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調查|大家都在建設升級智能工廠,“工業母機”們的情況如何?

供稿:中國工控網 2019/1/17 22:50:57
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編者按:傳統行業做智能工廠的難度遠大于汽車、3C等新興產業,企業的設備采購跨度時間長,技術工人流失嚴重,而且傳統的產品利潤率偏低,企業雖然有升級的需要,但往往困于資金的壓力。從今天開始,中國工控網將連續推出“傳統行業智能工廠建設調查”的系列文章,“我們從未長大,但我們從未停止成長”。

 閱讀指南

本文約5000字,閱讀需10分鐘

? 國內機床廠主要分布在東北、山東、長三角、珠三角地區。解決企業內部運行出現的問題,滿足用戶對于產品質量追溯的需求,是大多數機床制造商實施智能化升級(最早是信息化)的原始動力。

? 國內機床企業形成了各不相同的智能化升級風格:老國企家底深厚,但歷史遺留問題不少,改革步伐邁得艱辛,卻能另辟蹊徑;中小機床廠商則更愿意借助外力進行智能化升級改造。

? 升級路徑,區域有差異:北方地區多為國企,在推動智能升級上,內部流程復雜,推動難度較大;南方多為民營企業,對成本的管控力度更高,但對新事物的接納程度更高,愿意“當第一個吃螃蟹的人”,以此獲得更多的附加價值和回報。

? 實時數據是否價值化,才是智能工廠真正意義上的判斷標準。然而,世界上還沒有一家真正意義上的機床智能工廠。中國機床工具行業智能工廠建設需要分兩步走。

? 2018年1-11月,中國機床工具工業主營業務收入和利潤總額仍處于增長區間,但增幅延續下半年以來逐月縮小趨勢。gongkong研究顯示,2018年前三季度,機床工具行業自動化產品市場一直保持增長態勢。除了技術交流和新產品推廣,自動化供應商也非常愿意將先進的數字化解決方案導入到機床工具企業,幫助他們進行智能化升級改造。

? 文末有驚喜

機床,被譽為“工業母機”。于內,它為新技術、新產品的開發和現代工業生產提供重要手段,是不可或缺的戰略性產業;于外,它能改變一個國家的軍事裝備和軍事力量,也能改變世界微妙的局勢。然,尖端方可書寫傳奇。

當人們都在關心數控機床如何更高端,工控小編卻更關心這些機床制造企業本身的智能工廠建設及其智能化升級情況。更先進、智能、數字化的制造環境,勢必為生產出來的機床設備披上一層霞光。

用戶需求倒逼制造升級

“推動我們改變的,是用戶。”沈機智能系統研發設計有限公司常務副總黃云鷹坦言。位列“新&老十八羅漢”之一的沈陽機床集團,可以說是一邊發展,一邊改革。其智能化升級念頭始于2010年,并形成雛形設計方案,2013年著手對生產現場、質量追溯、運營管理、服務體系等方方面面展開模塊化升級。

龐大而復雜的信息化升級任務由沈機智能系統研發設計有限公司承擔。據黃云鷹介紹,首先是實現現場環節的信息化與數字化,構建基礎框架,將人員、檔案、質量等數據信息藉由iSESOL工業云平臺串聯起來;其次對管理、服務流程進行優化升級;最后延展到客戶的售后服務系統。

(iSESOL工業云平臺)

比如,每臺i5智能機床都有自己的身份“二維碼”,數據可直上云端,通過云平臺可實現產品品質管理、設備信息追蹤、備品備件管理、遠程診斷維護等閉環管控。

黃云鷹表示,傳統工廠的智能化升級建設是一項復雜的系統性工程,涉及研發設計、生產制造、倉儲物流、市場營銷、售后服務、信息咨詢等各個環節,需要企業立足于圍繞產品的全生命周期價值鏈,實現制造技術和信息技術在各個環節的融合發展。

解決企業內部運行出現的問題,滿足用戶對于產品質量追溯的需求,是大多數機床制造商實施改造的原始動力。濟南二機床也不例外。

據濟南二機床陳磊介紹,濟南二機床是國內很早一批探索信息化建設的企業之一,不過那時候不叫信息化,而是計算機應用。從摸著石頭過河,到導入國內外技術與軟件產品,濟南二機床構建了以PLM為管理核心的技術開發應用平臺系統,以ERP為核心的生產制造管理平臺系統,以辦公系統為核心的企業內網綜合信息管理平臺系統,以市場營銷信息管理系統、供應鏈信息管理系統、外網網站系統為核心,集招標、采購、營銷、服務、宣傳、對外技術合作于一體的企業電子商務應用平臺系統。

以汽車車身大型智能沖壓生產線為例,濟南二機床將傳統的動力傳動技術與數字技術、信息技術、總線技術、網絡技術相融合,實現大型高速沖壓自動化生產線在線實時控制、在線監測、自我診斷、自我修復、遠程監控服務,以滿足汽車制造業對沖壓件生產設備高度自動化、人工智能化、成本低廉化的需求趨向。

據了解,目前,濟南二機床工廠的數字化升級與優化,主要由公司技術中心來實施。

(濟南二機床交付美國福特汽車的第八條快速沖壓線)

民營企業代表大連光洋集團投資23億元新建大連智能制造裝備產業園。其中,位于地下的25萬平方米恒溫恒濕地藏式主體廠房頗受大家關注。該產業園采用“大數據+互聯網+物聯網+人工智能”集成技術,以實現數字化、網絡化、智能化工廠管控的實施方案。

作為目前國內機床領域投資最大的項目,大連智能制造裝備產業園的自主配套率也很高。據大連光洋集團王新光介紹,經過多年的自主創新,光洋科技集團已經形成從關鍵執行部件、數控系統、各類伺服電機,到五軸復合數控加工中心完整的技術鏈和產業鏈,因此才能達到85%的自主配套率。

“一方面,我們在老工廠的局部進行智能化升級試點應用,不斷積累成功經驗和適合自己的解決方案;另一方面,分階段、分步驟對產業園進行部署實施。”王新光說。

(光洋科技集團私房照)

升級路徑,區域有差異

在“中國制造2025”、“互聯網+”等綱領性政策引導,供給側改革帶動經濟結構進一步優化的大背景下,機床行業結構性變化逐步凸顯,部分產品品類單一、更新速度較慢的機床制造企業已相繼倒閉,而機床產品智能化,商業模式客戶化,工業服務多元化將成為行業主要發展方向。

國內機床企業也形成了各不相同的智能化升級風格,遭遇到不同的升級“囧”境。很多老國企家底深厚,但歷史遺留問題不少,改革步伐邁得艱辛,卻能另辟蹊徑。

2018年半年度業績報告顯示,沈陽機床終于扭虧為盈。縱觀改革之路,沈陽機床近年來大力推進由傳統制造商向“以智能制造為核心的工業服務商”轉型,不斷優化經營模式。通過建設智能工廠、5D智造谷等生產力服務平臺,實現產品服務化;通過與國銀租賃等第三方金融機構合作,依托產業金融工具,實現產品金融化;顯著提升i5智能機床的市場營運總量,驅動公司業績不斷向前發展。

值得一提的是,沈陽機床5D智造谷以i5智能機床為核心,聯合地方政府,打造i5智能機床+工業互聯網+金融+大數據+再制造的智能制造共享平臺。近年來,沈陽機床通過核心技術突破,走出了一條從i5智能機床產品到智能工廠、從智能工廠到“5D智造谷”、從“5D智造谷”到i5智能制造生態系統的智能制造新模式。

然而,機床行業的轉型升級并非都是喜訊。據業內人士彭齊勇透露,南北方對于智能工廠建設、智能化升級的態度差異明顯。國內機床廠主要分布在東北、山東、長三角、珠三角地區。北方地區多為國企,在推動智能升級上,內部流程復雜,推動難度較大;南方多為民營企業,對于成本的管控力度更高。

“比如,我推薦一款智能新產品,北方企業會說,‘東西是好東西,但我們這種公司不會第一個吃螃蟹’,” 彭齊勇舉例說,南方機床企業更加關注產品是不是更先進、更智能,對新事物的接納程度更高,如果是“別人沒用過的更好”,愿意“當第一個吃螃蟹的人”,智能產品的獨有性可能會帶來更多的附加價值和回報。再加上南北地區的用工成本有差異,企業旱澇保收的情況下,北方企業的積極性明顯不如南方企業高。

“下游行業的不同,也是造成南北機床企業對智能化升級所持積極性不同的原因。”王新光說,南方地區對于智能化的需求、升級改造的市場規模比北方大很多。從下游行業來看,北方側重于重工業,南方多為3C行業,各自生產產品定位不同。而3C行業產品迭代速度很快,需要上游企業也保持快速更新。

全世界還沒有真正意義的機床智能工廠

“國機床工具行業智能工廠建設方面基本為零,” 智能制造管理顧問金昕煒直言不諱地說,“即便是號稱中國第一座世界一流的智能網絡化機床制造工廠——日本山崎馬扎克株式會社投資的寧夏小巨人機床有限公司,離真正意義上的智能工廠也有距離。”

小巨人的機械加工車間實現了生產線聯網和柔性生產,可以實時采集每臺設備的加工數據、過程數據及健康狀態數據,也可通過智能生產中心向設備發送生產指令和程序。這些特征和智能制造的硬件架構相吻合,可以初步判定小巨人的機械加工車間為智能車間。然而,實時數據的價值能不能被充分發掘,尚未得知。

實時數據是否價值化,才是智能工廠真正意義上的判斷標準。金昕煒認為,至于國內主要機床廠商的智能工廠建設,和小巨人相比,還有很長的一段路要走。

“中國機床工具行業智能工廠建設需要分兩步走。”金昕煒指出:

? 第一步是功能部件的智能生產。小型化功能部件的生產標準化程度較高,智能制造的實現相對容易,大型零部件的生產布局分散,智能制造的實現難度較高。

他所指的“容易”也只是相對容易,功能部件的智能生產需要量化管理、標準化管理、TOC管理、線平衡管理、SMED技術、TPM管理、機床聯網技術、在線數據采集技術、數據應用技術等管理體系和技術的支撐。

? 第二步是智能裝配。機床床身重量和體積的特殊性,導致機床的智能裝配變成了世界級難題。

“可以這么說,世界上還沒有一家真正意義上的機床智能工廠。”金昕煒總結道。

自動化廠商能否分杯羹?

從中國機床工具工業協會最新公布數據來看,2018年1-11月,全行業的主營業務收入和利潤總額仍處于增長區間,但增幅延續下半年以來逐月縮小趨勢。其中,1-11月主營業務收入同比增長已降低到2.0%,與1-4月份的21.5%相比已經有很大落差。

gongkong研究顯示,2018年前三季度,機床工具行業自動化產品市場一直保持增長態勢,智能智造項目、新能源汽車、汽車及汽車零部件行業、三航兩機、軍民融合等領域項目陸續釋放,帶動高端數控機床需求上升,基礎制造裝備行業技術不斷提升。去年上半年,機床工具行業對運動控制、傳動系統、控制系統、工廠自動化傳感器、執行機構的采購需求皆處于上升階段;進入第三季度,市場需求小幅增長,與2017年同期相比增速明顯放緩;預計全年實現5-6%的增長。

在與機床工具企業的互動中,自動化廠商市場活動主要以技術交流和新產品推廣為主。當然,據工控小編的了解,自動化供應商也非常愿意將先進的數字化解決方案導入到機床工具企業,幫助他們進行智能化升級改造。

“邁向‘工業4.0’,西門子擁有非常豐富的產品線,旨在幫助客戶提升行業競爭力。”西門子(中國)有限公司數字化工廠集團運動控制部機床數控系統總經理楊大漢說,“我們的機床數字化制造總體策略主要體現在兩個維度:一是幫助機床制造企業實現數字化;二是幫助我們的終端用戶走向數字化道路。”

諸如,以“數字化雙胞胎”為核心的數字化企業解決方案可以幫助客戶降低成本、減少研發時間。據楊大漢介紹,采用西門子數控技術的機床,其虛擬機床的控制系統與西門子的Sinumerik數控系統使用相同的控制軟件。借助虛擬NC內核,可仿真和試運轉“數字化雙胞胎”中的虛擬機床,從而提前對程序和復雜運動序列進行仿真測試和驗證,以提高實體機床后續實際加工的精確度和可靠性,最大限度縮短產品的調整時間。這些優勢在小批次、定制化產品的生產中更為明顯。

(虛擬調試)

據工控小編了解,目前國內個別機床廠商正在開發數字孿生技術。在智能工廠建設和升級上, 機床大廠大多選擇“自力更生”,升級改造皆為“公司內部行為”,就項目整體而言,較少求助外力。究其原因,一方面是習慣了自己干,且有能力自己干,另一方面,企業自身對所處行業的行業Know-How知之頗深,“鞋合不合腳,自己知道”。

中小機床廠商則更愿意借助外力進行智能化升級改造。特別是隨著機床工具行業分工越來越細,中小廠商更側重于對機床結構、用戶加工工藝的實現,“按需購買”“買來好用”則是他們關注的重點。

對于機床工具企業如何更好地實施智能制造,金昕煒建議,老老實實打好管理基礎,不要盲目上智能制造。在北京航空航天大學機械工程及自動化學院博士生導師劉強教授提出的“智能制造三要三不要原則”上,金昕煒提供了簡化版的“智能制造三不原則”:工藝優化之前,不要做自動化;管理流程梳理之前,不要做信息化;實時數據全面化之前,不要做智能化。

“信息化是智能制造的基礎之一,而信息化的基礎是量化管理、項目管理、流程管理,等等。其中,數據的采集不但需要實時,而且需要全面覆蓋,而這建立在量化管理、信息化、設備聯網、數據實時采集技術等之上。” 金昕煒強調說,“管理基礎不牢靠,只會引發信息失真,從而導致決策錯誤。請機床企業們重視管理,導入精益管理進行持續改善,企業管理之路沒有捷徑。”

(文中陳磊、王新光、彭齊勇應受訪者要求,皆為化名)

福利時間

看到最后,各位客官不妨做一番眼保健操,繼續聽工控小編說說福利的事情!上周在“盤點中的清流:智能制造會議那么多,你收獲了啥?”這篇文章中,工控小編團隊中的工控靈靈狗(可是一位小姐姐喲~)發起了一次有獎活動,大禮包已經在上周五送到了用戶手中。

今天,同樣的玩法:關注工控網微信公眾號,轉發并在該條推送下方留言你對“傳統行業智能工廠建設”的看法,我們從留言中選擇點贊數最多的,下周一(本月21號),工控小編會送出新年大禮包,春節來臨之際,提前祝您豬年快樂!

審核編輯(王超杰)
更多內容請訪問 中國工控網(http://www.fat-check.com)

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