Conceptos como lean e inteligencia se gritan todos los días, ¡pero en realidad solo entiendes una décima parte de ellos!

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En nuestra era, muchos conceptos siempre son populares en la fabricación, como producción ajustada, fabricación inteligente, Industria 4.0, fábrica digital, Internet industrial de Cosas, big data industrial, inteligencia artificial…. Sin embargo, tantos conceptos confunden a la gente. Parece que todo el mundo sabe acerca de la fabricación, pero cuando se trata de fabricación, los oyentes se confunden cada vez más. ¿Cómo deberíamos aclarar la relación entre estos conceptos y los roles que desempeñan? Este artículo intenta proporcionar a los lectores un resumen, con la esperanza de ser útil para todos.

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Control y transmisión, erosión y eliminación de la fuente de contenido

La fabricación inteligente debe estar al servicio de las operaciones empresariales

Pase lo que pase Se analizan la definición y los métodos de implementación de la fabricación inteligente, la estrategia comercial de la empresa debe ser el objetivo: ① proporcionar a los consumidores/clientes productos de alta calidad y bajo precio, ② garantizar el retorno de la inversión para los accionistas. , ③ Garantizar el retorno de la inversión para los consumidores/clientes, ④ Garantizar el retorno de la inversión para los accionistas para operaciones corporativas. La gestión de una empresa es ① proporcionar a los consumidores/clientes productos de alta calidad y bajo precio, ② garantizar el retorno de la inversión de los accionistas y ③ buscar beneficios para los empleados. Esto es lo que los operadores comerciales deben considerar, y también lo es. el valor global de la empresa.

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Hoy en día, la mayoría de las discusiones sobre la fabricación inteligente se centran en la realización de la tecnología, y el camino hacia la fabricación inteligente se basa principalmente en una visión parcial de la situación general. Por otro lado, para la fabricación inteligente El sistema superior también se ha desviado de la esencia de las operaciones empresariales. Cómo aclarar la relación entre las operaciones y la fabricación inteligente, establecer un camino de análisis y juicio efectivo e implementar de manera efectiva y gradual la estrategia general es particularmente importante para las empresas. , porque está relacionado con la empresa. El funcionamiento a largo plazo de la empresa está relacionado con el valor general de la empresa y la empresa no podrá alcanzar sus objetivos. Porque esto está relacionado con la supervivencia a largo plazo de la empresa, no con los dividendos de la política a corto plazo.

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¿Cuál es el papel de cada concepto?

Aunque no podemos denominar concepto a lo implementado, sí podemos mirarlo desde sus correspondientes campos.

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Lean es la base de la digitalización

Lean es mejorar continuamente la eficiencia operativa, aprovechar la movilidad de recursos y personal, y aprender y mejorar continuamente. , permitiendo a las empresas mejorar continuamente su competitividad y, en última instancia, maximizar las ganancias operativas.

Lean se centra en problemas como la sobreproducción, la espera, el transporte, el sobreprocesamiento, el inventario, la reelaboración de productos defectuosos, el movimiento y el desperdicio de talento en la producción, y propone muchos métodos para eliminar estos problemas. Estos están estrechamente relacionados con los objetivos comerciales de la unidad de fabricación.

Siempre entendemos las computadoras y MES/ERP como sistemas digitales, pero la raíz de la digitalización son los "números": el pensamiento de gestión científica basado en la "gestión cuantitativa", por lo que la esencia de las llamadas operaciones digitales es operaciones, operar. La esencia de las operaciones digitales radica en las operaciones, no en los números. Los números son solo un medio para lograr operaciones digitales.

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La razón por la cual Lean es la base de la digitalización es porque Lean proporciona varios métodos y herramientas cuantitativos para la producción, como KPI, OEE, TPM, RCA. , 5S, gestión visual, Kanban, etc., hacen de la fábrica una fábrica cuantificable, visualizada y transparente, todas ellas al servicio de los objetivos comerciales: calidad, costo y capacidades de entrega.

La siguiente tabla define los indicadores de rendimiento de una fábrica inteligente, que en realidad se basan en los aspectos cuantificables de Lean y que todos los conceptos (como operaciones digitales, fabricación inteligente, industria 4.0, etc.) deben alcanzar. .

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El papel de la automatización

Tradicionalmente, solo la miramos desde la perspectiva de la industria de la automatización Comprenda la automatización, es decir, la detección de sensores, bucles de control, pantallas, alarmas de tendencias, etc. Sin embargo, cuando colocamos la automatización en un entorno de fabricación inteligente, descubriremos que su función es servir a la esencia de las operaciones.

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(1) Garantizar la eficiencia

¿Por qué debería implementarse la automatización? En lo que respecta a las operaciones de producción tradicionales, el proceso de manipulación y procesamiento manual obviamente no es comparable a la velocidad de las máquinas. Especialmente en la producción integrada de fabricación inteligente, los eslabones intermedios innecesarios se cortarán continuamente, que es lo que ocurre. definidos en producción ajustada. Hoy estamos hablando de la digitalización de la fabricación discreta. De hecho, desde la perspectiva de la automatización, la producción continua tiene un mayor grado de automatización.

(2) Garantizar la calidad de la producción

Posicionamiento y sincronización de servos de alta precisión, fabricación de robots integrados para mejorar la calidad y consistencia del producto: estas son funciones más importantes de las máquinas que de las personas.

(3) Proporcionar flexibilidad de producción

El control de movimiento no solo proporciona una calidad de procesamiento de alta precisión, sino que también garantiza la flexibilidad de producción. Por ejemplo, en varias máquinas herramienta, el control de movimiento juega un papel más importante. Función de producción flexible, a través de la configuración de parámetros, el servosistema puede planificar la curva de procesamiento por sí mismo para garantizar un cambio de proceso fluido.

(4) Proporcionar recopilación de datos ascendentes y ejecución de instrucciones descendentes.

Por supuesto, el sistema de automatización también desempeña un papel en la gestión visual eficiente, incluidas tendencias, alarmas y, por supuesto, producción. El consumo de energía, el mantenimiento, la calidad y otros datos se transmiten al sistema de gestión. Por supuesto, también acepta instrucciones del sistema de gestión, como parámetros de procesamiento y procedimientos para nuevos pedidos.

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El papel de la digitalización/informatización

La automatización ha llevado la producción en masa estandarizada a un nivel muy alto, pero cuando la demanda de producción personalizada se vuelve cada vez más más A menudo, desde una perspectiva lean, surgen nuevos desafíos. La calidad, el costo y la entrega se convierten en problemas difíciles. A continuación se muestran algunos ejemplos para ilustrar:

Tasa de defectos: cuando el tamaño del lote de impresión cambia de horario, comience. el desperdicio aumentará la tasa de defectos y, de hecho, reducirá la calidad;

Costo: cuando la tasa de defectos aumenta, el costo aumentará significativamente y el tiempo de cambio del proceso de producción personalizado también hará que el costo aumente. La pérdida de la máquina también hará que el costo aumente y, desde la perspectiva de la medición personalizada del costo del producto, el costo debe asignarse a cada lote de productos, por lo que el consumo de energía y la eficiencia de la máquina en el plan de producción se vuelven más importantes, enormemente. aumento de costo.

Reducción significativa de la capacidad de entrega: el consumo de tiempo de cambio de proceso, el tiempo de inactividad y el retrabajo (soluciones que han estado maduras durante mucho tiempo en la producción en masa) se amplifican en la era de la personalización, lo que resulta en una reducción de la capacidad de entrega.

Al observar los requisitos de producción y fabricación desde esta perspectiva, es necesario optimizar la línea de producción desde la situación general, como por ejemplo:

Cómo maximizar el efecto de sinergia y eliminar el intermediario durante el proceso de producción y operación. ¿Una pérdida de tiempo y energía?

¿Cómo distribuye automáticamente la línea de producción la carga cuando el equipo está apagado?

A medida que el tamaño de los lotes disminuye y las iteraciones de calidad se vuelven menos frecuentes, ¿cómo se pueden reducir los desperdicios iniciales?

¿Cómo se puede reducir el tiempo dedicado a las transiciones de procesos para lograr una entrega más rápida?

Volviendo a la perspectiva operativa, la fabricación inteligente obviamente debe utilizar la transparencia de la información para analizar problemas y conectar datos para proporcionar una vista panorámica de la línea de producción para encontrar formas de optimizar las operaciones.

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Debido a la variabilidad de las industrias verticales, la recopilación de datos a nivel de fabricación siempre ha sido un problema. De hecho, este problema se ha vuelto cada vez más grave. En los últimos años, la operación de fabricación inteligente se ha vuelto más prominente en el proyecto, lo que ha causado grandes obstáculos. Es por eso que OPCUA se ha convertido en un punto caliente, porque resuelve los siguientes problemas:

El modelo de datos compartidos genera datos. objetos simples y pueden recopilar datos de una manera más conveniente;

La interoperabilidad semántica permite la interacción de datos entre sistemas multiplataforma basados ​​en estándares y especificaciones;

La integración de modelos de información de la industria vertical es Las direcciones más verticales brindan comodidad para los datos.

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OPCUA proporciona comunicaciones y especificaciones a nivel de dispositivo, mientras que el diccionario de datos proporciona especificaciones de modelado de información a nivel de gestión. El modelo de referencia RAMI 4.0, que incluye AdministrationShell y Data Dictionary, aborda estándares y modelos de información a nivel empresarial global. Esta es una perspectiva horizontal sobre la integración de la información.

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Es importante comprender no solo la transferencia de datos, sino también hacia dónde van, para qué se utilizan y cómo se utilizan. Se utiliza para operaciones de producción de servicios. La imagen de arriba es un resumen de los estándares relacionados con la fabricación inteligente elaborado por el profesor Lu Yan del NIST, incluidos todos los aspectos del bus de campo subyacente, el modelo de información, el modelo de datos, el diseño y la fabricación, brindando a todos una referencia en forma de vista panorámica. .

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Inteligencia: optimización global y soporte de decisiones

La automatización se basa en la regulación de una única tarea de control, incluso para sistemas multivariables. también en una máquina o un subsistema (como refinación de petróleo, proceso farmacéutico), mientras que la optimización global de la producción debe llevarse a cabo en una dimensión superior. En este momento, las capacidades de computación y modelado han superado el modelo mecanicista actual.

Niveles desde Operaciones Lean hasta Operaciones Inteligentes

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Este diagrama describe el proceso general desde Operaciones Lean hasta Operaciones Inteligentes, es decir, desde Desde la recopilación de datos hasta el procesamiento de información, pasando por la utilización global y, en última instancia, para lograr capacidades de aprendizaje autónomo.

Por tanto, en resumen, la inteligencia es un problema de optimización global y debe basarse en operaciones lean, automatización e informatización. A través de un modelo más global, la demanda del mercado, el diseño de procesos y la fabricación auxiliar, la cadena de suministro (además de la cadena de suministro tradicional, incluidas las redes inteligentes y la logística), la cadena de producción y fabricación, la operación y el mantenimiento, etc., se integran en un todo. Colaboración general basada en el estado del equipo, órdenes de producción, consumo de energía, costos financieros, etc. Forma una "búsqueda excelente" integral y proporciona un "apoyo a la toma de decisiones" operativo.