探索博世力士樂“工業(yè)4.0”落地之旅

文:2015年第六期

    在博世力士樂,“工業(yè)4.0”已不再僅僅是一個(gè)概念,博世力士樂作為“工業(yè)4.0”的領(lǐng)先踐行者,其位于德國洪堡的液壓閥生產(chǎn)線便是最有力的證明。博世力士樂憑借在價(jià)值流設(shè)計(jì)及優(yōu)化方面的豐富經(jīng)驗(yàn),對(duì)原有的生產(chǎn)線進(jìn)行“工業(yè)4.0”改造,實(shí)現(xiàn)了人、機(jī)器、物體與IT系統(tǒng)的最佳互聯(lián),讓“工業(yè)4.0”真正“可見·可行”。

    當(dāng)博世力士樂將“工業(yè)4.0”從概念變?yōu)楝F(xiàn)實(shí),這個(gè)全球領(lǐng)先的傳動(dòng)與控制技術(shù)公司前進(jìn)的步伐恰恰成為工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)的風(fēng)向標(biāo)。當(dāng)“工業(yè)4.0”領(lǐng)先踐行者和卓越供應(yīng)商博世力士樂將“洪堡工廠”范例以智能工廠演示模型呈現(xiàn)在2015工博會(huì)時(shí),“‘工業(yè)4.0’原來是這么操作的”現(xiàn)場(chǎng)最多的反應(yīng)便是如此。

    過去三十年,中國制造業(yè)的發(fā)展主要依靠勞動(dòng)力密集型的生產(chǎn)方式,質(zhì)量效益較低且缺乏核心競(jìng)爭(zhēng)力。近年來,傳統(tǒng)工業(yè)方式的發(fā)展更是遭遇瓶頸,中國制造業(yè)增速明顯放緩。面對(duì)變化莫測(cè)的市場(chǎng)需求,更具個(gè)性化的產(chǎn)品,更靈活的交貨期,更短的產(chǎn)品生命周期,與時(shí)俱進(jìn)的業(yè)務(wù)模式等諸多挑戰(zhàn),產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)迫在眉睫。對(duì)此,博世力士樂中國銷售副總裁劉天鵬先生表示,“我國的制造業(yè)市場(chǎng)面臨著重重挑戰(zhàn),制造商們?nèi)粝朐谑袌?chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占得先機(jī),首先得提高生產(chǎn)效率,實(shí)現(xiàn)‘多品種、小批量’的靈活生產(chǎn),改善產(chǎn)品質(zhì)量。而這些恰恰是‘工業(yè)4.0’可以幫助我們實(shí)現(xiàn)的。”那“工業(yè)4.0”生產(chǎn)線是如何進(jìn)行運(yùn)作的呢?2015工博會(huì)博世力士樂展出的智能工廠演示模型做出了詳細(xì)的解答。

“洪堡工廠”獨(dú)特的“工業(yè)4.0”構(gòu)造
    “工業(yè)4.0”概念是以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命,旨在通過充分利用信息通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)空間虛擬系統(tǒng)—信息物理系統(tǒng)(Cyber-PhysicalSystem)相結(jié)合的手段,將制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型。博世力士樂洪堡工廠所展現(xiàn)的智能化特性包括:操作人員自動(dòng)識(shí)別及工作指令智能調(diào)整;組裝線所需物料也可基于RFID射頻識(shí)別技術(shù)自動(dòng)識(shí)別和分配;獨(dú)立手工工位生產(chǎn)系統(tǒng),組裝線產(chǎn)能可智能調(diào)整;工序出錯(cuò)和質(zhì)量偏離預(yù)警管理;可選配APAS助手,人機(jī)無縫協(xié)作;亦可選配無線擰緊槍,集成流程質(zhì)量控制器;所有生產(chǎn)工序經(jīng)車間自動(dòng)化控制平臺(tái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制,生產(chǎn)數(shù)據(jù)由車間管理系統(tǒng)收集、分析、處理。這些特性呈現(xiàn)出的最大特點(diǎn)就是智能化。

    在過去的十余年,博世力士樂作為“工業(yè)4.0”領(lǐng)域的卓越供應(yīng)商,針對(duì)智能制造和互聯(lián)工業(yè)積累了深刻的理解和豐富的經(jīng)驗(yàn)。博世力士樂董事總經(jīng)理劉火偉先生表示:“基于博世生產(chǎn)系統(tǒng)BPS的價(jià)值流設(shè)計(jì)能力可以根據(jù)制造商工廠自動(dòng)化水平的不同程度,為其設(shè)計(jì)或優(yōu)化價(jià)值流,幫助制造商實(shí)現(xiàn)精益生產(chǎn),從而應(yīng)對(duì)越來越嚴(yán)苛的市場(chǎng)挑戰(zhàn),這就是‘工業(yè)4.0’的精髓所在。”“工業(yè)4.0”最終要義需要回歸到生產(chǎn)線上,如何在生產(chǎn)線落地是現(xiàn)場(chǎng)觀眾最大的疑問,展會(huì)現(xiàn)場(chǎng)博世力士樂技術(shù)工程師給大家做出了精彩的解答。

“洪堡工廠”液壓閥生產(chǎn)線讓“工業(yè)4.0”概念真正變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)
    博世力士樂位于德國洪堡的液壓閥生產(chǎn)線是“工業(yè)4.0”最有力的體現(xiàn)。憑借在價(jià)值流設(shè)計(jì)及優(yōu)化方面的豐富經(jīng)驗(yàn),對(duì)原有的生產(chǎn)線進(jìn)行“工業(yè)4.0”改造。改造后的生產(chǎn)線能夠零切換生產(chǎn)6大產(chǎn)品家族的2000多種不同產(chǎn)品,并且實(shí)現(xiàn)小批量定制化生產(chǎn)甚至是單一產(chǎn)品生產(chǎn),在提升生產(chǎn)效率10%的同時(shí)減少30%的庫存。此生產(chǎn)線因?qū)崿F(xiàn)了人、機(jī)器、物體與IT系統(tǒng)的最佳互聯(lián)。為此,劉天鵬先生詳細(xì)介紹了“洪堡工廠”液壓閥生產(chǎn)線五大優(yōu)勢(shì)。

1丨無需切換工裝
    洪堡工廠改造項(xiàng)目開始設(shè)計(jì)之初,物流與生產(chǎn)部門便與生產(chǎn)計(jì)劃與總部直屬IT部門密切合作,對(duì)制造工藝流程和價(jià)值流展開研究,共同建設(shè)性地把現(xiàn)代化的創(chuàng)新理念付諸實(shí)施。讓洪堡工廠生產(chǎn)線完美結(jié)合生產(chǎn)和物流,能夠在無需進(jìn)行技術(shù)和物流換工裝的條件下生產(chǎn)眾多產(chǎn)品種類,切換時(shí)間由原本的40秒變?yōu)榱闱袚Q,極大地提高了生產(chǎn)效率,帶來了巨大的收益。

2丨個(gè)性化互聯(lián)工位
    人、機(jī)器和產(chǎn)品的互聯(lián)是提高靈活性、加速流程及掌握產(chǎn)品多樣性的核心工具。通過前后工序的信息準(zhǔn)備,洪堡生產(chǎn)線能夠?qū)崿F(xiàn)直觀的操作引導(dǎo),從而使人始終處在增值流程的核心地位。設(shè)計(jì)人員在生產(chǎn)線上設(shè)置一系列功能,使員工的工作更加輕松自如:組裝工位可個(gè)性化地進(jìn)行調(diào)整,在屏幕上采用合適的字體大小和母語來顯示所需的信息,并針對(duì)具體的組裝工序顯示相應(yīng)的深度信息;員工可佩戴藍(lán)牙,重要信息可通過藍(lán)牙自動(dòng)傳遞給組裝工位。在工作中,每個(gè)產(chǎn)品的工件托盤都配置一個(gè)帶有其識(shí)別編碼的RFID射頻識(shí)別芯片,以此控制托盤在生產(chǎn)線上的運(yùn)行,同時(shí)及時(shí)了解在每個(gè)工位上所需的組裝工作和材料等情況。實(shí)現(xiàn)個(gè)性化互聯(lián)互通。

3丨人作為指揮者的分散式生產(chǎn)計(jì)劃
    洪堡工廠液壓閥生產(chǎn)線與原有生產(chǎn)線相比,生產(chǎn)方式截然不同。生產(chǎn)線不再由中央SAP系統(tǒng)控制,取而代之的是機(jī)器在車間通過車間軟件解決方案OpconSuite自行控制。這種分散式生產(chǎn)計(jì)劃能及時(shí)報(bào)告自身的可用情況、是否需要保養(yǎng)或者發(fā)生故障等信息。此外,洪堡工廠生產(chǎn)線還搭載了智能動(dòng)態(tài)生產(chǎn)管理系統(tǒng)ActiveCockpit,生產(chǎn)信息及控制系統(tǒng)采用可靈活擴(kuò)展的App進(jìn)行工作,將“工業(yè)4.0”生產(chǎn)過程中所需要的全部數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)可視化并高效溝通,快速有效地解決生產(chǎn)過程中遇到的問題。當(dāng)然,最終的決策權(quán)仍然掌握在人的手中,他能獲得包含所有及時(shí)可用信息在內(nèi)的支持文件,以此為依據(jù)做出正確決定。

4丨結(jié)合供應(yīng)商和客戶的生產(chǎn)聯(lián)盟
    洪堡工廠液壓閥生產(chǎn)線的構(gòu)建以提高生產(chǎn)基地競(jìng)爭(zhēng)力為目標(biāo),力求更好地應(yīng)對(duì)市場(chǎng)變化,使產(chǎn)品更快地在市場(chǎng)上運(yùn)作,并用更低的成本覆蓋更高的產(chǎn)品多樣性。生產(chǎn)線配置了各種完備功能,為下一個(gè)發(fā)展步驟做好了準(zhǔn)備,未來將供應(yīng)商和客戶結(jié)合到流程當(dāng)中,并把產(chǎn)品的智能傳遞給客戶,為客戶提供最大增值服務(wù)。

5丨更大的透明度和更高的安全性
    在洪堡工廠多品種生產(chǎn)線上,零部件多種多樣,給生產(chǎn)線提出了更高的要求。需要所有的零部件都必須以正確的數(shù)量在正確的時(shí)間點(diǎn)上出現(xiàn)在正確的位置。此外,生產(chǎn)線還必須很好地結(jié)合在工廠的物流流程以及其它的生產(chǎn)線之中。由于生產(chǎn)數(shù)據(jù)的高度數(shù)字化,洪堡工廠的工業(yè)4.0生產(chǎn)線具有更高的安全性,能夠做到工序出錯(cuò)和質(zhì)量偏離預(yù)警管理。生產(chǎn)線加入多種避免操作者出錯(cuò)的防呆設(shè)計(jì)。同時(shí),生產(chǎn)線出現(xiàn)故障的時(shí)間能盡可能縮短。

完美“工業(yè)4.0”解決方案助力制造業(yè)發(fā)展
    博世力士樂對(duì)洪堡工廠生產(chǎn)線“工業(yè)4.0”的成功改造固然讓人驚喜,能否將其應(yīng)用在其它生產(chǎn)線成為了新的疑問。

    “博世力士樂在‘工業(yè)4.0’領(lǐng)域積累了深刻的理解和豐富的經(jīng)驗(yàn),能夠?yàn)橹圃焐烫峁捻?xiàng)目咨詢到軟件硬件一體化的定制解決方案,助力制造商實(shí)現(xiàn)智能制造,為自動(dòng)化提供全新的自由度。”面對(duì)大家的疑問劉天鵬先生如是說。“目前,秦川機(jī)床與博世力士樂已簽署戰(zhàn)略合作備忘錄,計(jì)劃對(duì)公司的機(jī)器人減速器生產(chǎn)線進(jìn)行升級(jí)優(yōu)化,提高其自動(dòng)化和智能化水平,最終達(dá)到‘工業(yè)4.0’的要求。”據(jù)悉,此項(xiàng)目總投資額為3800萬元左右,預(yù)計(jì)將于2016年交付完成,其投資回報(bào)期在兩年半至三年之間。

    談到選擇博世力士樂作為秦川機(jī)床首個(gè)工業(yè)4.0生產(chǎn)線戰(zhàn)略合作伙伴的原因,秦川集團(tuán)董事長(zhǎng)龍興元先生表示:“我們選擇博世力士樂肯定是看中他的整體解決方案。首先,博世力士樂的數(shù)控系統(tǒng)非常先進(jìn),比如MTX,它的掃描時(shí)間比國際上同行的速度大概快4倍,并且博世力士樂還能夠提供液壓系統(tǒng)、直線運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)等等成套的領(lǐng)先解決方案,這對(duì)于國內(nèi)機(jī)床技術(shù)領(lǐng)域非常重要;第二,針對(duì)整個(gè)智能生產(chǎn),特別是機(jī)械制造、電子等領(lǐng)域,博世力士樂在精益生產(chǎn)方面的經(jīng)驗(yàn)非常豐富,他們的BPS博世生產(chǎn)系統(tǒng)我們都去看過,這也是我們選擇博世力士樂的原因之一;第三,博世力士樂能夠提供車間軟件解決方案與ERP等系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián),對(duì)于我們來說,這些經(jīng)驗(yàn)的補(bǔ)充也非常重要。我們秦川做機(jī)床,是吃‘硬菜’的,以后要轉(zhuǎn)型了,要學(xué)會(huì)吃‘軟飯’,吃軟能力,軟能力就是指軟件和系統(tǒng)集成,我覺得工業(yè)4.0的精髓就在這。我們的合作伙伴博世力士樂是軟硬兼修的,軟能力也非常的強(qiáng)。”

    “中國制造2025”是中國政府和中國所有制造業(yè)者的共同理想,而“工業(yè)4.0”則是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的有效途徑。率先擁有工業(yè)4.0生產(chǎn)線的企業(yè),將對(duì)提升自身競(jìng)爭(zhēng)力,在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出,起到至關(guān)重要的作用。作為“工業(yè)4.0”領(lǐng)先踐行者和卓越供應(yīng)商的博世力士樂希望通過創(chuàng)新的技術(shù)助力中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),為推進(jìn)“中國制造2025”做出貢獻(xiàn)。

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