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近年来,数字化概念的热度有增无减,单从各大搜索引擎的搜索指数来看,也是呈现出上涨的趋势,可以说明越来越多的企业正在数字化的路上,或者准备踏上这条道路。过去被广泛提及的信息化似乎被抢了风头,那么很多人也产生了这样的疑问,数字化与信息化究竟有何区别和联系?难道数字化是信息化的另一种说法吗?抑或数字化是所

2023.07.10 鲁邦通编辑部

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随着新一代信息技术的快速普及和应用,传统的制造生产模式正在悄然发生变化。工厂生产线上出现了敏捷的机器人,生产线上穿梭着物流车,各种生产设备在系统的统一指挥下快速协作运行,这样的场景越来越多地出现在汽车、家电等大型制造工厂,也是近年来我国制造业快速发展的缩影。

1 制造业的发展历史悠久,三星堆遗址出土的文物给我们带来了越来越深刻的启示。早在新石器时代,当时的制造工艺就令人惊叹。以造纸、指南针、火药、印刷为代表的精湛工艺,是中国古代人民创新的智慧成果,极大地促进了政治、经济、文化的发展,甚至对世界的历史进程产生了深远的影响。时间车轮进入18世纪,由蒸汽机驱动的机器诞生于英国,先后传入法国、德国和美国。经过一段时间的发展,机器取代了手工,工厂取代了车间,这是人类技术发展史上的巨大飞跃。第一次工业革命是从手工制造时代进入机器制造时代的。19世纪,电力开始驱动机器,成为新的主要能源;装配线生产模式大大提高了劳动生产率,降低了技术要求,降低了生产成本,1870年后,各种新技术、新发明,应用于各种工业生产领域,人类进入电气时代,即第二次工业革命。随着信息技术的发展和集成电路的出现,美国数字设备公司于1969年开发了第一台可编程逻辑控制器。大规模自动化生产发展迅速,大大提高了制造业的效率,大大促进了生产力的发展,进入了第三次工业革命的自动化时代。三次工业革命为各行业的生产设备研发制造提供了完整的技术。经过几代技术创新,瑞士机床、德日高速贴片机等精密仪器设备的速度精度达到了很高的水平。2 1988年,赖特和伯恩在智能制造研究领域正式出版了第一本专注于智能制造的书,系统地描述了智能制造的内涵和前景,并将智能制造定义为“通过集成知识工程、制造软件系统、机器人视觉和机器人控制来建模制造技术人员的技能和专家知识,在没有人工干预的情况下,智能机器可以小批量生产。在此基础上,英国科技大学Williams教授对上述定义进行了更广泛的补充,认为“集成范围还应包括贯穿制造组织的智能决策支持系统”。随着人工智能、物联网、云计算、大数据、5g等新一代信息通信技术的成熟和技术成本的降低,这些技术不断融入生产设备的研发和系统集成应用,智能制造的知识体系更加完善,越来越多的中国元素从过去集中在产业链后端,逐渐渗透到前端。近年来,我国制造业发展迅速,高新技术制造业占规模以上工业增加值的比例从2012年的9.4%提高到2020年的15%;工业增加值占装备制造业规模以上的比例提高到33.7%。近年来,我国制造业发展迅速,高新技术制造业占规模以上工业增加值的比例从2012年的9.4%提高到2020年的15%;设备制造业占规模以上工业增加值的比例增加到33.7%。技术改造投资占工业投资的比例增加到47.1%。2012年关键工序数控化率从24.6%提高到2020年52.1%。智能制造的集成实施能力也迅速提高。2017年,智能制造系统解决方案市场规模达到1280亿元,同比增长20.8%,智能制造进入实质性落地期。可编程逻辑控制器(PLC)、分布式控制系统(DCS)、数据采集与监控控制系统(SCADA)工业控制系统集成能力是实施整体解决方案的基础。另外,制造执行系统(MES)、仓储管理系统(WMS)、企业资源规划体系(ERP)、管理产品生命周期(PLM)、客户关系管理(CRM)系统等上层应用系统从研发设计、材料采购、材料流通、制造工艺、售后服务等环节出发,以现代制造企业管理方法支持系统的开发和应用,以网络的方式开放整个信息流,贯穿整个研产购销过程。3 智能制造在电子产品生产行业的实施,具体到系统电路设计和SMT印刷板印刷、贴片、焊接、组装、检验、调试、维修过程,包括材料采购、材料仓储、半成品转运储存、成品包装临时储存等,可涉及上述系统。企业需要信息系统,但并非所有人都需要集成各种系统。如果企业在R&D只有核心技术,人员相对集中在R&D部门,希望对R&D过程进行精细管理,在制造过程中更依赖服务外包模式,PDM/PLM系统无疑是更好的选择。MES系统无疑比PDM/PLM系统更适用于制造型企业。若企业在R&D和生产方面投入了大量资源,PDM/PLM和MES系统对企业管理有很大帮助。对于大型OES、汽车家电等大型生产企业,MES系统和WMS系统管理产品的生产和材料流通是一种具有成本效益的生产经营模式。然而,对于许多中小企业和一些国有企业来说,多品种、小批量是这类企业产品的特点。面向大规模生产的系统设计理念在这里不可避免地适应,系统的灵活性是解决这类企业问题的关键。随着全球能源资源成本的上升和中国人口红利的下降,原有相对低效的生产模式难以长期维持。新一代信息技术的成熟,在金融、电子商务、电信等行业的普及和应用,也逐渐融入到制造企业的研发、运营和生产中,为数字化和智能化的转型带来了可能性。2020年9月,国务院国有资产监督管理委员会发布《关于加快国有企业数字化转型的通知》,要求实行数字化转型负责制,围绕“产品创新数字化、生产运营智能化、用户服务敏捷化、产业系统生态化”等目标推进国有企业数字化转型。2021年4月,国家工业和信息化部发布了《十四五智能制造发展规划》(征求意见稿),从加快系统创新、深化推广应用、加强自主供给、夯实基础支撑等方面进行重点任务布局。,并明确指出要坚定不移地以智能制造为主要方向,促进产业技术改革和优化升级,促进制造业模式和企业形式的根本性转变。转型意味着改变,痛苦是不可或缺的。传统的生产模式需要改变,最终体现在人的改变上。这种变化不是一个人在改变,而是企业员工从上到下的变化。数字化转型对各级管理和技术人员的知识结构提出了新的要求。企业必须有足够的人才储备或大量的员工培训。未来,熟悉技术、管理、业务、数据分析和管理决策的人才将成为数字化转型的支柱。转型过程要求供需双方克服自身困难,共同前进。一方面,智能制造的系统集成商需要为中小企业和一些国有企业开发合适的制造管理和运营系统。该系统必须面向多品种、小批量的特点,而不仅仅是在这类企业项目中嫁接原产品。另一方面,用户企业也应提前做好准备,采取预防措施,从各级宣传、实施、培训、学习数字、智能转型,使员工能够真正促进项目在线运营,从意识到技能可以跟上步伐。许多系统集成商还没有为小批量、多品种的企业生产贴身的信息产品。以电子产品制造企业为例,并非所有企业都像OEM一样进行大规模加工。许多企业的电气安装生产线不到10条,人员素质和能力参差不齐。计划生产受材料齐全、产品交货期影响时有变化,产品生产过程受人为因素干扰较大。在动态变化的情况下,如何快速有效地实现计划排产是小批量多品种企业的一大痛点。目前,许多系统可以实现简单的工单前提顺延,从而实现批量拆单、按产品插单等功能。然而,计划的变化导致生产准备的变化是一项系统的工作。面对生产计划的变化,仅仅改变生产日历显然不能满足实际需要。目前,工厂主要通过生产管理、工艺技术、物资管理、一线团队例会、物资管理系统传达和部署生产准备工作。系统集成商需要通过系统的方式传递机器准备、材料回库、图纸资料准备、人员通知准备等信息。材料管理员快速了解未来一周科研生产材料,工艺技术人员需要通过历史数据及时纠正工艺路线,一线团队可以快速准备生产设备程序、温度曲线、锡膏温度,检查站材料,这类工作仍依靠人工数字工具预测准备,工作复杂,质量难以保证。一些具有一定信息开发能力的企业,依托自身的技术实力,可以借助工作流引擎串联企业各部门,用电子流程取代部分纸质流程。此外,通过开发CMS内容管理系统,还可以上传和发布一般工艺、典型维护案例、批次总结、图纸资料和生产注意事项。一些外围系统的辅助设计和生产甚至是通过购买软件的接口开发的。这些系统在一定程度上优化了传统的工作方式,是当前信息产品生产不能完全满足要求的妥协方式。但受集成能力的限制,更多的是在上层应用中进行常规功能开发,缺乏PLC控制、工业总线、数据采集、大量实时数据交互等实施经验。设备物联网、垂直信息流、存储和转移。从智能工厂建设的角度来看,仍需要专业的系统集成商来构建满足小批量、多品种企业需求的产品,更有效地帮助制造企业的数字化、智能化转型。

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