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数字化工厂规划之七剑下天山(上)

2017/7/24    来源:互联网    作者:佚名      
关键字:数字化工厂  工厂规划  
数字化工厂规划作为当前智能制造落地的首要环节,可以帮助企业在数字化转型升级的过程中明晰企业的核心优势、发展瓶颈, 并根据现有状况找到可行落地路径。

    相传世间有七把绝世神剑,每隔百年这七把绝世神剑便会现世,更有传言得七剑者便可号令天下,武林中人为此争相夺取。它们分别为莫问剑、游龙剑、青干剑、舍神剑、天瀑剑、日月剑、竞星剑,此七把神剑是铸剑大师晦明在天山上经过七个不同剑境所铸。

    此一刻,数字化工厂规划作为当前智能制造落地的首要环节,可以帮助企业在数字化转型升级的过程中明晰企业的核心优势、发展瓶颈, 并根据现有状况找到可行落地路径。七把神剑在手,数字化工厂尽在囊中。

    笔者总结了数字化工厂落地规划领域的七把宝剑,希望通过体系化的规划方法和手段保障企业在实现制造业数字化、智能化、网络化和协同化,满足面向制造业个性化、服务化、和生态化的发展需求,促进制造业加速转型升级和提质增效。

莫问剑 VS 方法论

    企业在数字化转型过程中会遇到各种各样的问题,生产领域的、信息化领域的、自动化领域的,因此需要建立顶层框架来进行思考。笔者研究参考了众多工业4.0框架体系后,提出的针对企业的数字化转型的“金字塔容器”模型,对既有的制造金字塔进行了改良,成为一把衡量顶层视角的莫问之剑。

数字化工厂转型框架模型

图1 数字化工厂转型框架模型

    “金字塔容器”模型的重点,是根据当前企业现状从管理咨询维度、运营咨询维度以及IT信息化维度,分解智能制造时代数字化车间、数字化工厂和数字化企业的层级关系,面向落地和实施。

    最底层是数字化车间,主要是车间设备、PLC和HMI。中间层是数字化工厂,一般的话是由控制系统和运营系统组成,有MES和scada。最上层是数字化企业层,包括ERP、PLM还有电子商务客户关系管理等等。旁边是每一个层次需要的不同的运营咨询的一些方法论,比如说5S、TOC、shopfloor是在车间管理层面,LEAN属于工厂层面。旁边还有两朵云是有关数据分析的服务,目前业界大家现在听到最多的是有关设备的数据的分析,其实在往上面话还有一些订单数据、产能数据分析的服务,这也是很大一块数据的宝藏没有被挖掘。

    金字塔容器模型,核心解决三大领域的问题,分别是数字化工厂战略规划、数字化工厂详细设计和数字化工厂运营实现。

三大工作包

图2 三大工作包

    战略规划里面核心要做的重点是现状分析,企业首先得了解自己的现状,和企业的数字化远景,这样才能知道差距到底在哪里。

    数字化工厂的详细设计,需要去做数字化的企业架构分析,架构分析EA是当前企业信息化规划领域全球范围的一个最佳实践,但是在自动化、数字化领域还是有所欠缺,需要再往工厂和车间的数字化层面再深入一些。对于中小型制造业企业来说,通过剪裁和定制,构成了数字化工厂详细设计的主要包含内容。

    数字化工厂运营实现包括精益生产的导入及运营,软件以及硬件设备的选型,实施计划的关键行动路线。其实最核心的就是IT和OT的融合,包括各种关键运营、设备、管理的数据在纵向的自动流通和横向的自动流通。

    美国的国家标准院NIST也给出的智能工厂的规划途径,对于制造业企业往往说不清楚数字化工厂到底该怎么做?在新建工厂或者改造老工厂的时候都需要做哪些事情?

    美国国家标准院其实给出了比较好的体系的方法,在Factory Specification工厂详细设计里面共计有39个子项用来规范数字化工厂的详细设计,帮助企业在数字化转型的时候不至于盲目。当然,美国给出的这个体系也过于庞大,对于中国的中小型制造业企业需要在此基础上做一些剪裁和定制,更贴切国内的企业实际状况,才能使数字化转型真正做到有的放矢。

    简单归纳,数字化工厂规划是这么一个迭代过程,首先是去收集信息,注意这里的信息不都是指信息化、数字化的领域,往往是需求相关的、产品相关的、工艺相关的、物流相关的,安全相关的,这些都是企业最核心的生产要素。再往下要做分析归纳,这里面包括产品族分析、xyz abc库存矩阵分析、工艺流程分析和价值流分析。根据分析归纳的结果,首先做宏观布局规划,其中包含功能区域规划、功能区面积需求计算以及各功能区布局组合优化。然后是微观布局规划,包括工作站设计、生产线设计、生产单元设计、站间物流设计。最后是验证和决策,可以通过仿真模型的设计来辅助最终决策。

责任编辑:程玥
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