智能數(shù)字化工廠熱潮來(lái)襲 ，SMT電子制造工廠將發(fā)生哪些改變？

導(dǎo)讀：無(wú)論身處工業(yè)2.0還是3.0階段，許多企業(yè)在懷揣智能工廠夢(mèng)想的同時(shí)，卻往往尚未形成清晰的思路及舉措。隨著“工業(yè)4.0”的熱潮從德國(guó)涌向全球及“中國(guó)制造2025”的實(shí)施，越來(lái)越多的制造企業(yè)正決意將未來(lái)制造的愿景變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，以期在數(shù)字化**的工業(yè)變革中盡早謀篇布局，但越來(lái)越多的企業(yè)在智能制造之路上卻不知道從哪里開(kāi)始，如何正確的實(shí)現(xiàn)數(shù)字化工廠。

如果說(shuō)要完全實(shí)現(xiàn)“數(shù)字化制造”尚需時(shí)日的話，那么在當(dāng)下，制造業(yè)如何通過(guò)“自動(dòng)化制造”，破解勞動(dòng)力成本不斷上漲、勞動(dòng)力結(jié)構(gòu)性短缺的問(wèn)題，是*迫切的現(xiàn)實(shí)課題。在此趨勢(shì)下，全球各大院校、科研機(jī)構(gòu)和先進(jìn)制造企業(yè)的研究重點(diǎn)之一—— 數(shù)字化工廠，并已初步形成一致的結(jié)論：數(shù)字化工廠是智能制造和工業(yè)4.0 實(shí)現(xiàn)的必經(jīng)之路。

“中國(guó)制造2025”為中國(guó)實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略做出了頂層計(jì)劃和路線圖。近年來(lái)，中國(guó)在家電、工程機(jī)械、石化、電子消費(fèi)品等眾多行業(yè)涌現(xiàn)出了一大批數(shù)字化工廠的應(yīng)用實(shí)例。

中國(guó)數(shù)字化工廠的蓬勃發(fā)展固然可喜，但我們也發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題。當(dāng)我們與希望建設(shè)數(shù)字化工廠的客戶接洽時(shí)，通常能聽(tīng)到他們表示：“我們想造一座類似于某企業(yè)的全自動(dòng)工廠或‘智能化’工廠”。然而，大多數(shù)企業(yè)并不能明確闡述他們希望中的數(shù)字化工廠，而是寄希望于有現(xiàn)成的智能化工廠定義，能夠毫不費(fèi)力地直接照搬。

近期制造業(yè)知名機(jī)構(gòu)特對(duì)來(lái)自德國(guó)及歐洲的大型工業(yè)及制造業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的200位企業(yè)高管開(kāi)展“數(shù)字化工廠2020 — 歐洲數(shù)字化工廠高管調(diào)研”，結(jié)果顯示， 91%的工業(yè)企業(yè)正投資數(shù)字化工廠，但認(rèn)為他們的工廠已經(jīng)“完全數(shù)字化”的僅占6%。

數(shù)字化工廠是邁向智能工廠的基礎(chǔ)

制造業(yè)存在三大需求—提高生產(chǎn)效率、縮短產(chǎn)品上市時(shí)間、增加制造的靈活性。然而在傳統(tǒng)的制造條件下，要同時(shí)滿足這三大需求并不容易，企業(yè)通常得犧牲靈活性來(lái)提升生產(chǎn)效率和縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。制造企業(yè)要同時(shí)滿足這三大需求，保障并提升產(chǎn)品質(zhì)量，智能制造是制造企業(yè)發(fā)力方向。

數(shù)字化工廠是邁向智能工廠的基礎(chǔ)，數(shù)字化工廠是指以產(chǎn)品全生命周期的相關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在計(jì)算機(jī)虛擬環(huán)境中，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行仿真、評(píng)估和優(yōu)化，并進(jìn)一步擴(kuò)展到整個(gè)產(chǎn)品生命周期的新型生產(chǎn)組織方式。是現(xiàn)代數(shù)字制造技術(shù)與計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，同時(shí)具有其鮮明的特征。它的出現(xiàn)給基礎(chǔ)制造業(yè)注入了新的活力，主要作為溝通產(chǎn)品設(shè)計(jì)和產(chǎn)品制造之間的橋梁。

現(xiàn)讓小編來(lái)帶大家看看

什么是智造趨勢(shì)下的數(shù)字化工廠 ？

數(shù)字化制造的其中一個(gè)重要基礎(chǔ)，正是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化制造；提升自動(dòng)化水平是企業(yè)跨向數(shù)字化的**步！

隨著國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的不斷加劇和制造業(yè)勞動(dòng)力成本的不斷上升，對(duì)設(shè)備效率、制造成本和產(chǎn)品質(zhì)量等環(huán)節(jié)的要求不斷提高。

輕工業(yè)化本質(zhì)在提升質(zhì)量，而非降低成本 ！

人力成本被認(rèn)為是導(dǎo)致近年制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力下降的原因，但制造業(yè)不能僅僅盯著制造環(huán)節(jié)的成本，應(yīng)該更加注重供應(yīng)鏈成本。而數(shù)字化制造從一開(kāi)始就不僅僅是為了降低成本，*大的目的在于提升質(zhì)量，而高質(zhì)量并不意味高成本。

近年，國(guó)內(nèi)制造業(yè)遭遇的發(fā)展瓶頸中，人力成本的上漲，被認(rèn)為是導(dǎo)致制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力下降的重要原因之一。很多制造業(yè)的企業(yè)主都喜歡談控制成本，但質(zhì)量才是企業(yè)的**競(jìng)爭(zhēng)力。

事實(shí)上，很多時(shí)候企業(yè)面臨的并不僅僅是制造環(huán)節(jié)的成本，而應(yīng)該更加注重供應(yīng)鏈的成本。因?yàn)?，即使在勞?dòng)密集型企業(yè)中，人力成本畢竟只是占據(jù)一定的比例，而不是成本的全部。

高質(zhì)量在工業(yè)制造領(lǐng)域的重要性不言而喻。作為耐用品的工業(yè)產(chǎn)品，比如一款海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)的產(chǎn)品，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，不僅造成的損失不可估量，而且需要?jiǎng)佑玫街鄙龣C(jī)維修，維修的后期成本也非常高。

為此，在實(shí)現(xiàn)質(zhì)量提升上，數(shù)字化制造首先是借助自動(dòng)化產(chǎn)線上的機(jī)器充當(dāng)“糾錯(cuò)官”的角色，比如當(dāng)工人少擰了一顆螺絲，機(jī)器會(huì)自動(dòng)發(fā)出警示，阻止產(chǎn)品進(jìn)入下一個(gè)環(huán)節(jié)，通過(guò)機(jī)器的協(xié)助，減少人的出錯(cuò)。通過(guò)機(jī)器的“檢查”杜絕人在制造過(guò)程的差錯(cuò)，這只是保證產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)一步，由制造質(zhì)量、研發(fā)質(zhì)量以及原材料質(zhì)量組成的產(chǎn)品質(zhì)量中，更需要的是借助數(shù)字化制造去保障研發(fā)質(zhì)量和原材料質(zhì)量。

6軸帶視覺(jué)機(jī)器人

眾所周知，智能制造和工業(yè)4.0 已成為全球的研究熱點(diǎn)。智能制造以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化為其三大要素，其中數(shù)字化是基礎(chǔ)，要求產(chǎn)品模型化、資源模型化和過(guò)程可視化，不難發(fā)現(xiàn)其本質(zhì)是在產(chǎn)品生命周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)模型驅(qū)動(dòng)需求、設(shè)計(jì)、制造、生產(chǎn)、驗(yàn)證及服務(wù)全過(guò)程。

讓小編繼續(xù)為大家介紹下

“ 什么是數(shù)字化工廠 ” ？

業(yè)內(nèi)**人士認(rèn)為基于工業(yè)4.0的未來(lái)制造，一定是一個(gè)能實(shí)現(xiàn)快速反應(yīng)，符合高度柔性化、自動(dòng)化，智能化的，數(shù)字化工廠 ，它主要體現(xiàn)以下方面特點(diǎn)。

  數(shù)字化工廠是指以產(chǎn)品生命周期數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行評(píng)估分析，通過(guò)數(shù)字制造技術(shù)與計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)虛擬制造和并行工程，保障生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

    在傳統(tǒng)制造業(yè)中，一個(gè)錯(cuò)誤的設(shè)計(jì)可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的損失，那么如何確保產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)到消費(fèi)過(guò)程都能正常運(yùn)行，將制造過(guò)程虛擬化是一種**的方法。因此，數(shù)字化工廠包括了產(chǎn)品數(shù)字化、設(shè)備數(shù)字化、制造過(guò)程數(shù)字化、管理數(shù)字化以及營(yíng)銷數(shù)字化等。

    隨著信息化技術(shù)的發(fā)展成熟，采用數(shù)字化工廠的企業(yè)將獲得更多的競(jìng)爭(zhēng)力。也可以這么說(shuō)，數(shù)字化是制造商為了驅(qū)動(dòng)客戶和員工價(jià)值而對(duì)商業(yè)模型和生產(chǎn)流程改造的一種技術(shù)投資。

智能工廠是構(gòu)成工業(yè)4.0的核心元素。在智能工廠內(nèi)不僅要求單體設(shè)備是智能的，而且要求工廠內(nèi)的所有設(shè)施、設(shè)備與資源實(shí)現(xiàn)互通互聯(lián)，以滿足智能生產(chǎn)和智能物流的要求。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)等通信網(wǎng)絡(luò)，使工廠內(nèi)外的萬(wàn)物互聯(lián)，形成全新的業(yè)務(wù)模式。

工業(yè)4.0 提出了物理賽博系統(tǒng)（CPS) 、三大集成和八項(xiàng)行動(dòng)等實(shí)現(xiàn)技術(shù)與規(guī)劃，其核心是產(chǎn)品生命周期和生產(chǎn)生命周期（即兩PLM ) 的融合，同時(shí)融合的基礎(chǔ)還是模型?？梢?jiàn)，智能制造和工業(yè)4.0的核心、本質(zhì)及其實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)均離不開(kāi)產(chǎn)品生命周期及在全過(guò)程中運(yùn)行的模型。因此在智能制造和工業(yè)4.0 的驅(qū)使下，從PLM 視角入手，數(shù)字化工廠應(yīng)充分繼承前人的研究成果，結(jié)合新特征和技術(shù)以進(jìn)一步向深度和廣度延伸，滿足智能制造和工業(yè)4.0 的發(fā)展要求。

讓小編帶大家全程觀摩下

西門子成都數(shù)字化工廠是什么樣的？

西門子成都工廠成立與2013年9月，員工370余名，其中工人100多人，每天工作三班，生產(chǎn)西門子工控產(chǎn)品，包括PLC、人機(jī)界面、工業(yè)PC等，總面積3.53萬(wàn)平米，其中生產(chǎn)區(qū)域3100平米。目前已完成了一期工程，還預(yù)留了后面兩期工廠的用地。全部建成后，生產(chǎn)區(qū)域面積將達(dá)到1萬(wàn)平米。該工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品既有面向中國(guó)國(guó)內(nèi)客戶的，也有出口國(guó)外的產(chǎn)品。良率達(dá)到了驚人的99.9985%，準(zhǔn)時(shí)交付率達(dá)到98.8%。

負(fù)責(zé)人首先介紹了西門子的愿景：盡善盡美為客戶。他強(qiáng)調(diào)西門子的戰(zhàn)略方針是：質(zhì)量**、準(zhǔn)時(shí)交付和**，可持續(xù)的企業(yè)文化。他認(rèn)為對(duì)于工業(yè)產(chǎn)品而言，質(zhì)量非常關(guān)鍵，例如風(fēng)電產(chǎn)品是無(wú)人值守，維修非常麻煩，因此，必須確保將質(zhì)量作為首要目標(biāo)。

質(zhì)量的要素包括制造質(zhì)量、研發(fā)質(zhì)量和原材料的質(zhì)量。在制造過(guò)程，手工操作是容易產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題的關(guān)鍵要素，機(jī)器可以幫助人不犯錯(cuò)誤，在成都工廠的生產(chǎn)線上，設(shè)計(jì)了自動(dòng)防呆系統(tǒng)，零件盒的指示燈可以工人所需安裝的零件，避免誤操作；通過(guò)研發(fā)與制造緊密配合，可以規(guī)避很多質(zhì)量問(wèn)題，例如進(jìn)行防呆設(shè)計(jì)；而對(duì)于原材料質(zhì)量，需要推進(jìn)質(zhì)量追溯，確保過(guò)程數(shù)據(jù)全程有記錄，可以追溯到原材料的批次。

通過(guò)此次觀摩，我們團(tuán)隊(duì)初步領(lǐng)略了西門子數(shù)字化工廠的內(nèi)涵：

1）從產(chǎn)品研發(fā)、訂單處理到生產(chǎn)調(diào)度、數(shù)據(jù)采集，通過(guò)多個(gè)信息系統(tǒng)的無(wú)縫集成實(shí)現(xiàn)閉環(huán)；

2）通過(guò)數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)高效率、高質(zhì)量；

3）通過(guò)MES系統(tǒng)和柔性的生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)電子產(chǎn)品的混流生產(chǎn)；

4）通過(guò)人機(jī)協(xié)作，實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)。

在參觀過(guò)程中，我們團(tuán)隊(duì)不斷在回味工業(yè)4.0的核心CPS（Cyber Physical System）的含義。的確，CPS需要實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)之間，信息系統(tǒng)與人、信息系統(tǒng)與設(shè)備之間的互聯(lián)。

那么，西門子成都工廠是否已經(jīng)完全實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0？

我們想，答案實(shí)際上是：工業(yè)**是一個(gè)長(zhǎng)期的持續(xù)改進(jìn)的過(guò)程。工業(yè)4.0是一個(gè)愿景，不論是西門子還是其他的工業(yè)巨頭，都在不斷改進(jìn)，結(jié)合自身的產(chǎn)品特點(diǎn)，尋找一條走向工業(yè)4.0的路線圖。