点击上方蓝字 3.规划不同步。有些企业非常重视智能工厂的建设,但是在做新厂规划时比较草率,缺乏充分的调研学习,往往难以想象在一个具体空间里究竟如何让各个工站协同运作,会有哪些冲突等。这就好像一家人突然从住惯的平房搬到楼房一样不适应。有一家企业在做新工厂布局的时候,待加工中心安装好之后,才发现AGV小车的物流路线与消防通道的设计冲突,解决办法是要么砸墙,要么撤掉一套加工中心,企业十分苦恼。智能工厂的规划,其实涉及的领域非常多,包括水电气的管线、生产设备的空间布局、最短物流路线、机器人作业环境、工人操作的便利、人员动线、消防等等。通常情况下,企业对智能工厂的理解是首先开展基建工作,基建完成后才考虑如何安放设备、更精细地规划空间,而没能有效实现提前设置。 总体来看,这些现象反映的问题如下:
一是忽视了规模经济规律,在工厂智能化投资的必要性上准备不足;
二是智能工厂作为工厂建设的创新容器,有一些完全不同于传统基建的流程和模式,而企业在人机协同、功能空间协同、上下游业务协同等方面缺乏预判;
三是常态业务情况下,企业对运营智能工厂所需要的资源、能力、外部条件的配置等缺少预判,导致增加了新的不可逆成本。
从某种意义上讲,智能工厂这几年被“玩坏了”。相当一部分投入成为工业互联网和智能制造这些标签下的“泡沫”。一些企业成为创新路上的“先烈”。同样,还有更多的企业在观望,他们因看到身边的失败例子而愈加恐惧。 那么,智能工厂在决策、建设与运营时,首要的考虑因素究竟是什么呢?尊重规模经济规律
规模经济规律依然是经济的基本规律,尤其是在微观经济领域。与以往不同的是,现在的规模经济可以支持生产并非一模一样的产品,实现连续生产过程中“免”换型。 数字时代的规模经济是基于经营分摊成本的测算展开的,其生产换型有条件做到完全不同的产品也可以低频换型,从而赢得规模,如3D打印机一样,又如数控钻床的钻头在预置后可以根据加工件的需要自动调换。 在工业场景中,我们将规模性体现在工业能力被高效能“复用”,复用频度越高,工业能力的经济价值越强,其可持续性也就越好。工业场景的规模性要求工业能力充分社会化。在单一、封闭的价值网络里,工业能力被其他管理单元(市场主体)调用的机会并不多。但是通过在线方式的社会化之后,工业能力可以被更多的工业场景“看见”,这是一个相互作用的过程。工业场景的规模性产生订单“虹吸”,带来产业虹吸。保持规模化意味着单件产品的加工费用、采购成本可以更低,从而出现“价值洼地”,产生虹吸效应。规模经济并不是实态产品的规模大,而是随着同一种生产加工工艺持续时间越长,同一能力结构复用频度越高,从而带来了时间价值上的规模效益。 从上面的叙述中,我们可以看到智能工厂的规模性局限主要来自两个方面:一是智能工厂换型的时间成本高,这往往来自上下游产业环境的约束;二是智能工厂装备之间的耦合性太强,订单匹配成本比较高。在生产任务不饱和的时候,产能的社会化受到极大的约束。
因此,一部分企业家认为,智能工厂并不完全需要向“黑灯”工厂、全自动工厂这个方向发展,企业还需要从实际出发,突破性地提高瓶颈设备的产能,渐进性地提高装备之间的协同度,以及装备与业务订单履行之间的协同度。△通过生产装备智能化跃迁,一些企业赢得了可靠的规模优势。图为自动落纱粗纱机,纺织行业智能工厂的主力装备之一(摄影:王甲佳)
务实之道:
更精益地进行自动化改造,
用数字技术升级价值链
1.在一些重复性工作较多、规范和标准相对完善的生产领域,可以更多地利用数字技术提高机器自动化水平,甚至采用机器人作业。比如针对装配、涂装、搬运等工作,工人只要监控机器状态,适时予以调整即可。在工作标准统一的场景下,机器的优势更为明显。比如以一牛顿的力把一号零件压入二号零件的孔内。对于一牛顿的力有多大,工人容易凭借自己的感觉和经验来把握。不同的人,甚至是同一个人在不同时间会有不同的感受,实际工作交付也只能“大差不差”。但是机器人却可以很好地解决这个问题。在传感器的帮助下,一牛顿的力始终就是那么大,保证每次都是同一标准。如果出现异常情况,机器人也会有差错,比如,零件的孔内有异物,但机器感知不到,会依然走固定程序。这时,就需要人工介入,随时监控机器人的运行状态,排除隐患。通过一些传感器的设置,这类问题也不难解决。 机器人和工人特点各异,在具体场景中互相合作,各司其职,最终完成交付,这应该是一个比较合适的主流状态。机器人作业在遇到例外情况的时候,是不是一定需要人来干预呢?能不能产生新的应对策略,自主排除,恢复正常秩序呢?这个问题可能需要分不同的产业及场景进一步具体分析,属于持续迭代的范畴。 2.在辅料、工具消耗比较多的领域,可采用数字技术进行升级。有一家钢材加工厂,在钢材的截断车间,每天要消耗二百多根锯条,是一笔不菲的成本。每天还有十几起因为锯条老化,锯条断在钢材里的情况,增加了电机烧坏后维修、返工等成本。如何在锯条使用寿命临期之前就果断地换下呢?电气和能源工程师根据历史数据,设定了一个不同工况条件下锯条使用寿命时长的基本数据。同时,通过电流传感器检测电流的变化,锯条老化后,电机工作电流会慢慢升高。当检测到电流连续3分钟(不同工况有不同的时间)超过额定值的时候,适时与该工况下的锯条使用寿命做比较,并通过警铃提示进行人工干预。这个技术改进项目实施半个月后,截断车间的锯条消耗下降了20%,额外的损失没有再发生。令人惊喜的是,能耗也下降了,节约综合成本经测算达1万多元。 这就是非常显著地通过数字技术进行“小改小革”的例子,实际上是升级了企业价值链,企业节约了成本,生产秩序得到了更好的保证。实现这些并不需要立刻上马高端的锯床设备。透明与智能,谁更重要?
前面我们提到智能工厂的一个约束,即由于标准意义的智能工厂在其组件和环境方面的高度耦合,它更适合作为一个整体来实现社会化,也就是为其他同行企业所用。在需要敏捷协同的领域,尤其是项目制造类的业务中,这是一个局限。 国内有一些项目制造类公司,他们在