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打造面向未来的工业4.0工厂_0

  工业世界正在变化之中。我们眼前发生的革命将改变制造业的流程和组织结构,它的名字叫作工业4.0。在网上搜索工业4.0这个关键字,可以得到数百万的结果。而自动化这样的词语有几亿搜索结果,但这一概念已经诞生了数十年,对比一下就知道,工业4.0概念的普及是令人瞩目的。很多批评人士抱怨称,工业4.0、智能工厂这样的词内涵很随意,且缺乏确切的意义。的确如此。但同样准确的表述是:技术进步总是从一个愿景开始,随着时间的推移,才有了越来越确切的形式。

  工业4.0:市场驱动的发展

  近几十年来,自动化领域取得的进步,迅速降低了大规模生产的成本,同时极大地提高了效率。而其他方面的改进,如提高专业性、企业之间加强劳动分工、精益制造、生产更多地面向流程和价值链,以及运用IT技术支撑的沟通手段,更是对成本、质量、产品多样性和生产周期产生了积极的影响。

  然而今天的全球市场提出了更高的要求,必须提供更多、越来越定制化的产品种类,而且产品的生产周期也在日益缩短。对于电子产品制造企业来说,这意味着需要适应更小的批次和更频繁的产品迭代。除此之外,全球化的市场情况也极易波动。流行的产品在发布之后,就必须立即以很大的批量供应市场,然而其他产品在面市后不久,就会销声匿迹。代工制造业时常会将生产流程外包,如果其他服务供应商能够更好地完成工作,或者更高效地完成代工流程,它们很快就会把业务转移到世界上的其他地方。地区性的危机,政治危机、经济危机会冲击全球市场,也会影响全球的需求。

  图1:从工业 3.0 向工业 4.0 转变

  因此,生产设施必须变得更加灵活,从而能快速地响应产品的变化,根据需求调高或调低产能。对于智能工厂(SMT),这就意味着传统的生产概念、死板的生产线概念、缺乏灵活性的规划,以及大批量生产时代遗留的控制架构,都已无法跟上时代。

  正因如此,我们谈论的生产概念被世界各地媒体广泛报道。物联网(Internet of Things)、机器对机器通信、更灵活的软件架构,以及大数据,为一些企业创造了新机遇,让它们可以在变化的市场环境里寻找答案。

  尽管是德国率先提出了工业4.0的概念,但它需要全球的参与。美洲、欧洲、亚洲的企业必须紧密合作。ASM装配系统(ASM Assembly Systems)属于着眼全球的企业ASM太平洋(ASM Pacific Technology),后者结合了德国的工程技术和亚洲的效率和灵活性。这让我们占得先机,实际上,我们已经启动了迈向智能化的行动。

  工业4.0:将其视为拼图

  工业4.0不是一款单独的产品,没办法去订购一件,并在你的业务流程里实施,毕竟每家公司都有自己的商业模式和历史。所以,每家公司的第一个步骤都是制定自身对工业4.0的构想就像拼图里的一块。你需要首先思考我未来的公司应该是怎样的?在设定好未来工业4.0的图景之后,就必须分析现在的状态,确定差距在哪里。可以把那些差距理解成拼图中缺失的小块。

  在这个步骤,客户、供应商、合作伙伴也要参与其中,提供各自的拼图块。要把你的拼图块和他们的拼图块结合起来,才能让你成为面向未来的工业4.0企业。

  如果你觉得这种场景不过是异想天开,那么你就错了。很多技术组件已经开发完毕,目前欠缺的仅仅是,电子制造厂商要有意愿将机器和生产流程联网,从而发挥智能化的SMT工厂的潜力,与供应商在技术和设备方面开展合作。

  迈向智能化的行动

  

图2:工业4.0的迈向智能化的行动

  效仿大自然的蓝图

  一套可以自行优化的电子生产网络必须具备学习能力,需要有一个可以依赖实时信息的在线网络。自动化的系统,闭环的控制和专家系统,在所谓的网络实体系统(cyber-physical system)中,都是必要的组成部分。要想在不同的加工层级中使用所有这些信息,我们就需要能在实时的环境中处理大量的数据。

  

图3:工业4.0的联网和自我学习

  我总是喜欢把网络实体系统(cyber-physical system),比如智能工厂,比作人体。大数据、计划、流程、学习和决策相当于大脑;实时控制相当于神经反射;网络连接和数据传输途径则相当于神经;马达和操作部件相当于肌肉;传感器相当于眼睛和耳朵;底层架构就相当于骨骼。

  人体是从婴孩时期开始的。在之后的很多年,人类渐渐地学习掌握了做更多事情的能力。要想让工业4.0解决方案在电子生产中发展起来,也需要经过类似的过程。

  

图4:智能工厂是工业4.0时代的网络实体系统

  现在就行动起来

  这一切可能必须要从小处着手,逐步发展,但未来的回报是巨大的。你肯定可以建立一家面向未来的工业4.0工厂。

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