近期非常幸運(yùn),有機(jī)會(huì)先后到兩家“工業(yè)4.0”示范工廠——成都西門子數(shù)字化工廠以及三菱電機(jī)大連工廠進(jìn)行參觀訪問(wèn),領(lǐng)略“數(shù)字化工廠”與e-F@ctory理念的實(shí)施應(yīng)用??梢哉f(shuō),這兩家企業(yè)均為智能制造領(lǐng)域的先行者,但即使在蜚聲中外的西門子工廠,我們也依然可以感受到其與“智能制造”愿景目標(biāo)的差距,正如西門子工作人員所說(shuō)的“我們的工廠是數(shù)字化工廠,目前還不是智能工廠”。從兩次參觀的經(jīng)歷來(lái)看,即使是國(guó)際先進(jìn)的制造業(yè)企業(yè)在實(shí)現(xiàn)智能制造的過(guò)程中,仍然在技術(shù)方面存在著以下難點(diǎn)有待突破:
一、如何保證信息系統(tǒng)(虛擬世界)對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)(現(xiàn)實(shí)世界)信息獲取的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性、全面性。
目前,對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集主要有兩種方式,自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集以及人工數(shù)據(jù)采集。自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集往往依托于通訊條件比較好的生產(chǎn)設(shè)備以及各種傳感器的應(yīng)用。人工數(shù)據(jù)采集大多是作為自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集的補(bǔ)充方式或替代方式,適用于自動(dòng)化采集實(shí)現(xiàn)難度較大或經(jīng)濟(jì)成本較高的現(xiàn)場(chǎng)。而目前,生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的情況大多比較復(fù)雜,人工采集的方式應(yīng)用較為廣泛,這就造成了信息獲取實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性的降低。此外,出于成本考慮,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集也難以做到十分全面。
在數(shù)據(jù)采集方面,西門子工廠無(wú)疑是實(shí)現(xiàn)效果非常理想的。遍布生產(chǎn)線各個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的傳感器以及具有通訊能力的控制器對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)情況進(jìn)行高速采集,這些數(shù)據(jù)都實(shí)時(shí)上傳到信息系統(tǒng)中,實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界到虛擬世界的精準(zhǔn)實(shí)時(shí)全面的映射。但由于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備條件的限制,西門子工廠在數(shù)據(jù)采集方面的成功難以在其他工廠進(jìn)行復(fù)制。比如,在三菱電機(jī)工廠,由于生產(chǎn)設(shè)備的通訊能力較差,為獲取生產(chǎn)情況信息,在各機(jī)臺(tái)處放置數(shù)據(jù)采集終端,采用人工方式進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入,這種數(shù)據(jù)采集方式的準(zhǔn)確性及實(shí)時(shí)性受操作人員的素質(zhì)及責(zé)任心影響較大,難以與自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集相比。
二、如何將來(lái)自生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的海量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為有效的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)改進(jìn)優(yōu)化建議。
面對(duì)從生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)采集來(lái)的海量數(shù)據(jù),無(wú)論是信息系統(tǒng)提供商或是工廠的生產(chǎn)運(yùn)維人員都難以對(duì)其價(jià)值進(jìn)行充分的挖掘,無(wú)法真正實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)到信息,從信息到可執(zhí)行的優(yōu)化建議的飛躍。究其原因,主要是由于缺乏相關(guān)數(shù)學(xué)模型,包括設(shè)備建模以及生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)的建模。上述模型的建立不僅需要對(duì)設(shè)備及業(yè)務(wù)有深刻的理解,同時(shí)還要有較強(qiáng)的數(shù)理能力及抽象能力,這些要求無(wú)疑都是目前短時(shí)間內(nèi)無(wú)法解決的難點(diǎn)。
目前西門子工廠與真正的智能制造的差距大概也在于此。這一環(huán)節(jié)的缺失,導(dǎo)致了無(wú)法在生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)活動(dòng)中形成閉環(huán),進(jìn)而有效改進(jìn)方方面面的生產(chǎn)活動(dòng)。中國(guó)的制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)任重而道遠(yuǎn),通過(guò)近距離觀摩國(guó)際先進(jìn)制造企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)工作,不僅能夠獲取先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),還能夠從他們的模式及技術(shù)實(shí)現(xiàn)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,并以此作為我們制造業(yè)從業(yè)人員今后工作的重點(diǎn),力爭(zhēng)在這些環(huán)節(jié)上取突破,實(shí)現(xiàn)彎道超車。