智能化:装备制造企业高质量发展之路

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作者:无, 字数:16920

  摘 要:装备制造企业的高质量发展需要从企业内部因素和外部环境两方面着手。从企业内部看,装备制造企业的规范化、科学化发展离不开智能化助力,尤其进入国家“十四五”规划初期,各大型制造企业纷纷将智能制造作为企业“转型升级”的主要抓手。所谓的智能制造,具体就是要通过完善自动化、制造执行、产品寿命周期管理、运营和结合相关平台系统的优化建设的方式来实现智能制造,从而推动装备制造企业生产效率和效能质量的提升,合理控制企业成本,促进企业经营管理整体上水平。与此同时,也应关注到外部政策的变化。近年来国家及地方政府陆续出台了不少关于推动智能制造方面的支持政策,对于装备制造企业的高质量发展同样具有关键性意义。综合来看,实施智能制造需要系统整合各方资源,积极把握、争取政策,通过科学合理的规划和新技术设备的应用来推动我国装备制造业的持续稳定发展。
  关键词:智能化工厂;装备制造业;高质量发展;风力发电机组
  中图分类号:F426.61      文献标志码:A      文章编号:1673-291X(2020)26-0012-03
  引言
  我国装备制造企业正面临新一轮“智能制造”模式变革,生产方式也将从传统模式向规模定制、自动排产、无人少人化等方向不断发展。基于当前装备制造业发展大环境背景,重新定义相关工艺,是保障装备制造业持续稳定发展的重要前提和基础条件。传统装备制造企业对于智能化工厂建设存在迫切需求,要求尽快调整生产模式。实施智能制造不但有助于企业提高产能效率、产品质量、降本增效,更是主动迎合市场发展实际需求。智能化工厂的建设是装备制造企业根据市场的要求变化所作出的相应的调整,能够为用户提供更具个性化、科学化的服务。因此,企业规划及实施智能化意义重大。
  一、探讨我国装备制造业智能化方向发展的基本任务和方式路径——以风力发电设备制造厂为例
  从我国装备制造业发展的整体情况来看,推动产业结构优化升级和调整创新发展方式,以及落实装配制造企业智能化改造,是现阶段较为紧迫的任务。尽管我国装备制造企业现阶段在现代化信息技术的应用水平逐步提升、企业信息化发展等方面已经取得一定的成效,但整体来讲,现阶段装备制造企业的信息化水平仍有较大的提升空间。首先,在信息系统的集成方面能力有所欠缺,各个系统之间的衔接性、整合性不强,相互独立、彼此分离,从而导致许多信息资源得不到及時共享,信息孤岛的现象明显。其次,在信息系统的部署方面,由于与管理组织结合性不强,使得许多信息化投资发挥不出应有的集成效果。这些都造成我国装备制造业智能化建设的障碍。由此可见,我国装备制造业智能化发展需要以自动化装备、工业软件、流程整合等为主要对象,进一步完善相关内容的系统集成,打通信息资源交互渠道。
  风电智能化工厂是典型的离散性制造项目,亟须“换挡升级”。推行智能化制造将有望改变风电劳动密集性的产业属性,重塑人员组织结构,抢占制造业新一轮竞争制高点。智能制造要从设计端、制造端下工夫,如设计端,要从设备供应商向智能解决方案提供商转变。要加快推进智慧系统与风电整机融合,提升机组稳定运行能力和增效能力,为客户提供在线监测、远程诊断及云服务等智能化解决方案,全面提升风机和风场智能化水平。制造端,需要拓宽工业机器人应用领域,以自动化机器人取代人工体力劳动,自动拧紧变桨轴承螺栓;大幅提高叶片制造和检测手段,开展叶片设计软件的开发等工作,以及对于自动化设备和相关的传感器设备、MES和WMS、ERP和PLM的优化完善。
  (一)自动化设备及相关传感器等设备的优化完善
  风力发电机组最关键部件的加工制造和装配工艺的要求较高,传统的设备支持和工艺方法已经不足以满足风力发电机组建设装配的实际需求,不能适应智能化工厂建设需要。因此,要尽快实现规模化、自动化的机架焊接,借助自动化加工设备加工机架等相关零件设备,并建立起FMS线,以便可以在桁架机械手的支持下,实现工件输送、加工的自动化。引进机械手臂进行高强度的装配、清洗、轴承螺栓机器人自动拧紧等工作,有效解决制造环节中劳动强度大、质量控制严、安全要求高的问题。应用AGV小车,能够规划车间物流的有序发展,且此种方式更为环保、便捷,节省人力。在数字化技术的支持下,实现有效的人机协同,能够进一步规范生产,提升生产效率和提升物流的有序性,在节省相应费用的同时,还能够避免制造现场大量制品的堆放,提升制造现场的规范性。在优化完善相关的设备的同时,还要重视管理人员决策判断的能力水平的提高。生产体系智能化绝不能完全替代人类的决策和操作,决策者只有不断强化自身的决策水平,才能够更好适应装备制造企业的智能化发展,才能够真正意义上实现高效生产,提高经营效益。在优化相关设备的同时,要考虑到企业生产经营的应收账款和库存压力,要以企业经营实际情况为依据,避免增加折旧成本。
  (二)制造执行的优化完善
  作为装备制造企业生产过程中必不可少的部分,制造执行系统发挥着企业资源计划和设备有效控制的桥梁和纽带作用。制造执行系统主要是要负责实际生产计划的执行,对生产的产品、技术工艺、生产设备和产品质量等相关数据进行高效的收集和传输,还要对生产过程中的一些原料、成品、半成品等进行合理的库存管理,确保相关材料能够及时、有效地应用到具体的生产工作之中。制造执行还涉及到对生产车间现场的管理与执行,要对生产的过程进行细致、全面有效的监控,处理好生产控制和过程追溯性等相关问题。并对涉及到的相关生产计划、基础数据、物质资料、设备、工具库等各方面进行有效管理。
  制造执行系统旨在于PLM、物流管理系统等有效结合,对企业生产过程进行细致、实时的管控,致力于构建起切实可行、完善高效的管理平台,发挥各个系统的优势作用。在制造执行系统的支持下,企业产品产量、质量相关指标目标值实现了有效转化,成为制造生产的计划标准。并以此为依据,产生科学、合理的生产指令,使有关设备控制系统在指令要求下合理运行,并能够在特定的时间要求下规范地完成相关动作,实现产品的生产制造。这一过程,充分保障了产品生产制造的规范性和合理性,较传统生产模式而言,生产效率更高,生产质量显著提升,只需要将生产指标控制在预期目标值范围之间,即可展开高效、细致、系统的生产制造。制造执行系统的优化完善,需要扎实的管理人员队伍的重大力量。企业应当从人才培养的角度着手,积极展开正规专业节能培训,培养人才的创新意识和技能水平。企业应当坚持科学的长远发展理念和思想,通过培养高素质智能制造专业人才,积极投入到制造执行系统优化完善等相关工作中,为智能制造企业智能化发展创造强有力的人才支持。   (三)完善产品寿命周期的有效管理,提升运营智能化效果
  ERP不仅负责把企业生产人员、基础数据、财务、订单计划等方面的内容传输给MES,还要负责对企业的生产和运营做出细致、清晰的总体规划。规划内容中要涵盖人力资源有效管理、财务管理、材料采购、基础数据、订单管理等多方面的内容。基础数据指的是企业内部的人员数据、与工厂相关的基础数据、物质资料数据等的有效整合,这些数据集合是MES执行的有效依据。产品寿命周期是MES生产计划产生的基础,在物料需求计划的支持下,能够合理预测市场需求,并依据顾客的订单需要制订出细致的生产计划。再结合后续产品生成进度计划,对产品的库存进行有效管理,在计算机的帮助下判断需要的物料总量和相应的期限时间,从而明确材料的具体加工进度状况和产品订货日程的实际情况。PLM则要负责产品的设计与研发,同时要将相关的产品工艺数据等传输到MES之中,为MES后续展开实际生产提供工艺标准依据。PLM作为产品设计与制造的数据中心,能够汇集各类产品的数据,从产品结构着手,对相关数据进行细致、明确的分类和保存。要保证相关数据之间的关联性和储存的有序性,设置科学有效的版本,合理高效地控制产品的生命周期;同时,做好安全控制方案的科学设计,进一步拓宽数据查询的渠道和方法,进而发挥工程数据中心,即PLM在产品数据方面的优势作用,提升产品数据的共享效果和准确度,确保相关产品数据信息的完善、细致、有效,提升产品数据的安全性。依托数字化工厂,把相关产品的装配工艺、工厂布局、產线虚拟运行等相关信息提供给制造企业运营管理系统。
  二、探讨装备制造业智能化发展的成效
  (一)装备制造企业的智能化发展,把企业产品设计、生产工艺、制造、生产管理、监测等多个环节进行了整合优化升级,将提升企业管理与决策的智能化和科学性
  互联网、大数据的支持,不但有益于做好企业内部资源优化配置,提升操作的自动化、智能化水平,而且对于推进装备制造企业决策、管理的精细化、智能化、科学化有着重要意义。在产品的设计方面,能够依托三维计算机的优势作用,在产品设计、制造、物流等全方位环境中有效贯穿产品信息,进而提升产品生命周期管理的效果和水平。从工艺规划的角度分析,自动化焊接、装配水平的提升,实现了风力发电机组关键零部件加工、系统装配过程的高效发展,真正实现了输送、加工、安全有效依靠机械手臂展开。AGV小车能够优化车间物流、提升物流的有序性、提升物流效率和质量,能够在车间内的工业网络通信环节建立起人员与系统、设备之间良好的信息交互关系,提升信息的集成效果,还能够在产品生产的过程中进行高效、高质量的信息数据的收集、分析与信息交互,进而能够全面细致地对产品现场加工操作、生产设备状态、制造进度等相关信息进行综合的分析,发挥制造执行系统的优势作用,进一步推动装备制造企业生产水平的精益化水平提升。在制造执行系统的支持下,生产设备的产能和生产的物质资料,以及生产工艺等实现了高效的信息化管理。物质执行系统还能够充分应用生产过程中的各种参数,进行完善、细致的数据收集和整合,并顺利地完成档案管理,完备生产档案。通过上述流程,能够促进生产过程管理的精细化管理水平发展,提升对生产过程管理控制的有效性。
  (二)装备制造企业智能化建设还将有效构建全过程可追溯体系
  在识别技术日益发达的支持下广泛应用识别技术对材料进行科学的批次管理,对于一些十分关键、核心的产品进行完善的单品管理,能够建立起完善的正逆向谱系追踪机制,实现对产品生产中一些零件等的有效追踪与实时监控。此外,还推动了全流程业务平台的协调性的提升,在信息共享方面也取得了巨大的成效。借助制造执行系统、产品寿命周期管理系统等的有效支持,能够建立起多个系统优势作用于一体的高质量的协同机制,进而能够实现相关产品生产计划、生产工艺、生产配方、具体执行等相关数据的高度透明化,促进内部物流管控体系的科学建设,提升产品生产的可控性和整体质量。全过程跟踪和控制机制的建设,能够对生产的各道工序设备进行系统的联网管理,进而能够实现相关数据的实时收集,分析效率更高,还能够发挥相关数据的预警功能。在设备联网的有效支持下,制造执行系统能够对相关工艺的参数情况以及设备运行、报警等参数情况进行合理的收集,做到实时的管理,从而提升质量管理的有效性,实现在产品生产过程中进行合理有效的控制,不必再局限于事后分析。装备制造业的智能化建设能够为装备制造企业创造更丰富、系统、科学、高效的数据支持,以而提升企业管理决策的科学性;赋予相关设备机台自动上传相关参数信息和技术信息的功能,发挥相关终端设备对产品产量的自动化统计、实时监控查询、有效跟踪的作用。在制造执行系统的支持下,随着生产设备数据交互过程的自动化水平显著提升,获取到精确的生产实际数据,从而能够为产品生产提供细致、完善的数据支撑,有助于在第一时间解决相关问题。
  (三)将有助于高质量的质量管理系统的建设,提升产品生产的透明度
  实施智能制造,不仅能在产品生产的全过程中进行细致、实时的监控,更有助于优化落实质量管理工作,还能够对原材料、成品等进行细致的质量管理与监控,以便于不断调整物质资料的使用和具体的生产工艺。对于一些模具和相关设备,在投入生产前也要做好检验,确保相关设备、模具规格符合标准。发挥生产过程中工艺参数对于产品质量事中控制作用,此外,在相关检测仪器的支持下,也可借助相关数据落实后续的物料质量管理工作。同时,装备制造企业的智能化建设大大提升了产品生产的透明度,能够对生产过程中各个设备的运行状态进行细致、高效的监控。相关设备具有通信功能,能够有效监控各类程序、设备的运行状况,同时能够对设备的故障、开启、停止等细致的监控与管理。相关人员能够借助看板查询设备生产的实际情况和对相关计划执行情况进行全面的审查,监督相关建设生产和计划的实施进程。
  结语
  为进一步提升我国装备制造业的整体水平,更好推进装备制造企业的智能化建设,促进企业经营效益的提升,需要企业在做好广泛调研的基础上,进一步梳理基础需求,做好智能制造规划及分步改造实施工作,通过调整相关工艺、新的技术设备的应用及内部管理流程再造来提高企业的竞争力。同时,也要高度关注、积极把握政府政策的有利空间,充分运用好政府投入的科技创新资金。此外,为了更好适应新时代装备制造企业智能化发展的切实要求,要加强相关人员自身专业素质紧迫性强化建设,及时查漏补缺,补齐短板;鼓励干部员工积极参与进修、培训活动,从而保持敏锐的发展眼光,做好科学的自设定位。要在企业内部建立良好的沟通和交流机制,实现相关经验、数据的高效传递,并丰富内部人员的进修培训和绩效考核方式,打造一支具有扎实的专业技能水平和创新意识的团队。
  参考文献:
  [1]  夏梅.智能化:装备制造企业高质量发展之路——以风力发电机组关键零部件智能化工厂项目为例[J].经济师,2018,(9):54-55,133.
  [2]  李杨杨.影响风力发电机组并网系统稳定性的因素分析[J].节能与环保,2020,(4):20-21.
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