷包装企业:离散型企业的特点

        制造企业分为离散型和流程型两种类型,离散型企业的特点是:通过一定的工艺手段,经过不同的工序,改变原料的形状和组合,生成另一种形状和组合的物质,生产过程中基本没有发生物质改变。产品由各种物料组合或装配而成,产品与原料之间有确定的数量比例。

        包装印刷企业在国民经济中占有重要的地位,2016年年产值达到1.4万亿元人民币,其中软包装企业是发展较快的,软包装企业属于典型的离散型企业,具有离散型企业的一般特点,主要表现为:多品种、小批量或单件生产;生产和研发并重,工序多,混合生产;自动化主要集中在单元级,整体的自动化水平相对较低。

        生产管理方面的主要问题有:

        (1)生产准备周期长;

        (2)生产计划协调性差,作业调度困难。计划协调性不好,主要靠调度员或生产主管安排,由此导致设备利用率低;任务执行进度难以监控,物料状态难以跟踪,生产过程不确定性多;

        (3)在制品管理困难。由于零件品种多,工艺路线长,给人工管理在制品带来诸多困难,现场生产情况得不到及时反馈。

        (4)质量管理采取事后检验为主的管理方式,废品率得不到有效控制。

离散型企业在我国制造业中占有重要地位,其配套种类多而且复杂、生产组织周期长而且难度大,实施智能制造需要解决多方面的技术问题,实施智能制造难度不小,因此,应将离散型企业实现智能制造作为实施智能制造的重点之一。

        二、实施智能工厂需要关注的问题

        智能制造的本质是一种由智能设备和人类专家共同组成的人机一体化智能系统,它在制造过程中能进行智能活动,诸如分析、推理、判断、构思和决策等。“德国工业 4.0”是德国从自身制造业发展所面临的形势出发、力图继续保持其竞争优势而提出的战略;我国制造业推行智能制造必须结合我国国情和实际,不能照抄照搬国外的模式,而且各个行业,各个地方差别较大。因此,我国制造业推进智能制造必须采取并行战略,包括:“工业 2.0”补课、“工业 3.0”普及、“工业 4.0”示范三者并进;在两化融合方面加大力度,补短板,把数字化网络化基础打牢。 

        目前在包装设备制造企业实施制造和智能工厂的案例还不多,工信部从2015年开始选择试点,推广应用,在白色家电领域、电子元器件领域、标准件程度比较高的领域实施了智能制造,也公布了实施智能制造的集成供应商,通过查看资料,这些供应商也是出于转型之际,原来从事的是自动化方面的设计研发领域,现在向智能制造和智能工厂设计研发转型。

        笔者参观过北京西门子公司的智能工厂演示中心,现场观看了一个钢制印章的生产过程:从下订单,到设计图选择、数控加工、成品的全过程,整个示范生产线没有员工操作。

        构建这样一个全新的智能工厂演示中心还是比较容易的,因为和市场的结合是虚拟的,设计开发也是虚拟的。但是从一个角度说明了智能工厂的物流信息流、控制流几个方面已经打通了,说明在这方面已经具备了集成的能力。

        实施智能制造,要根据中国的国情和企业实际情况,首先对智能制造和智能工厂的实质要了解,企业高层要带头学习,积极参加学习班,智能制造的实质是提高生产效率和质量,把繁琐的工作交给机器去做,极大解放生产力。

       二、构建智能工厂常见问题        

        目前在实施过程中主要存在以下问题,下面做一简要分析:

        1、整体架构方面,盲目追求高大上

        有的企业不切合实际,对自己的情况了解不够透彻,整个企业技术力量和水平、实施智能化的资金准备情况、关键单元的数字化智能化不配套,有最先进的设备,也有落后的设备并存。

        2、物流方面存在误解

        认为用AGV导航小车搬运物料就是智能的,但是仅仅应用在一些简单的物流场合,如物料搬运方面,但是对于复杂的搬运,还不能够解决,在搬运线的设计方面还存在着盲区。

        3、在机器人应用方面存在误区

        智能工厂,不是简单的用机器人代替人,机器人必须按照人的安排开展工作。目前机器人起的作用还只是在某些工序中代替人力,如果工序变化了,还必须由技术人员重新根据工艺编制程序,设计工装夹具等,因此对机器人的依赖不能太理想化,当然还要考虑配套的机器人的性价比。有的工序用机器人代替部分人的劳动,但是整个生产工艺流程还是响应能力差,转运线方面还不够灵活,在安全环保方面的考虑还不到位,因此智能化程度不够高。在应用机器人或机械手时,一定要从全局考虑,可惜的是这方面考虑得少。我们首先要明确应用机器人的核心是什么?机器人在整个工序中的作用是什么?还有就是工作效率要有量化指标。

        4、认为用国外设备就能够实施智能制造

        由于国外设备很多是通过国内的代理商来销售的,售后服务方面是个很重要的话题。欧洲、美国、日本等国家的设备设计和使用风格不同,通信系统有的不匹配。因此要考虑集成思想。

        5、重视硬件,普遍忽视软件或软环境

        殊不知目前正是软件成为制约之关键。目前国产的多数控制系统和软件,均是国外产品,其设计思想并没有按照中国国情来变化,因此普遍存在不好用、效率不高、使用效果不好的巨大反差,导致智能制造实施困难。

        6、模块化思想不够

        具体表现为:

        数字化的基础实施不够。数据采集、数据传输方面,软件技术人才普遍短缺,大数据、人工智能等人才严重缺乏。

与生产工艺结合的不够,如设计开发人员,专业偏重硬件的多,而软件的少,特别是既懂硬件又懂软件的专业人员少,有的人通过经验来管理,多年形成的经验很有成效,但是一旦退休或跳槽,将造成断层,因此需要把经验形成知识,结合机器学习,运用人工智能方法进行知识归纳。

        7、忽视了软环境的建设

        智能工厂理想的状态是各工序间信息的实时响应,但是目前普遍采用的ERP系统,还达不到智能的效果。

        以某公司为例,在生产管理中,ERP购买数年都运用得不好,主要原因有:

        (1)ERP软件没有自动生成BOM表功能。工程师按部件调整、设计成适合客户要求的机器,并生成若干项部件配件明细,这些部件明细有相互借用重迭的配件,而整机的BOM表需要人工逐行去合并生成,这对于部件数量众多的大型机器来说,在个性定制比例不断增多的情况下,进行快速生产是很难做到的。

        (2)固定的编码格式不能适应快速的生产变化及应对速度,往往造成人等程序或不守程序,最好的方式是不规则的图号或者编号都可做为物料编码。

        (3)信息集成或反馈没有利用现代信息转换手段,不能适用各层次的员工快速输入。

        (4)软件内部设计的原因造成大家都不敢用ERP,公司难以推行,或推行运用后效果达不到预期效果。

        目前存在的一些问题,如ERP使用方面:就像一个人一样,如果大脑不清晰,思维不够严密,即使手脚麻利,效率也不高,也会丢三落四,因此构建智能中枢是核心,即要有一个聪明的大脑才行。

        (未完,更多实施智能工厂的关键技术全文详见《包装前沿》2018年3月号,敬请关注!)


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