Loading
0

什么是数字化工厂?为什么一定要做数字化工厂?

一、什么是数字化工厂?

1、数字化工厂的定义

要想理解数字化工厂的概念,我们首先得理解什么是数字化。

“数字化,即是将许多复杂多变的信息转变为可以度量的数字、数据,再以这些数字、数据建立起适当的数字化模型,把它们转变为一系列二进制代码,引入计算机内部,进行统一处理,这就是数字化的基本过程。”这一段化来自百度百科,简单概括一下就是将数据、信息、符号、图标等转变成数字信号存入计算机。

对于我们工厂,常见的信息存储介质有二维码、一维码,产品的所有信息:来料、异常、时间周期、生产设备、生产人员等,都可以转换成条码的形式。我们将数据通过软件录入电脑,电脑生成条码,条码粘贴在产品上;读取时通过扫码枪、手持终端等。

2、如何采集数据?

① 传统人工采集

传统的工厂在没有导入自动化设备之前,通常都是通过手持扫码的方式录入和采集的。比如我们常见的快递分拣、商超,也是这种形式。

供应商或仓库把商品送到超市时,收货员点检数量,核对单货信息后,将该批次的信息通过扫码枪或人工通过键盘的方式录入电脑。此时电脑软件内拥有了该批次的商品信息,待客户购买该批次某一件商品时,收银员扫码,此时系统会显示该商品的价格。同时,系统会将商品销账。

软件除了上述功能,还有很多智能化的功能。比如说,当该商品库存到达一个设定值时,系统会自动提示管理员进行补货。这就是一套WMS(Warehouse Management System,仓储管理系统)。

数字化工厂

图1 商超的WMS系统的流程

上图即为商超的WMS系统的流程,粗线体表示物料实际流转的物理状态流,细的线体表示信息流。

数字化工厂

图2 商品从供应商到最终客户手里的流程

如上图所示,我们可以看到,商品从供应商到最终客户手里,需要经过“扫码入库、从库里出货码货到货架、然后待客户拣选、最终收银员扫码、客户完成购买”等一长串的流程。其中可能还会包括商品丢失、理货员报失补货、商品过期退库等诸多流程。

这是一个开环的流程。

数字化工厂

图3 从供应商送货到收银员扫码销账

形成了一个信息流的闭环

从该图我们可以看出,从供应商送货到收银员扫码销账形成了一个信息流的闭环。

而商超系统里面,信息的传递是通过人工扫码来实现的,这就是比较传统的一种信息采集方法。

② 自动化设备采集

自动化设备的采集原理和人工采集的原理是一样的,只不过我们产生的数据和数据的存储介质多了一些而已。比如说,我们的传感器数据,也是可以被采集上传给系统的。而这些数据也是可以存储在RFID里面。

数字化工厂

图4 自动化设备的采集原理

最终,采集的数据我们通常会通过网络的形式传入系统。而系统也会通过网络发送命令给设备,告知设备要生产什么产品。

数字化工厂

图5 工厂云平台

我们可以通过MES/SCADA/PLM/WMS/SAP/SRM等系统构成一个完整的“工厂云平台”。

这就是我们的数字化工厂,以数字指令的形式来执行订单,出货和异常信息也都会变成数字信息存入我们的系统数据库。

二、我们为什么要做数字化工厂?

那么,我们记录这些信息有啥用呢?仅仅只是为了终端客户扫码时能查询到产品信息?能够进行质量追溯吗?

1、数字化工厂的目的

如上文,超市的WMS流程图,我们可以看到,人工扫码入库和码货至哪一个货架都是由WMS来告知理货员的。WMS的系统可以知道哪一排货架缺了什么商品;仓库内哪一种商品还有多少库存;它甚至还知道某一种商品比较畅销,可以提醒管理员提前备货。

理货员不用跑来跑去频繁查验货架的货物存储量,只需等待系统下达的指令即可。这可大大降低人员的工作量!当然,也会存在一些问题是系统监测不到的,比如说,商品被偷了,或者说有个顾客拿了商品,过会转念一想又不想买了,把商品放置在了其他货架上。这时候,就需要我们的理货员定期做盘点了,虽然这些是小概率事件,但是通过累积之后,也是不容忽视的。盘点的目的就是为了消除这些系统监测不到的现象。

这就形成了一套“可视化管理系统”。

2、可视化管理系统简介

可视化管理系统最早是丰田提出的,是精益生产的一种概念。最成熟的应用案例就是,我们会把产品的状态标识成“红、黄、绿”等颜色,红色代表报废或者不良、黄色代表在流转或者异常、绿色代表产品正常。

我们也会在WMS建立虚拟货架,标识货架内货物的状态,最终以图表的形式展示给管理者。

这就是数字化的一个应用,通过可视化的数据引导管理者做出更正确的决策。

慧都MES解决方案

3、生产企业数字化的应用

在生产企业中,我们可以通过数字化实现产品追溯、质量管理、生产管理、人员管理等。

比如说,如果有一个产品出现了质量问题,我们可以通过扫码查询到这是哪一个设备生产的,生产时间和生产人员都可以追踪到。这是数字化最基础的一个应用。

更深层次的,我们可以把质量信息统计起来,把所有的生产设备形成一个图表监控起来。进而来做数据分析。比如说,我们的系统可以知道,某台设备最近在某个时间段频繁出现不良,那么系统就会告知管理者排查故障。通过数据分析,我们进行判断是人员问题,还是设备问题。最终解决问题,达到提高产品质量的目的。

4、数字化的最终目标

工厂实现数字化只是一个阶段性的过程,我们最终是要实现智慧工厂。而在实现智慧工厂的进程中,我们还需要深入贯彻落实精益生产的理念。如上文所述,我们监控设备信息最终是为了提高产品生产质量。同样的,我们监控库存信息,目的是为了降低库存,提高周转率;监控生产节拍是为了查看瓶颈工艺,进而消灭瓶颈,达到提高产能的目的。

综上,我们监测任何一种数据最终都是为了分析数据,进而提升产能、降低成本、提高良率。数字化和精益生产是相辅相成的,脱离了精益生产而去谈数字化,就都是空谈了。

慧都MES项目现场效果图

慧都MES项目现场效果图

同时,光靠企业自身的力量很难完成这些复杂的工作,这就需要选择合适的合作伙伴,帮助企业理清思路,加速进程。那么制造企业该如何选择智能工厂建设的合作伙伴?笔者认为,关键点并不是天花乱坠的概念,也不是五花八门的路线图,而是企业自身的现状与需求。这两个因素决定了企业智能工厂建设的起点。

比如重庆慧都科技,国内著名的国家高新技术企业,近几年发展迅猛,特别是在智能制造领域主打定制化,根据制造企业的生产现状结合实际困难与需求定制开发,目前国内多家大型企业比如中海油、航天科工、伟创力、比亚迪等大型制造企业均是慧都的客户,想详细了解的可以访问慧都网咨询!