兔哥参观的成都西门子数字化工厂是生产PLC(可编程序控制器)的。不懂PLC是什么也没关系,可以理解为是一种电子产品,属于一个典型的离散行业。
下面是一道思考题:三个人分开画一个鸡蛋,各画三分之一,如何保证三张图能完美地拼在一起呢?
有点难吧?那如果是三万个人呢?三百万个人呢?
离散行业最大的特点就是,它真的很离散……
像飞机、汽车这样复杂的产品,需要有几十万、甚至上百万个零部件,不但整机要经过产品设计、生产规划、制造工程、生产执行和售后服务这几个阶段,每一个零部件也要经历这个过程。任何一个阶段出了问题,最后的产品都可能组装不起来,所以这个研发周期很长。而且,一旦生产线运行起来了,想换型号是很难的。
我们常说做一家工业企业远比做一家互联网企业难得多,就是因为工业的协作体系太大、产业链太长,即使企业内部有一些管理系统,也就像是一地的鸡蛋碎片,想把这个图拼好实在是不容易。
数字化工厂的解决方案其实很简单:不管是三个人还是三百万人,都在同一张图上一起画。
虽然说得神乎其神,但其实数字化工厂就是提供了一张底板纸和一个底层数据库,然后把原来的一个个系统——研发、生产、制造、服务等都插进去,构成一幅拼图,这也就是所谓工厂的“数字化双胞胎”。
具体怎么做呢?
我们可以想象一个企业,从研发开始,到生产规划、制造工程、生产执行,这是一个完整的生命周期过程。在这个过程中,我们从产品设计开始,研发部门把设计产品的元器件清单、组装图、测试条件等信息放进一个数据库里,第一步就完成了,一个1.0版的产品数据模型就做好了。
接下来到了第二步——生产规划部门,如果我们还用刚才那个数据模型,内容就不够了,因为那里只有设计参数而没有生产参数。所以我要继续输入如何把产品生产出来的数据,比如工艺流程、质量标准这些东西,这个数据库自然就扩大了,从而变成了数据模型2.0。
到了第三个部门——制造工程部门,要对生产机床进行编程,各种自动化组态、程序调试使制造环节的数据进一步扩大,形成数据模型3.0。在这个过程中,我可能还需要从ERP来调用生产订单的信息,从PLM那里得到产品设计信息,然后还要从物流系统中得到物料信息,把这些综合在一起和生产线进行互动形成生产,这个环节就是运营管理。(www.daowen.com)
就这样一步一步地从1.0到N.0,这个数据模型会越来越大,在一个数据库中不断扩展开来。以前是各画各的纸,然后根据一个标准拼起来,现在是大家都在同一张纸上画,一笔一笔地添上去,由“接下来……接下来……”变成“一边……一边”。这个数据模型就是虚拟工厂,当虚拟工厂和真实工厂实现了互动和同步,一个数字化工厂就形成了。
数字化双胞胎,图片来自西门子公司
具体到一个数字化工厂的形态,其实没有什么黑科技,就是生产控制的自动化系统、制造执行的MES系统、财务管理的ERP系统和产品生命周期管理的PLM系统,基于同一个底层的数据模型根据需要缺哪个补哪个,仅此而已。
(离散工业数字化工厂,图片来自西门子公司)
那它的好处在哪里呢?
举个例子来说,我们要造一部手机,这就是一个典型的离散制造。
在传统的手机制造业里,我们怎么做手机外壳呢?
第一步是对外壳进行设计,设计完之后要做出一个真实的模具来,然后再对模具注塑,注塑完了以后才能生产出塑料外壳。
那么数字化工厂要怎么做?
外壳设计完了以后直接生成CNC数控机床程序,CNC程序直接灌注到加工机床中,加工机床直接会做出来外壳。这样一来就节省了步骤、提高了灵活性、缩短了产品上市时间、保证了产品质量,这就是数字化生产方式的好处。
(数字化生产方式与传统生产方式的对比,图片来自西门子公司)
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