制造企業向工業互聯網轉型有自己的獨有優勢,在內需驅動下先完成自己內部應用的自動化與智能化,最終實現精益化的過程中積累了大量經驗,也更加能夠理解轉型中的制造企業到底為何陣痛。

數據拉通才能真正智能

美的集團自身的轉型經歷就很好地詮釋了內需驅動的優勢所在。繼推出“人機新世代”全新戰略3個月后,美的集團首次對外展示了其智能制造生產一線的最新動向。通過展示支撐“美的版工業互聯網”生命線的兩大關鍵環節——機器人制造與智能倉儲,“曬”出了自己的硬實力。

高達22米的立體倉庫里,完全無人操作的自動化環境,10條巷道,1.7萬個庫位,每小時入庫3600臺產品,一天最高入庫量可達4.5萬。

工信部兩化融合示范項目,江蘇省示范智能車間。作為美的集團中較新的事業部,沒有歷史包袱的清潔電器事業部在智能倉儲方面進行了嘗試。2015年4月施工,9月份正式投入使用的智能倉儲項目不僅在建造成本上減少了將近40%,還節省了相當可觀的運營和人員成本。

“占地面積6500平方米左右的立體倉庫在實際吞吐量上相當于4萬平方米的平面倉庫,立體庫投入大約是4千萬,而建造4萬平方米平庫的費用在6000多萬。并且,立體倉庫只需要7、8個員工進行系統維護,而傳統的4萬平方米的平庫,維護人員不會少于60個。”美的清潔電器事業部副總經理欒春說。

智能倉庫分成四個層面:第一層是電機、指示燈、傳感器、PLC、機械手等底層部分;第二層是信息可視化的監控層,讓工作人員隨時可以看到整個倉儲物流系統處在什么樣的狀態;第三層是人機交互的管理層;第四層是云數據、服務器、交換機等組成的核心服務層。

來自生產車間內21條獨立生產線上的產品從不同的生產線匯流到主線,在輸送系統中經過每分鐘100米的高速傳感器自動掃碼,將產品自動分揀到不同的碼垛處,同時設備按照產品的類型選擇不同的堆碼和運輸方式。在堆碼混流入庫后,系統對貨物進行自動倉配安排,生成入庫記錄。是哪一天生產的產品?有多少臺?存儲在立庫的什么位置?這些在系統中全部清晰可見。在出庫方面,智能立庫也有多種方式選擇,除多巷道集中出庫外,還可以做到先進先出,特定批次的產品先出等不同出庫方式。

欒春表示“我們清潔電器事業部生產的產品很多,小到掃地機器人、除螨儀,大到供給北美的大型清潔產品,智能立庫在產品的兼容性和容差性方面都非常好。此外,得益于前期美的集團積累的倉儲、物流方面經驗,還有庫卡成熟的產品解決方案,只用5個月就完成了智能立庫的建設。”

談到智能立體倉庫的建設經驗,美的集團智能制造專家曾旻表示,智能立體倉庫甚至可以做到下線裝車。

業務實踐是精益的基礎

今年三月,美的公布了其“人機新世代”戰略在制造領域的布局,力圖將軟件、硬件與自身豐富的制造業實踐經驗結合起來,打造人與機器的最佳協作。

曾旻說,“業界經常用每萬人機器人占比來衡量智能制造的發展程度。2016年韓國每萬人機器人占比達到600以上,美國的平均萬人占比大約是200,日本的數據是300,而美的目前的每萬人機器人占比是150左右。接下來,我們還會在這方面繼續投入。”

在庫卡位于上海的制造基地,數條生產線正不舍晝夜地忙碌作業,一部分生產線裝配著相當于機器人“軀干”的本體,一部分則在生產扮演著“大腦”角色的控制柜。負載能力從3公斤到1300公斤的不同型號機器人,均可依照訂單的需求進行定制,在經歷清洗、機械裝配、噴漆烘干、電纜馬達裝配、清洗測試標定、檢驗包裝等流程后,這些機器人將被應用于不同行業的制造場景。

“機器人不能解決所有的問題,智能和精益的根本是一定要有業務實踐。如果我們沒有業務實踐,沒有精益化改善,流程本身可能存在浪費。由流程固定到自動化裝備上,就是把浪費也固化了。”曾旻說。

美的在自動化領域關注兩點,首先是減少工人的勞動強度,提升工作的安全性、舒適美的集團認為工業互聯網和智能制造是一個融合的概念,是相輔相成又互相依托的。精益化是靈魂,數字化就是大腦,自動化則是軀干,工業互聯是神經。

美的集團的智能制造之路起始于2013年,經歷了從“傳統精益工廠”到“數字精益工廠”,再到“智能精益工廠”的三次轉型。以精益化為靈魂,數字化為大腦,自動化為軀干,工業互聯為神經,構建了一個可以實現柔性定制,高效、低成本、環保的制造模式有機體。同時這也是未來美的集團智能制造的系統框架。

如機器人行業專家、蘇州大學機電工程學院院長孫立寧所言:生產的智能化并非一蹴而就,智能制造的內涵是用智能機器加上生產過程中的信息,使用MES系統,實現設計過程、制造過程和制造裝備智能化。如數控機器人、自動化生產線,都是集成的技術,將數字化的軟實力與硬體裝備的投入相輔相成,才能成為真正意義上的智能制造。

美的在智能制造的實踐上,也有著同樣的思路。曾旻表示:“通過智能制造建設及數字化轉型,美的已經成功實現了軟件、數據驅動的全價值鏈運營。”例如,美的在總部、事業部、基地工廠三個層面,建成了一體化的企業級的自主MES系統,并已全面覆蓋全集團32家國內工廠,1000多條產線。平臺日應用人數近萬人、每天通過系統產生60萬財務交易憑證上傳、100萬物資出入庫記錄、管控90000多個生產作業過程、覆蓋制造全流程的采集與追溯,實現了制造過程中人、財、物等重要資源的集約化管理,極大的促進了智能制造的效能。而庫卡、高創的加入,也讓美的在深耕智能制造時優勢明顯。

目前,美的集團在裝備自動化的基礎上,進行了數字化2.0的推動,包括C2M能力提升和工業互聯網的試點工作。通過不斷的數字化提升,對從客戶下訂單開始到最終交付的全生命周期全價值鏈進行數字化的管理,從而提升整體效益。

未來,隨著逐步提升的大規模柔性制造及全流程可視化數字化水平,C2M定制化生產要求會得到更加快速完善的響應。美的集團也在推動“T+3”的提升,通過設備、IT系統把整個生態圈和數據鏈結合起來,從而構建數據驅動的全價值鏈卓越運營。此外,美的也在進行工業互聯網的試點,例如嘗試和設備廠家進行跨平臺、跨領域的合作,與上游設備供應商進行生態互聯。在提升美的自身效率的同時,幫助設備廠家進行優化和提升。