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数字化工厂拉开“中国智造”的革命序幕_1

未知 2019-07-06 11:40

  在如今这个产品繁多、竞争激烈的时代,如何提高资金流转的效益、如何缩短新产品从研发到上市的时间、如何在销售领域延伸人性化的服务,是整个工业领域面临的挑战。数字化工厂的出现,为解决这些问题提供了钥匙,它将为传统工业制造业带来一场新革命。

  在当今激烈的市场竞争中,制造企业已经意识到他们正面临着巨大的时间、成本、质量等压力。在设计部门,CADPDM系统的应用获得了成功。同样,在生产部门,ERP等相关信息系统也获得了巨大的成功,但在解决如何制造工艺设计这一关键环节上,大部门国内企业还没有实现有效的计算机辅助管理机制,数字化工厂技术则是企业迎接21世纪挑战的有效手段。

  在汽车行业,数字化工厂更是发挥着重要的作用。从产品设计到制造开始的工作转换是汽车开发过程中最关键的步骤之一,数字化工厂规划系统可以通过详细的规划设计和验证预见所有的制造任务,在提高质量的同时减少设计时间,从而加速汽车开发周期;并且还可以消除浪费,减少为了完成某项任务所需的资源数量等。此外,数字化工厂规划系统通过统一的数据平台,实现主机厂内部、生产线供应商、工装夹具供应商等的并行工程。

  依托于信息化平台的透明的数据管理,无异于帮助制造企业实现了可视化生产,从而优化工艺、降低成本、提高产品质量,真正构建起数字化的透明工厂。通过数字化工厂的建立,信息可以全部覆盖,各方面的信息都能控制,使得各个环节都处于最优状态,以此来保证企业的核心竞争能力。

  经过多年努力,我国已经成功取得一系列举世瞩目的自主创新成果,正在谋求由中国制造向中国智造的转型之路上,不断迈进。而作为这一过程的典型特征,各行业领军企业的信息化和工业化两化融合、协同增效以及品牌价值提升等正在取得日益显着的突破。

  全球最先进的全数字化工厂

  一汽大众全面推行全数字化生产,标志着中国汽车产业已经拉开了第三次工业革命的序幕。全数字生产被称为第三次工业革命最显著的特征之一,在不少专家还在理论层面讨论的时候,一汽大众已经悄然实现了全数字生产,并取得了丰硕的成果。如果说一个企业出了问题,其第一领导人难辞其咎。那么今天,我们有理由说,一汽大众取得的成果与其总经理安铁成的领导密切相关,更确切地说,安铁成功不可没。

  2009年9月9日,奥迪全数字化工厂在长春投产,这也是奥迪在全球最先进的工厂。之所以将其称为全数字化工厂,从设计上说,该工厂采用了全数字化设计,在计算机中按照生产线、设备、人员1:1的尺寸设计,实现了生产线一次试车成功,无需设备调整,大大节省了时间成本和设备调整带来的不可预见成本。更重要的是,这条生产线不仅为现有产品提供支持,更为是为未来5年即将投产而量身打造的。最令人兴奋的是,这个工厂完全由一汽大众的工程技术人员设计的,由中国的工程公司建造的。这种全数字化的工厂设计,已经被应用于一汽大众的四川成都工厂和广东佛山工厂。

  全数字化生产的概念不仅全面应用于一汽大众长春工厂,而且实现了全数字管理模式的可克隆化。在一汽大众的成都工厂旁边,一大批零部件工厂跟随落户,这与其说是生产配套的前移,不如说是数据链的近距离衔接。因为,这些零部件工厂都来自一汽大众原来的配套企业。这些零部件工厂中,一些是生产大型、不变运输的大型零件,如保险杠;另一些工厂的母体仍在其他省份,在成都的只是通过零部件的组装形成总成,并向工厂供应生产好的模块。如此近距离的布局,一方面拉动了当地的就业,同时缩短了运输距离,降低了物流成本,保证了一汽大众的零库存管理,保证了准时化生产。目前,尚未投产的广东佛山工厂也是按照这种模式建立的。这种管理模式的克隆,标准不走样的平移,显示出全数字化生产强大的生命力,也显示出管理者高超的管理水平和良好的团队精神。

  一汽大众的百万辆工程被炒得很热,但一汽大众的百万辆不是一个个小工厂凑起来的,而是产生于一个统一的全数字管理体系,这个管理体系不仅在于一汽大众本身,更在于这个数字体系将供应商联系在一起,无论供应商采用的是精益生产模式,还是美国的6西格玛管理模式,抑或德国的管理模式,统统在整个完整全数字化管理体系之下。这个全数字化管理体系,从一开始在一汽大众内部推行,逐步向一级配套商推行,再向二级、三级配套商推衍。由于达不到一汽大众管理要求的企业将无法获得新的订单,因此迫使企业提升其自身的管理水平,其结果是提升了整个供应链的管理水平,形成了一个高素质的企业集群。这对中国汽车产业的贡献是巨大的,也是前所未有的。

  一汽大众的成功地推动了全数字化生产的应用与普及,领先性地揭开了中国汽车产业第三次工业革命的序幕,我们选择安铁成先生为2012年度新闻人物。这份荣誉不仅仅归属于安铁成,归功于一汽集团和德国大众集团,更归功于这个时代。

  石化行业的数字化工厂系统

  近日,兰州石化公司数字化工厂系统建设全面启动。该项目是兰州石化用三年时间实现信息化从集中建设到集成应用的跨越的重点信息化建设项目之一,建成后将有力促进企业业务改善、管理提升,提高整体信息化应用和管理水平,进一步推动信息化水平从集中建设到集成应用的跨越。

  兰州石化数字化工厂项目建设,涵盖全厂电子沙盘展示、工程资料管理、安全管理、生产管理、设备管理以及培训管理,采用先试点,再推广,统筹规划,分步实施的策略,力争用两年时间全面完成系统建设,为公司建成数字化工厂、信息化企业的目标提供有力支撑。目前,兰州石化数字化工厂系统建设正在稳步推进,建立了组织机构,编制了项目实施的进度网络和建设方案,将进一步抓好项目的实施推动,确保高效率、保质保量完成项目建设任务,巩固兰州石化信息化工作的特色和优势,努力使数字化工厂系统建设项目成为石化行业信息化工作的示范工程。

  工程机械数字化工厂技术规划

  工艺规划是产品设计与制造之间的桥梁,是将产品的设计信息转换为制造信息。传统的工艺规划大多使用二维AutoCAD,无法精准地反映出车间设备和厂房的布置情况,而且效率低,周期长,易出错。

  数字化工厂技术是在数字化环境下,建立厂房、地面、起吊设备、加工设备等制造资源的三维模型,根据工艺规划方案将制造资源三维模型放入厂房中,按照确定的加工流程进行产品、资源、流程及操作者融为一体的三维动态仿真。数字化工厂系统设计软件可以在虚拟环境中模拟生产的整个流程,让整个生产线在软件中动起来。

  利用三维工厂设计和可视化技术,工程师能够从设备、传送带、通道、起重机直到产品和操作人员深入细致地审视工厂设计、布局和安装流程,从总体上对生产线线体的布置合理性、产品工艺物流的顺畅性进行把握。全方位地分析设施物流,从而促进工厂布局的优化,工程师可以根据工厂布局评估和分析零件运送路线信息、物料储存需求、物料处理设备规格以优化物料处理。工艺路线在三维虚拟环境下进行验证,可以分析工具,夹具,以及操作者等工位环境的工艺可行性。直观的工位产品仿真、线体工装的运动仿真、人工操作仿真,充分模拟现场生产场景,将大大提高工艺规划的合理性。

  2011年,三一重装斥资1.8亿元在国内最大综采成套装备工业园内建设面积7.5万平方米的数字化工厂(6号厂房),包括采煤机、刮板运输机、液压支架装配区,三机联调区,立体仓库区,展示及景观区。集综采成套装备三机协同制造信息化、数字化工厂仿真、智慧矿山等多项应用信息化前沿技术的工业化实践为一体,建成后将成为国际一流的数字化生产制造基地及智慧工厂。

  三一重装数字化工厂在设计阶段就引入了国际先进的数字化仿真技术,通过建立人机交互的装配操作三维仿真模型,实现了成套装备装配过程的三维虚拟仿真及工艺验证,八大工艺全线周期缩短40%。此外,厂内采煤机及支架装配也采用了高效智能流水线装配方式。针对制约行业发展的成套设备三机配套难问题,于国内首次实现在同一区域内进行采煤机、刮板机和液压支架的总装及三机联调,此理念在国内综采成套装备制造行业处于绝对领先水平。

  三一重装数字化工厂是两化融合的最优实践与诠释,现已被列为国家工信部重点项目并由国家财政给予资金支持。该数字化工厂的建立,将全面提升企业的综采成套装备的三机协同制造水平,满足综采设备成套化、智能化需求,在国内乃至全世界建立起装备制造业的领先生产方式,引领行业提高生产效率、产品质量和服务水平,推动中国制造向中国智造转变。

  西门子成都的数字化工厂

  西门子在中国最大的数字化工厂将于2013年初在成都建成投产。目前西门子正在成都招募相关人才,新增岗位超1000个。

  新建立的成都数字化工厂不仅负责工业自动化产品生产,同时具有十分强大的研发功能。主要产品为高端可编程逻辑控制器(PLC),是一切自动化控制解决方案的神经中枢,在针对中国本地的工业市场的同时,相关产品还将向全球出口。

  成都的数字化工厂将是比肩西门子德国和美国的同类工厂。西门子高级副总裁高岩告诉华西都市报记者,西门子把在全球范围内最先进的技术和设备放在了成都。

  成都工厂是西门子在华最大也是最先进的数字化工厂。成都不仅是西部经济发展的中心,同时也是继北上广之后,西门子最重要的战略中心城市之一。高岩进一步表示,四川已经成为西门子在西部地区最大的市场,仅在2012年,西门子就为成都地铁二号线及一汽大众在中国西部最重要的成都生产基地提供了技术支持。产品的生产、销售能够对研发产生积极的刺激,四川的广阔市场也是西门子加大对成都投入的重要原因。

  物联网技术让现代化工厂拥有智慧

  智慧工厂是现代工厂信息化发展的新阶段。是在数字化工厂的基础上,利用物联网的技术和设备监控技术加强信息管理和服务;清楚掌握产销流程、提高生产过程的可控性、减少生产线上人工的干预、即时正确地采集生产线数据,以及合理的生产计画编排与生产进度。并加上绿色智能的手段和智能系统等新兴技术于一体,构建一个高效节能的、绿色环保的、环境舒适的人性化工厂。

  近年,智慧工厂在美国兴起,操作管理员通过电脑察看实时、全面信息,连一个细小零部件也查得出来,一个人坐在电脑前就能看清整条生产线。

  罗克韦尔监控自动化系统人士透露,该系统目前已应用在地铁2号线、4号线、长江隧道、多家污水厂等。现在,武汉工业项目有很多,特别是汽车制造业,武汉开发区汇集神龙、东风本田、东风乘用车、东风雷诺,还有大批零部件工厂,罗克韦尔拟着重与之合建智慧工厂。

  在之后,智慧工厂的发展,是智能工业发展的新方向。特征体现在制造生产上:

  一、系统具有自主能力:可采集与理解外界及自身的资讯,并以之分析判及规划自身行为

  二、整体可视技术的实践:结合讯号处理、推理预测、彷真及多媒体技术,将实境扩增展示现实生活中的设计与制造过程。

  三、协调、重组及扩充特性:系统中各组承担为可依据工作任务,自行组成最佳系统结构。

  四、自我学习及维护能力:透过系统自我学习功能,在制造过程中落实资料库补充、更新,及自动执行故障诊断,并具备对故障排除与维护,或通知对的系统执行的能力。

  五、人机共存的系统:人机之间具备互相协调合作关系,各自在不同层次之间相辅相成。

  十二五期间,制造业信息化科技工程将站在一个新的战略高度,为加速制造业转型升级、振兴十大产业、发展高端制造业和战略性新兴产业发挥更重要的作用。云制造、集成协同技术和制造物联技术等给制造业信息化发展注入了新内涵、新活力,并将对制造服务关键技术标准的形态和发展产生重要的影响。

  我国制造业发展受经济增长速度的放缓,国内规模化制造业的增长速度已经和同期相比出现了较大的下滑。此前,国内的制造业经济是一种依托大量人力的劳动密集型产业,虽然目前受各种因素影响,各工业及电子产品等行业的的制造商已经开始引入更多的自动化生产线来替代人力进行生产。

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