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企业向工业4.0转型 不同产业推动重点各不相同

  • 陈端武
工业4.0原则的采用也因产业而异。法新社

制造业的数码化正变得越来越普遍,提升生产环境的效率和响应能力的潜在效益已很清楚,但工业4.0的全部效益将如何实现,以及何时实现仍存在不确定性。工业4.0需结合几个因素才能成为现实。而政治和经济激励措施,对技能和培训的正确投资,以及提供易于实施的先进工具都将影响工业4.0的采用步伐。

根据Aerospace Manufacturing and Design报导,世界各国工业4.0的经济、政治和技术驱动因素各不相同。在德国和英国,工业4.0被视为将导致智能产业出现的路线。透过技术进步,人员、设备和系统一起形成动态、自组织的生产网络,并颠覆传统生产流程逻辑。

对美国而言,工业4.0的重点在于大数据在协作中的作用,工业4.0已成为工业物联网(IIoT)的代名词。美国政府认为支持IIoT能保护就业机会,增加美国经济的创新力量,并减少国际贸易赤字。在接下来5年中,美国预计将比任何国家或地区在制造业数码化上投入更多资金。

劳动力和材料成本迅速成长的大陆正在倡导以数码化改变过时的生产方式。许多大陆制造商仍处于工业2.0时代。然而,《中国制造2025》倡议是将大陆转变为先进制造国的明显政治推力。此倡议将影响在网络架构、大数据和云端运算方面的大量投资,从而带来更智能的工厂。而大陆在制造业数码化上采取谨慎、有条不紊的方法,并尝试与更有经验的国家建立伙伴关系。

工业4.0原则的采用也因产业而异。汽车业在采用自动化、数据交换和先进生产技术方面有很高要求。汽车业将流程控制视为提高生产流程质量同时降低营运成本的手段。在组件生产工厂中,工业4.0有很大潜力,特别是在预测性维护方面。连续记录和分析过程数据可预测工厂和系统故障,纠正低效率的开发并提高生产率。

相较之下,航空业对自动化流程的适应较慢。原因在于航空业的生产特点是数量相对较少、零件较大,在组装过程中还有可达性问题,这些因素都会阻碍改变。然而,限制质量成本和周期时间的必要性,尽可能排除人为导致,并变得更高效为关键的驱动因素。主要的航空航天OEM已开始采用智能软件和数码网络,而先进组装工具已做出重大贡献。在此领域,小小变化产生巨大影响的可能性尤其明显。例如,燃料效率提高1%,就能为航空公司省下20亿美元。

许多产业都感受到需更快将创新产品推向市场。工业4.0能将产品开发周期完全数码化,使制造商能为客户提供准确的可追溯性、品量控制和具成本效益的新产品。

哈佛商业评论(Harvard Business Review)的从数据到行动(From Data to Action)报告,企业转型到智能工厂的最困难之处是内部文化。工业4.0的成功实施需要强有力的领导。高层须树立榜样,完全拥抱、致力于改变,并以令人信服的方式传达讯息。需要使用定量制造数据进行基于事实的决策的理念,将被引导到各级管理层。

企业各级人员需了解如何从工业4.0中受益。例如,采用协作机器人(cobot)并不代表将裁员,而是想让手动和自动化流程能以最有效的方式进行互动。此外,实时生产监控不需要许多人工干预,从而使人员从事增值、更有利可图的工作。

在过去,组装工人能日复一日地在同条生产在线胜任相同任务。在智能工厂中,工人可能需要在1个班次内铆接车身面板,然后将照明系统接线。这些技能的传统培训需要时间,而技术变革的步伐可能很快就会导致这种学习过时。

要如何让现代组装工人获得信息,从而正确、有效地完成各种任务。答案之一是流程控制平台PivotWare。它能指导作业员完成1组特定的组装任务。图形和文本显示器会准确显示要使用的工具,要应用的组件及修复它们的位置。在作业员移动到下个阶段之前,系统会验证每个步骤是否正确完成。该平台可由客户编程,因此对生产要求变化的响应不受阻碍。

像Desoutter这样的专业公司已在开发可提供工业4.0功能并支持智能工厂模型的下一代工具。未来的操作平台将在多工具管理方面实现重大转变,提供比目前可能的更大的连通性和灵活性。

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