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智能化和智慧化的區别

圖文 更新时间:2024-08-07 10:12:39

智能化和智慧化的區别?以下文章來源于企業管理雜志 ,作者王澤麒,下面我們就來聊聊關于智能化和智慧化的區别?接下來我們就一起去了解一下吧!

智能化和智慧化的區别(智能化還是透明化)1

智能化和智慧化的區别

以下文章來源于企業管理雜志 ,作者王澤麒

導讀

近幾年,各地企業紛紛開展智能化改造,智能工廠、智能車間建設熱潮洶湧,一些地方甚至出現了“大幹快上”“沒有條件創造條件也要上”的局面,這究竟是喜是憂?智能化改造需求廣泛背後的根源是什麼?人和機器是怎樣的關系?智能更重要,還是透明更重要?

文章來源

本文作者:南通理工學院王澤麒,原創首發于企業管理雜志,數字化企業經授權發布。

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智能工廠被“玩壞”?

從已接觸的幾十家智能工廠和智能車間的案例情況來看,筆者發現他們存在幾個相對普遍的現象。

1.生産批量較大的行業,智能工廠的投入産出較好。比如在化纖、棉紡、醫藥、電子這些行業,從投料到産成品的過程中,人工作業越來越少,通過生産裝備智能化躍遷,企業赢得了可靠的規模優勢。

江蘇一家知名棉紡企業,在2018-2019年成功建起智能工廠,同樣紗錠的用工人數隻有傳統工廠的五分之一,整體效能遠超本地同行,競争優勢顯著,現已基本收回了投資。

2.離散制造業的智能工廠建設容易重硬件、輕軟件,忽視系統性。這種情況在機械加工、食品等行業比較普遍。

一方面,硬件看得見,也相對好比價,采購、安裝都會順利一些。另一方面,軟件主要涉及生産管理、物料管理以及設備的控制系統與生産計劃系統的對接等,在建設期難以充分考慮到正常運營以後的情形,所以後期有許多不匹配之處。

而系統性不僅包括信息系統,還包括上下遊協同機制與智能工廠的互适應,基本上要在正式使用後才開始“見招拆招”地解決問題。

有一家做家居地闆的企業,在裁切工段實現了智能化,但是由于工業協議的問題,每次生産任務執行前,都要花很長時間調節設計參數,并人工錄入機器終端,造成效率低下,沒有兩三天批量的活,一般不輕易安排到這裡。以至該工廠“淪為”一個可供參觀的景點,而極少開機。

3.規劃不同步。有些企業非常重視智能工廠的建設,但是在做新廠規劃時比較草率,缺乏充分的調研學習,往往難以想象在一個具體空間裡究竟如何讓各個工站協同運作,會有哪些沖突等。

這就好像一家人突然從住慣的平房搬到樓房一樣不适應。有一家企業在做新工廠布局的時候,待加工中心安裝好之後,才發現AGV小車的物流路線與消防通道的設計沖突,解決辦法是要麼砸牆,要麼撤掉一套加工中心,企業十分苦惱。

智能工廠的規劃,其實涉及的領域非常多,包括水電氣的管線、生産設備的空間布局、最短物流路線、機器人作業環境、工人操作的便利、人員動線、消防等等。

通常情況下,企業對智能工廠的理解是首先開展基建工作,基建完成後才考慮如何安放設備、更精細地規劃空間,而沒能有效實現提前設置。

總體來看,這些現象反映的問題如下:

一是忽視了規模經濟規律,在工廠智能化投資的必要性上準備不足;

二是智能工廠作為工廠建設的創新容器,有一些完全不同于傳統基建的流程和模式,而企業在人機協同、功能空間協同、上下遊業務協同等方面缺乏預判;

三是常态業務情況下,企業對運營智能工廠所需要的資源、能力、外部條件的配置等缺少預判,導緻增加了新的不可逆成本。

從某種意義上講,智能工廠這幾年被“玩壞了”。相當一部分投入成為工業互聯網和智能制造這些标簽下的“泡沫”。一些企業成為創新路上的“先烈”。同樣,還有更多的企業在觀望,他們因看到身邊的失敗例子而愈加恐懼。

那麼,智能工廠在決策、建設與運營時,首要的考慮因素究竟是什麼呢?

2

尊重規模經濟規律

規模經濟規律依然是經濟的基本規律,尤其是在微觀經濟領域。與以往不同的是,現在的規模經濟可以支持生産并非一模一樣的産品,實現連續生産過程中“免”換型。

數字時代的規模經濟是基于經營分攤成本的測算展開的,其生産換型有條件做到完全不同的産品也可以低頻換型,從而赢得規模,如3D打印機一樣,又如數控鑽床的鑽頭在預置後可以根據加工件的需要自動調換。

在工業場景中,我們将規模性體現在工業能力被高效能“複用”,複用頻度越高,工業能力的經濟價值越強,其可持續性也就越好。工業場景的規模性要求工業能力充分社會化。在單一、封閉的價值網絡裡,工業能力被其他管理單元(市場主體)調用的機會并不多。

但是通過在線方式的社會化之後,工業能力可以被更多的工業場景“看見”,這是一個相互作用的過程。工業場景的規模性産生訂單“虹吸”,帶來産業虹吸。保持規模化意味着單件産品的加工費用、采購成本可以更低,從而出現“價值窪地”,産生虹吸效應。規模經濟并不是實态産品的規模大,而是随着同一種生産加工工藝持續時間越長,同一能力結構複用頻度越高,從而帶來了時間價值上的規模效益。

從上面的叙述中,我們可以看到智能工廠的規模性局限主要來自兩個方面:

一是智能工廠換型的時間成本高,這往往來自上下遊産業環境的約束;二是智能工廠裝備之間的耦合性太強,訂單匹配成本比較高。在生産任務不飽和的時候,産能的社會化受到極大的約束。

因此,一部分企業家認為,智能工廠并不完全需要向“黑燈”工廠、全自動工廠這個方向發展,企業還需要從實際出發,突破性地提高瓶頸設備的産能,漸進性地提高裝備之間的協同度,以及裝備與業務訂單履行之間的協同度。

△ 通過生産裝備智能化躍遷,一些企業赢得了可靠的規模優勢。圖為自動落紗粗紗機,紡織行業智能工廠的主力裝備之一(攝影:王甲佳)

3

務實之道

更精益地進行自動化改造

用數字技術升級價值鍊

1.在一些重複性工作較多、規範和标準相對完善的生産領域,可以更多地利用數字技術提高機器自動化水平,甚至采用機器人作業。比如針對裝配、塗裝、搬運等工作,工人隻要監控機器狀态,适時予以調整即可。在工作标準統一的場景下,機器的優勢更為明顯。

比如以一牛頓的力把一号零件壓入二号零件的孔内。對于一牛頓的力有多大,工人容易憑借自己的感覺和經驗來把握。不同的人,甚至是同一個人在不同時間會有不同的感受,實際工作交付也隻能“大差不差”。但是機器人卻可以很好地解決這個問題。

在傳感器的幫助下,一牛頓的力始終就是那麼大,保證每次都是同一标準。如果出現異常情況,機器人也會有差錯,比如,零件的孔内有異物,但機器感知不到,會依然走固定程序。這時,就需要人工介入,随時監控機器人的運行狀态,排除隐患。通過一些傳感器的設置,這類問題也不難解決。

機器人和工人特點各異,在具體場景中互相合作,各司其職,最終完成交付,這應該是一個比較合适的主流狀态。

機器人作業在遇到例外情況的時候,是不是一定需要人來幹預呢?能不能産生新的應對策略,自主排除,恢複正常秩序呢?這個問題可能需要分不同的産業及場景進一步具體分析,屬于持續疊代的範疇。

2.在輔料、工具消耗比較多的領域,可采用數字技術進行升級。有一家鋼材加工廠,在鋼材的截斷車間,每天要消耗二百多根鋸條,是一筆不菲的成本。每天還有十幾起因為鋸條老化,鋸條斷在鋼材裡的情況,增加了電機燒壞後維修、返工等成本。

如何在鋸條使用壽命臨期之前就果斷地換下呢?

電氣和能源工程師根據曆史數據,設定了一個不同工況條件下鋸條使用壽命時長的基本數據。同時,通過電流傳感器檢測電流的變化,鋸條老化後,電機工作電流會慢慢升高。

當檢測到電流連續3分鐘(不同工況有不同的時間)超過額定值的時候,适時與該工況下的鋸條使用壽命做比較,并通過警鈴提示進行人工幹預。

這個技術改進項目實施半個月後,截斷車間的鋸條消耗下降了20%,額外的損失沒有再發生。令人驚喜的是,能耗也下降了,節約綜合成本經測算達1萬多元。 

這就是非常顯著地通過數字技術進行“小改小革”的例子,實際上是升級了企業價值鍊,企業節約了成本,生産秩序得到了更好的保證。實現這些并不需要立刻上馬高端的鋸床設備。

4

透明與智能,誰更重要?

前面我們提到智能工廠的一個約束,即由于标準意義的智能工廠在其組件和環境方面的高度耦合,它更适合作為一個整體來實現社會化,也就是為其他同行企業所用。在需要敏捷協同的領域,尤其是項目制造類的業務中,這是一個局限。

國内有一些項目制造類公司,他們在關注單台設備效能的同時,更關注如何通過面向産業鍊上下遊的透明來實現既有産能所創效益的最大化。實際上是通過數字技術将自己的單台設備、設備組合的工況動态信息開放給産業夥伴。

這裡有一個根據實際業務情形演繹的虛構故事。

2023年8月,李明以阿聯酋ASC公司的現場代表身份,進駐廣東恒鴻金屬制品有限公司鋼管加工車間。他将在這裡工作3個月,負責對22批、16種規格的輸油鋼管的堆焊工藝進行現場驗證。

9月5日上午9:00,在例行的線上通報會之後,他來到鋼管加工車間,這一天的作業是編号為C05D的30根鋼管的堆焊,這個編号的鋼管内徑在115cm處及以下從260mm縮短為210mm。此前已經和3#、5#、6#、8#堆焊機的操作工黃軒宇确認了工藝參數和圖紙。按照計劃,9:30黃軒宇進行試機,并一起再次在堆焊車間的終端上确認加工工藝。

黃軒宇正在調機,作為熟手,他很麻利地調好了三條機器的工藝參數,并在3#試機,一切順利!李明正準備在車間終端機上刷卡确認的時候, 工作APP上突然有了彈幕,同時他也收到了短信。原來是ASC公司的質量總監要求對115cm以下部分的内壁堆焊厚度由2.5mm調整為3.5mm,具體要求及變更原因在系統的更新包裡,要求現場的監管即時處置。

李明點開質量總監發在APP上的消息鍊接,立即進入工藝變更發布頁面。點擊發布後,蘇恒公司的項目經理、技術總監、調度室都在第一時間知曉,系統同時更新了所涉及的材料堆焊加工工藝參數的版本。不到2分鐘,黃軒宇的APP上也響起了急促的鈴聲,同時3#機已經停止工作,其終端閃爍紅燈在提示修訂作業參數,但是他無法操作。

黃軒宇很少接觸這種情況,經李明提示後,他在車間終端機上刷卡,确認了這次工藝變更。3#終端立即調整了參數。李明做了确認,3#可以正常工作,5#、6#、8#堆焊機也自動采用一樣的參數準備工作。

現場質量檢驗員儲春燕的APP及辦公室PC上都同步了這次工藝變更,也實時更新了檢驗要求的版本。檢驗報告的模闆上更新了參數。檢驗員的首件檢驗工作列表中,提前一天就顯示了當天9:20需要在黃軒宇的工位上進行協同。

黃軒宇也确認了5#、6#、8#的工藝參數。經過檢測和比對,堆焊機作業的厚度、密度均符合要求,電流也穩定。李明、儲春燕、黃軒宇先後在堆焊車間的終端刷了卡,這一天該項目的堆焊作業正式開始。

11:12,李明在辦公室調取了4台堆焊機的終端同屏界面,在系統輔助下,參數檢查正常。8#的作業進度稍微落後于其他機台,他看到黃軒宇那邊确認的彈幕,原因是行車送的新一批鋼管遲了3分鐘。

下午李明又去車間查看了一番,和黃軒宇、儲春燕就第二天一批鋼管的加工工藝交換了意見。他們查看了庫存,發現倉庫已經鎖定了這批物料,等待工藝确認後就可以處于“待發”狀态,進入行車司機的作業列表。

三人還在車間的終端機上接上大屏,調閱了從2022年5月之後的工藝變更記錄中關于堆焊厚度變更的情況,發現主要是預制件安裝的具體位置有變動後才引起的。他們為這個發現做了一個知識标簽——厚度變更場景,這樣以後可以為設計人員提供參考。

17:20,系統推送了當天全部的生産記錄、質量檢驗報告、焊條消耗報告。李明翻閱後,署上了電子簽名。

17:30,李明看到了第二天的具體作業計劃,計劃裡包括基材(鋼管)和耗材(焊條)分批到場的明細時間。他發現,黃軒宇、儲春燕已經看過這個計劃了,并且确認了具體的工作節點。他也根據系統的建議,刷新了第二天的工作節點,也就是需要和其他夥伴協同的地方。此時,個人的工作日報系統也已經生成,他署上了電子簽名。當天的工作列表上已經沒有待辦任務。

這個演繹的故事生動地說明了一個企業的内部角色與外部角色基于統一的系統和透明機制,是如何進行實時制造協同的。

工廠智能化改造優先,還是透明化改造優先?不同企業會有不同選擇。就最終的商業利益以及市場競争力而言,在生産方式維度增強透明化,在生産力維度增強智能化,是相得益彰的。■

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