柔性生产 智能制造(柔性制造和智能制造的区别)

网友投稿 1026 2023-02-20

本篇文章给大家谈谈柔性生产 智能制造,以及柔性制造和智能制造的区别对应的知识点,希望对各位有所帮助,不要忘了收藏本站喔。 今天给各位分享柔性生产 智能制造的知识,其中也会对柔性制造和智能制造的区别进行解释,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站,现在开始吧!

本文目录一览:

智能制造的黑马,柔性生产来了!

过去这几个月,是这个世界变化最快的日子。

先是口罩、额温枪、口罩机、熔喷布、呼吸机等防疫物资的告急,本行企业加急生产,其他自动化程度领先的企业跨界支援,比亚迪、上汽通用五菱、广汽集团等多家企业都参与造口罩了。

另一方面,全网云带货正在兴起。网红电商们改变了消费者的购物习惯,也改变了供应链的方式,小单快反的程度进一步加深。日益激烈的市场竞争,倒逼各行业企业打破常规,积极寻找出路。

一边是跨界,一边是转型。

一个共性是,疫情冲击下能够快速完成产线切换,或者快速调整战略的企业,大多拥有先进的自动化、数字化、智能化水平,其背后都蕴藏了一个可以称之为“柔性生产”的能力。

例如比亚迪,2月8日正式宣布调配资源援产口罩。通过对现成的手机组装生产车间提升净化等级,轻松拥有了生产口罩的净化室;通过种类各异的在用高精设备和专业的技术人员储备,7天内就完成了口罩机的研发制造。比亚迪的速度,是在不到半个月的时间内实现了口罩的量产与爬坡,如今日产量达到5000万只,跃居成为全球产能第一。

例如汇川技术,当了解到对N95口罩机的调试运营成为设备厂商的心头大病(有些厂商辛苦买回来的口罩机,调试了半个月还是没能正常生产,最紧张时外面调试工程师的报价已经飙到1天10万元),于是快速推出了基于英特尔软硬件平台的全伺服N95口罩机电气解决方案,在减少约1/3的设备调试工作量同时,帮助客户节约调试费用数万元。重要的是,口罩机少运转一天,就少生产一天的口罩,时间才是最宝贵的。

潮水褪去便知谁在裸泳。或许是突如其来的疫情无情地洗刷了一批缺乏危机应对能力的制造企业,存活下来的玩家才能更加清楚地看到“柔性化”带来的赋能魅力。

全文较长,主要从四点展开:

1、以柔克刚。

2、柔性生产魅力几何?

3、柔性生产需要什么?

4、柔性生产改变了什么?

1、以柔克刚

有柔就有刚,刚性生产出现的时间更早,指的是产品以规模化的方式批量生产,主要用来满足社会对大量工业品的需求。

在刚性生产的环境下,市场整体供不应求,只要能生产出产品,就一定能把它给卖出去。就像上世纪50年代到80年代国内流行的“粮票、布票”,物资匮乏的情况下,还要啥自行车呢?

最典型的刚性生产案例来自于美国福特汽车公司。

1908年,亨利·福特做出了一项战略性的决策,决定打造一款满足大众需要且买得起的汽车。

1913年,世界上第一条汽车流水装配线在福特的工厂里出现了。这种批量流水作业,使得生产汽车所需的时间、成本和资源大幅下降,生产效益却大幅提升。

到1927年,福特一共生产了1500万辆T型车,推动汽车从奢侈品变成普通大众能够负担得起的交通工具
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福特T型车

换个更直观的例子来说,以前的服装厂,一年只需要做几个爆款就能轻轻松松养活一大家子了,即便走在路上撞衫率极高,消费者依然愿意买单。

但伴随消费结构升级,下游需求的疲软,卖方市场逐渐变成买方市场,刚性生产缺乏个性、成本浪费、响应时间慢等弊端逐渐暴露出来。

尤其某些领域的制造企业面对消费者个性化、定制化、时效性等要求的步步紧逼,发现满足“多样化、小规模、周期可控”的柔性化生产模式,才将会是企业未来生存和致胜的关键。

如同服装业直播爆火的背后,是纺织供应链正在承压,他们必须适应柔性化生产定义下小单快反的节奏,才有机会接纳更多订单和客户。

“一件样衣拿过去,如果这个工厂半天做不出来,就不用他们了,反正长三角的服装厂多的是。”一位曾经帮主播对接过工厂的人士这么说。

2、柔性生产魅力几何?

与刚性生产对比,柔性生产给人最直观的感受就是“快速、多样化”。

在业界,柔性被定义为两个方面:

一是指生产能力的柔性反应能力,多指机器设备的小批量生产能力。

二是指供应链的敏捷和精准的反应能力,从传统的“以产定销”模式转变为“以销定产”,要求厂商及时作出响应。

举个例子,昨天工厂有2条产线生产A系列,2条产线生产B系列;今天A系列需增加至3条产线才能按量交货,B系列需求减少只需开设1条拉线。

A、B系列工艺不同,要用到的设备、夹治具、加工程序和参数甚至是操作工人都是不同的,此时柔性生产若能做到极致,就是无论排产计划如何变更,都可以快速地完成产线调整而不用停产换线。

再比如根据客户的需求实现定制化已经是趋势,手机壳可以定制,青岛啤酒可以定制,海尔冰箱可以定制……

笔者曾经接触一家国内知名的工控企业,自述常常通过小批多样的方式进行产品销售。公司的4000多款产品型号,任意一款都可以按照最小批量30台起订,产线可以随时换线,并且保证交货时间。

总体看来,柔性生产能够及时响应内部或外部的变化,拥有快速、低成本地切换生产品种的能力,且能够精准调整产能,使之和市场需求一致,避免产能不足或产能过剩。

这里要强调一点,柔性生产是有其适用领域的,并不是以一箩筐大赶快上的口号实现野蛮发展。

其模式一般适用于品种和数量变化很快的企业,或者是虽然品种和数量变化不快,但是产品销售有明显淡旺季的企业。

像荷兰ASML这样在光刻机领域处于垄断地位的企业,2019全年仅出售26台极紫外线(EUV)光刻设备也能大赚一笔,倒也不必谈到柔性生产。但是像汽车、3C、家电制造这样的领域,柔性生产能力就是最大的竞争武器。

另外,提倡柔性生产并不意味抛弃刚性生产,刚性生产标准化、流程化的特点,在今天仍然有重要的用武之地。
3、柔性生产需要什么?

柔性生产不是今天才提出的,谈到它业界普遍会提到2个重要的论点:

1、柔性生产的定制性不意味消灭标准化,柔性生产是积木式生产。

根据消费者的个性化需求实现定制化确实是趋势,但柔性生产要做的绝对不是无限定制化。

用乔布斯先生的话说:“消费者并不知道自己需要什么,直到我们拿出自己的产品,他们就发现,这就是他要的。”

柔性生产要求厂商引导客户梳理需求,而不是任其天马行空自由发挥。

虽然从实现难度上讲,无限定制化并不是不可以,但最大的问题是成本不允许呀,这不符合商业之本质。

所以,如今强调柔性生产、强调定制化的厂商,依然应该拥有产品设计模块化、标准化的能力,可以将产品尽量简化为多个相互兼容和替换的功能模块,需要什么就拼上什么,这样才能快速创造多样化的产品品种。

2、柔性生产以自动化和无人化为关键特点。

以此前最热门的N95口罩生产为例,就因柔性化程度不足遭遇诸多痛点。

比如,辛辛苦苦买回来的口罩机调试成本高、效率低,影响产线开工。

其中原因既与设备本身的先进程度有关,又与设备机械结构复杂,调试过程繁琐,对工人师傅的技术要求高有关。

特别是印花与切刀的相位同步和送鼻梁条与推鼻梁条的机械动作时序,一般同时需要多个调试师傅配合并反复多次的尝试才能达到调试要求。

再比如,传统的质检工序比如检测表面是否有异物、鼻梁线和海绵条平整度、封边宽度和耳线的点焊状态等,判断标准如果是由产线工人口口相授来的,虽然管用,但也粗糙,因为人总会有错检、漏检的情况。为了防止出错,只能多加工位,多几个人检测,但这又浪费了成本。

相比下,三一重工的“18号厂房”因柔性生产在业界极具盛名。

18号厂房最大的特点就是“各环节全部实现自动化、信息化,只在关键位置增加人工的干预”。

根据2017年的资料,当时一条生产线可以生产5至10个车型,整个厂房可实现69种产品的混装柔性生产。对比通常一条传统生产线只能生产一两种车型,可谓是跨越级的提升。

标杆已经在那了,怎么才能和它一样?

简单来说,我们认为可以从4个环节来考虑柔性生产,这将涉及到对物联网、大数据、云计算、人工智能等新兴技术的理解与应用。

01、感知:通过部署传感器、摄像头等硬件,使产线具有获取数据的能力;

02、分析:在将数据上传到可信云平台后,通常会形成具有交互能力的实时监控系统画面,用来对数据进行理解与分析。

03、决策:通过对数据建模,使能机器拥有推理分析的能力,将简单的决策或指令交给机器来做。

04、执行:柔性制造的基础是设备和产线的自动化,自动化程度将极大影响柔性生产的发挥空间,是真正实现快速、高效生产要求的重要保障。

4、柔性生产改变了什么?

千好万好,带来可观的利益才是真的好。具体说来一定是成本的节约、效率的提高。

还是用上文提到的汇川技术N95口罩机电气解决方案举例,看看柔性生产究竟带来哪些改变?

01、方案采用全伺服传动机制,用电气传动取代机械传动,解决口罩机生产线调试难交付慢的问题,减少了约1/3的设备调试工作量。

02、方案采用工业物联网远程运维,使设备上云,实现产线级及工厂级的监控,提高故障检测效率;

03、方案采用机器视觉品检+纠偏系统,全面引入深度学习技术,在来源段、出货段等处实现机器换人式的缺陷检测,提高质检效率。

技术实现方面,这一系统是基于英特尔 X86 处理器,结合 OpenVINO™ 图形处理加速工具所开发的。整个系统在口罩生产线的 4 个不同生产工位,部署了多台工业相机,通过图像抓取产品状态,并传输到汇川基于英特尔® 酷睿 i5 处理器开发的高性能计算平台 Kinovision上。Kinovision 平台通过边缘训练服务器进行在线训练,并根据训练好的模型进行实时推理运算,从而保证了缺陷检测的精准效果。

实施效果方面,可达到每分钟检测 150 件口罩的检测量(150pcs/m),同时可以实现 99.98% 的准确率,平均每条产线减少 2-3 名检测人员的同时,仍旧可以确保 24x7 无间断的生产。
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汇川折叠立体式口罩机视觉检测系统

值得一提的是,机器视觉正在成为工业转型升级的必备形式之一。OpenVINO™是英特尔推出的一款快速开发高性能计算机视觉和深度学习应用的工具包,希望在人工智能与异构边缘计算等领域充分发挥优势,帮助企业快速调配产能,高效柔性生产。

5、道路会曲折,但方向是对的

早几年前,业内谈论分析柔性生产的文章还有很多,但近来却慢慢变少了。

原因无他,人们对柔性生产的定位已经走过了期望高于实际的顶峰期,目前正处在恢复理性,寻找出路的阶段。一方面,概念还要讲,市场还要培育;另一方面,客户更渴望看到成熟稳定的柔性生产解决方案。 

眼下新基建概念正火,工业互联网的重要性被一提再提,市场需求越来越瞬息莫测……但一切都得往前走的,柔性生产就在前面等着被更多的了解与应用,谁先触摸到了,就有更大乘风而起的机会。

什么是柔性生产

柔性生产是指主要依靠有高度柔性的以计算机数控机床为主的制造设备来实现多品种、小批量的生产方式。

柔性生产是适应市场需求多变和市场竞争激烈而产生的市场导向型的按需生产的先进生产方式,其优点是增强制造企业的灵活性和应变能力,缩短产品生产周期,提高设备利用率和员工劳动生产率,改善产品质量。

扩展资料

柔性生产主要有以下几种方式:

1、精益生产(LP)。是美国提出的,其特点是以简化组织和强调人的能动性为核心,力求低消耗、高效率、零库存,杜绝一切浪费,其基本前提是为满足用户的高质量产品需求。

2、并行工程(CE)。也是美国提出的,其特点是对产品开发及其相关过程以组成多功能协同小组工作来进行,并在产品设计阶段就集成考虑生产制造、销售服务过程的适应性要求。

3、敏捷制造(AM)。也是美国提出的,其特点是注重适应各种变化的快速要求,以动态多变的组织结构和充分发挥技术、组织人员的高度柔性集成为主导。

4、智能制造(第一代IM,第二代CLM或HIM),是分别由日本和德国提出的,其特点是强调柔性化生产中人因的决定作用,这是以提高决策化为目的并在整个制造过程中贯穿智能活动。

参考资料来源:百度百科-柔性生产

什么是柔性制造和智能制造,有何区别?

广义而论,智能制造是一个大概念,是先进信息技术与先进制造技术的深度融合,贯穿于产品设计、制造、服务等全生命周期的各个环节及相应系统的优化集成,旨在不断提升企业的产品质量、效益、服务水平,减少资源消耗,推动制造业创新、绿色、协调、开放、共享发展。

数十年来,智能制造在实践演化中形成了许多不同的相关范式,包括精益生产、柔性制造、并行工程、敏捷制造、数字化制造、计算机集成制造、网络化制造、云制造、智能化制造等,在指导制造业技术升级中发挥了积极作用。但同时,众多的范式不利于形成统一的智能制造技术路线,给企业在推进智能升级的实践中造成了许多困扰。面对智能制造不断涌现的新技术、新理念、新模式,有必要归纳总结提炼出基本范式。

智能制造的发展伴随着信息化的进步。全球信息化发展可分为三个阶段:从20世纪中叶到90年代中期,信息化表现为以计算、通信和控制应用为主要特征的数字化阶段;从20世纪90年代中期开始,互联网大规模普及应用,信息化进入了以万物互联为主要特征的网络化阶段;当前,在大数据、云计算、移动互联网、工业互联网集群突破、融合应用的基础上,人工智能实现战略性突破,信息化进入了以新一代人工智能技术为主要特征的智能化阶段。

综合智能制造相关范式,结合信息化与制造业在不同阶段的融合特征,可以总结、归纳和提升出三个智能制造的基本范式(图1),也就是:数字化制造、数字化网络化制造、数字化网络化智能化制造——新一代智能制造。


(一)数字化制造

数字化制造是智能制造的第一个基本范式,也可称为第一代智能制造。

智能制造的概念最早出现于20世纪80年代,但是由于当时应用的第一代人工智能技术还难以解决工程实践问题,因而那一代智能制造主体上是数字化制造。

20世纪下半叶以来,随着制造业对于技术进步的强烈需求,以数字化为主要形式的信息技术广泛应用于制造业,推动制造业发生革命性变化。数字化制造是在数字化技术和制造技术融合的背景下,通过对产品信息、工艺信息和资源信息进行数字化描述、分析、决策和控制,快速生产出满足用户要求的产品。

数字化制造的主要特征表现为:第一,数字技术在产品中得到普遍应用,形成“数字一代”创新产品;第二,广泛应用数字化设计、建模仿真、数字化装备、信息化管理;第三,实现生产过程的集成优化。

需要说明的是,数字化制造是智能制造的基础,其内涵不断发展,贯穿于智能制造的三个基本范式和全部发展历程。这里定义的数字化制造是作为第一种基本范式的数字化制造,是一种相对狭义的定位。国际上也有若干关于数字化制造的比较广义的定义和理论。

(二)数字化网络化制造

数字化网络化制造是智能制造的第二种基本范式,也可称为“互联网+制造”,或第二代智能制造。

20世纪末互联网技术开始广泛应用,“互联网+”不断推进互联网和制造业融合发展,网络将人、流程、数据和事物连接起来,通过企业内、企业间的协同和各种社会资源的共享与集成,重塑制造业的价值链,推动制造业从数字化制造向数字化网络化制造转变。

数字化网络化制造主要特征表现为:第一,在产品方面,数字技术、网络技术得到普遍应用,产品实现网络连接,设计、研发实现协同与共享;第二,在制造方面,实现横向集成、纵向集成和端到端集成,打通整个制造系统的数据流、信息流;第三,在服务方面,企业与用户通过网络平台实现连接和交互,企业生产开始从以产品为中心向以用户为中心转型。

德国“工业4.0战略计划”报告和美国GE公司“工业互联网”报告完整地阐述了数字化网络化制造范式,精辟地提出了实现数字化网络化制造的技术路线。

(三)新一代智能制造——数字化网络化智能化制造

数字化网络化智能化制造是智能制造的第三种基本范范式,也可称为新一代智能制造。

近年来,在经济社会发展的强烈需求以及互联网的普及、云计算和大数据的涌现、物联网的发展等信息环境急速变化的共同驱动下,大数据智能、人机混合增强智能、群体智能、跨媒体智能等新一代人工智能技术加速发展,实现了战略性突破。新一代人工智能技术与先进制造技术深度融合,形成新一代智能制造——数字化网络化智能化制造。新一代智能制造将重塑设计、制造、服务等产品全生命周期的各环节及其集成,催生新技术、新产品、新业态、新模式,深刻影响和改变人类的生产结构、生产方式乃至生活方式和思维模式,实现社会生产力的整体跃升。新一代智能制造将给制造业带来革命性的变化,将成为制造业未来发展的核心驱动力。

智能制造的三个基本范式体现了智能制造发展的内在规律:一方面,三个基本范式次第展开,各有自身阶段的特点和重点解决的问题,体现着先进信息技术与先进制造技术融合发展的阶段性特征;另一方面,三个基本范式在技术上并不是绝然分离的,而是相互交织、迭代升级,体现着智能制造发展的融合性特征。对中国等新兴工业国家而言,应发挥后发优势,采取三个基本范式“并行推进、融合发展”的技术路线。

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国内首个5G全连接风电柔性智能工厂建成

1月11日,三一重能股份有限公司(下称三一重能)在其北京南口智能制造基地,举办了智能制造标杆企业揭牌仪式。

界面新闻在现场获悉,该工厂是国内首个5G全连接风电柔性智能工厂,并建成了国内首条风电总装脉动式柔性生产线。

IT即信息通信业,OT即工业制造业。MOM是制造管理的核心运营平台,将整体生产制造过程控管统一在一个全局运行模型框架下,将生产、维护、质量和库存等管理并列起来,并让每部分既能够独立进行强化和升级,同时彼此间又能紧密的串连与协作。

据界面新闻了解,出于投资额等方面的考虑,国内风电行业并没有类似的智能制造工厂。

这一智能制造工厂拥有五个柔性制造作业中心,两条脉动式柔性生产线,可生产3.X-6.X兆瓦的机型,单条生产线在100天内能生产了800台风机。

柔性生产是针对大规模生产的弊端而提出的新型生产模式,主要依靠有高度柔性的制造设备来实现多品种、小批量的生产方式。目前,风机制造正呈现小批量多品种的特点。

混线生产和柔性生产结合,可以避免工序等待,实现生产交付周期的缩短。脉动式生产则多用于航空制造领域,可以按节奏移动装配线。

在关键工序上,三一重能用智能机器人代替了人工。

三一重能首席数字官彭旭在接受界面新闻采访时表示,在风机的生产制造环节中,物料配送,以及变桨、偏航、传动链、电缆等关键程序,是特别需要智能制造的生产场景。

“风机的制造不是库存制,所有的生产制造都是签了订单,要按照订单的台套进行配送物料。这就特别需要物料配送的自动化。”彭旭表示。

风电产品对质量的要求很高。“以偏航和变桨系统两大风电最核心部件为例,它们对装配精度的要求非常高,人工作业模式质量难以控制,这将带来很大的安全隐患。”彭旭称,三一重能的智能制造工厂,在变桨、偏航、传动链、电缆、物料配送等关键工序,已实现全自动化、无人化的生产单元。

据彭旭介绍,风力发电机的制造周期长,但交付急,如果制造商的效率及产能跟不上,将很难拿到更多订单。

此外,风电平价时代已到来,风电整机价格不断下探,如果制造成本无法下降,产品毛利率低,将在市场中丧失竞争力。

彭旭称,在智能制造工厂中生产同样容量的风电机组,可以减少35%的工人,下线时间由3.5个小时缩短至2.5个小时,产品的不良率从0.26%降低至0.14%,提升近46%。

在智能制造工厂的搭建过程中,三一重能面临了三大难题。

彭旭表示,其一,智能制造的大部分项目为行业首创,在实践过程中经历了大量的项目验证与试错。

其二,除机器人外,智能制造工厂还应用了大量视觉技术以实现人机协作,提升装配精度,这需要突破技术难点。

其三,风机制造多为小批量多品种生产,且技术更新迭代快,生产线要兼容不同的型号产品实现柔性生产,对智能制造的设备要求更高。

“通用性是面临的最大挑战。此外,需要在通用运营软件的基础上改造运营管理系统,这一技术难点也需要攻克。”彭旭称。

目前,三一重能智能工厂已初具规模。彭旭告诉界面新闻,该类型工厂在风电领域的智能制造模式具备复制性,可为行业发展带来经验。

三一重能是三一旗下可再生能源板块,成立于2008年,主要从事风电机组的研发、制造与销售,风电场设计、建设、运营管理以及光伏电站建设运营管理业务。

2020年,三一重能在国内风电整机制造商中排名第八位,目前正在推进在科创板上市。 关于柔性生产 智能制造和柔性制造和智能制造的区别的介绍到此就结束了,不知道你从中找到你需要的信息了吗 ?如果你还想了解更多这方面的信息,记得收藏关注本站。 柔性生产 智能制造的介绍就聊到这里吧,感谢你花时间阅读本站内容,更多关于柔性制造和智能制造的区别、柔性生产 智能制造的信息别忘了在本站进行查找喔。

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