工业4.0时代,你的企业能够接受全部订单吗?(1)

MES——被企业滥用的抗生素

MES,很多企业在思考技术升级的时候,脑海中浮现的第一个单词。MES和自动化工厂能够帮助企业扩大接受订单的范围吗?你能够接受只加工一件的订单吗?你能够接受数百万的订单,并且能够准时交付吗?如果这些技术革新并没有改变企业的销售状况,那么工业4.0是另外一个答案吗?

这个问题困扰着企业的管理者。是什么原因,导致企业拒绝客户的订单?第一条原因就是没有利润。有利润才能保证企业的生产。这条原因再简单不过了。但是,企业经常能够完成表面上看没有利润的订单,也就是说,产品销售价格已经低于制造成本。这些现象使我们不得不深入思考制造的本质——到底什么是成本。

工业4.0时代,如何得到毛坯?

毛坯就是还没有达到零件设计精度之前的产品。毛坯上还保留多余的材料需要去除,这个余量越小,耗费的加工时间越短,制造成本随之降低。快速高效的将原材料转化成接近产品最终状态的半成品,是降低制造成本的重要手段。

产品如果从标准原材料开始,例如钢材或铝材的棒料、板料开始产品的加工,势必导致巨大的材料浪费,同时也要耗费更多的加工和辅助时间。因此,简单的原料降低的成本,只是让企业延后支付而已。

精密铸造出来的毛坯,使加工余量降到最低。但是铸造工艺本身需要模具,却大大降低了这个工艺的灵活性和时效性。如果没有足够大的订单,模具费就是一个巨大的成本包袱。

3D打印,这种依靠添加材料的手段,能够大大缩短这一时间,因此在智能制造领域极具竞争力。相比传统的铸造这种依靠融化金属制造毛坯的方法,3D打印能够大大降低能源的消耗和对环境的污染。同时,3D打印能够完成更复杂的零件形状和更小的余量。

工业4.0时代,如何去除毛坯上多余材料?

所有多余的材料脱离毛坯,都需要相应的切削力产生和能量。为了达到设计的质量要求和性能指标,这个力需要被精细的控制。去除材料的效率取决于需要的力、刀具与零件的接触面积和能够达到的制造精度。切削的力量过大,势必导致加工系统产生更大的变形,并产生更多的热量,使零件的质量下降。

每个企业和每个设备都能过找到效率和加工质量的平衡点。并且,每个企业都在努力打破这个平衡点,来增加企业的收益,并在市场竞争中胜出,获得更多的产品订单。

如何判断生产系统的状态,并且逐渐的提高效率和质量,是所有企业最求的终极目标。优选法和数理统计方法让产品的制造的误差降低到5%以下。产品质量的进一步提高,则需要更加高级的人工智能算法,才能在全生产系统的尺度下,对制造系统中影响质量的因素进行识别,并找到与之相关的问题工艺,从而能够把制造误差继续降低到PPM级别。

工业4.0时代,加工就绪需要多长准备时间

制造业是目前人类社会分工最为仔细的行业。物流系统从生产线一直延伸到世界各地。制造过程中所有需要的材料,都需要在加工开始之前准备就绪,并且在加工之后撤离生产场地,加工完成的产品会被送到客户手里,其他的则被送到专门的库房,等待下一个订单的来临。

但是,这部分工作客户是不付费的,企业耗费在准备过程中的资金和人力,只能需要企业承担。尽管这部分费用最终要包含到产品的价格中,终究用户和企业本身都不愿意在这上面消耗人力和物力。所以,企业都是愿意那种单一而长期的制造订单,就是将生产准备的付出降低。

为了知道所有的生产资料的位置,并且能仔细的安排生产材料就绪的时机恰好与运输工作节拍一致,制造系统就不回被运输系统拖累。并且给这样的生产系统取了一个高大上的名字——精益制造。

为了达到这个目标,就需要做到两件事:一是企业互联网,二是运输系统的IOT。当然,精准的地理信息资源,例如北斗为企业的产品提供更精准的定位是必须的。企业之间建立网络链接不是一件容易的事情,所以国内的制造云服务便营运而生。这个国家在为企业铺路。而物联网应用,由于极具个性化,则需要企业自己完成相应的网络和基础建设。

机器人,完成的是生产材料最后一米的运输过程。生产材料需要放到设备上,并在加工完成之后拆卸下来,交给车间内部的无人车——AGV。但是,这是智慧车间必须的吗?智能化并非无人化,不要被误导!

德国人工智能研究中心首席执行官Wolfgang•Wahlster教授表示,如果没有人工智能,就不可能充分实现工业4.0。“如果你进入工厂去看,依然会有人的参与。彻底实现无人化还是要花很多时间去实现的“

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