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走进日本,探寻智能制造的秘诀

2020/6/16    来源:e-works    作者:李梦龙      
关键字:日本  华中科技大学  社会实践考察  智能制造  
2020年1月9日-18日,为期十天的日本智能工厂社会实践结束了,此次考察过程中不仅了解了日本相关企业的文化和精神,感受了日本企业的经营理念与中国企业的差异以及他们的环保意识,还体验了日本的文化。

一、活动目的

    为了调硏日本发达国家在推进智能制造发展的最新动态,学习智能制造和数字化转型的最新理念,华中科技大学机械学院拟组织25名优秀学生代表于2020年1月前往日本进行为期10天的专业社会实践考察。

二、考察方案

    时间:2020年1月9日-1月18日,10天

表1 考察行程

考察行程

三、行程亮点介绍

    1.三菱电机是全球知名的综合性企业集团,在全球的电力设备、通信设备、工业自动化、电子元器件、家电等市场占据着重要的地位。旗下的名古屋制作所通过应用e-F@ctory方案,可根据交货期随时切换生产品种,实现设备运转率提高190%,整体生产率提高180%,开发周期缩短50%。

    2.丰田创立于1933年,是全世界排名第一的汽车生产公司,2015年其全球汽车销量为1015万辆,开创了著名的丰田生产模式(TPS)。丰田汽车工厂引入大数据技术进行分析优化管理,在计算机环境中,对整个生产过程进行仿真、评估和优化,最终实现自动化、智能化、互联化的生产制造,是汽车生产行业的重要标杆企业。

    3.丰田产业技术纪念馆是丰田集团利用其发祥地--原丰田纺织公司总部的厂房遗址建设的专业性博物馆。它是一座“活的”展览馆,从木质的纺织机到现代纺织机,都可以进行操作演示,汽车四大工艺的设备和产线,可以自己操作运行,全面展现了丰田集团的历史和现代汽车制造技术。

    4.松下环保技术中心(简称PETEC),PETEC成立于2001年4月1日,是松下集团建立的废旧电子产品回收工厂。PETEC对日本的家电回收再利用法规定的废旧家电产品的再生资源进行回收和再商品化,其处理商品种类包括平板电视、洗衣机/衣物烘干机、空调、冰箱/冷藏柜等。

    5.电装株式会社(Denso)是世界屈指可数的汽车零部件生产厂家之一。为世界顶级汽车技术、系统以及零部件的全球性供应商,电装在环境保护、发动机管理、车身电子产品、驾驶控制与安全、信息和通讯等领域,成为全球主要整车生产商可信赖的合作伙伴。

    6.世界最大的物流系统综合制造厂家——日本株式会社大福(DaifukuCo,.Ltd),始创于1937年,最早生产气锤、锻压加工机,随着日本经济的复兴与发展,开始涉足物料的运输及管理物流。2006年度株式会社大福集团的营业额超过2000亿日元,在全球拥有40多个分支机构和约5000名的社员,位于风景秀丽的琵琶湖畔群山环保中的滋贺生产基地占地面积120万平方米(2000亩),11个现代化厂房建筑群与优美的自然环境和谐相处,名闻遐迩的“日新馆“也身处其中。

四、考察日志

    ●一月十三日

    1月13日,我来到了丰田产业技术纪念馆,感受了建筑史上非常宝贵的红砖建筑,看到了真实的机械动态展示和丰富的演示,真切地感受到了“研究与创造的精神”和“生产制造”的重要性。

    首先,我了解到的是丰田公司纺织技术的发展。通过纺车演示,我了解了从棉花到纱线的纺纱过程。我还看到了利用水车驱动的动力式卧云纺机。1890年,丰田佐吉先生发明了用一只手也能简单操作的人力织机,不仅让人们工作的更轻松,也提高了产品品质。接着,丰田佐吉又制成了著名的G型自动织机,再后来就是近现代纺织机械的快速发展。

    接着,我进入了汽车馆,感受丰田喜一郎先生创办的汽车帝国的壮观。汽车馆中摆放了各种有关汽车的生产过程的解释和演示。首先是金属的锻造工艺:铸造、锻造、切削。然后是最开始汽车的整个生产流程。当我看到工人的手艺竟如此精细之时,心中感叹不已。当然,过程在不断地自动化,过程也越来越精细。接下来我看的是汽车内部各结构的设计和生产,比如发动机、坐垫、空气气囊、导航还有各种成品检验措施等等。然后是制造汽车各部件的生产工艺演示,演示范围很宽,有各种小零件的生产流水线,有大零件的部分加工,也有最后的合装过程和装轮胎的过程。整个演示非常具体详细,而且有很多视频让你了解的更多,更细。在纪念馆里,我真切地感受到了机械结构的巧妙,感受到了汽车的魅力。

    ●一月十四日

    1月14日上午,我前往了朝日啤酒公司,参观朝日啤酒生产过程。啤酒的原料有大麦,啤酒花,水等,副原料有大米,玉米和淀粉等,起到调整啤酒口味,使啤酒爽口的作用。首先要制造麦芽,之后经过糖化工序、发酵熟化工序、过滤工序,金黄色的生啤就诞生了。最后包装成啤酒桶、啤酒瓶、啤酒罐,经过内容量检查机等严格检查后装箱出厂。朝日啤酒工厂内有着井然有序的生产线和包装线,他们利用PIE煮沸法,在PIE小锅内去掉了啤酒花多余的味道,然后在煮沸锅内只要去掉麦芽味即可。这样可以大幅度缩短煮沸时间,削减煮沸工序中产生的CO2排放量的约30%。不仅提高了效率,还延长了啤酒泡沫的保持时间。朝日啤酒公司重视清洁环保,积极致力于回收利用,减少废弃物产生量。

    下午,我来到了著名的三菱电机名古屋制造所,这是所有三菱工厂的母亲工厂,实力雄厚。三菱电机的业务范围涵盖了各个领域,包括能源、电力设备、电子元器件、家电、信息通讯系统、工业自动化产品等。而名古屋制造所则负责生产工业PC、各种软件、可编程控制器及人机界面、电磁开关等。三菱电机公司于2003年提出了e-F@ctory这个实现削减总成本的FA整合解决方案,包含IT系统,边缘计算系统和生产现场三个部分,每部分都有自己的产品群,比如iQ Edgecross、iQ Platform、CC-Link IE TSN等每一项都可以说为整合、联合控制生产系统的控制器和人机、工程环境、网络,在客户设计、启动、运用、维护的整个过程中降低成本做出了巨大贡献。我觉得三菱电机公司在设计工厂生产模式,优化客户系统方面做的非常好,有着自己独特的模式,并且制造了一系列支持这种模式的产品为自己服务,不愧为世界五百强。

    ●一月十五日

    1月15日上午,我来到了丰田汽车工厂,工作人员为我介绍了丰田优质汽车的制造体系--丰田生产方式。

    我了解到所谓丰田生产方式就是积极响应顾客的不断变化的需求,灵活调整生产模式。基于“顾客至上”这一理念,努力实现高品质、短而准确的交期、高生产效率(低价)等目标。丰田生产方式有两大支柱支撑起“顾客至上”,即准时化生产和带人字旁的自“働”化:准时化生产就是在必要时间内生产必要数量的必要产品,带人字旁的自“働”化就是坚信产品的品质源于每道工序,坚决不让次品流入下一道工序。我还了解了汽车生产的四个过程,即冲压、焊接、喷漆、组装。冲压就是将钢板放入模具中,制作发动机罩,车门等冲压零部件;焊接则是将各个冲压零部件接合在一起,焊接方式有多种;喷漆是对车身进行涂装加工;组装是将各个零部件组装在车身上,流程是先组装微机等线路,再组装发动机和底盘部件,最后组装座椅、玻璃窗、前照灯等零部件。

    之后我参观了丰田会馆,真切地感受到了丰田汽车的企业文化和制造理念,还有其对制造汽车所投入的巨大努力。

    下午,我参加了王志华先生关于日本机床发展历程的主题讲座。了解到日本的工业从纺织业起步,经过纺织机械的积累,逐渐发展出汽车、机床等其他重工业。日本的企业大多重视原创,关注市场需求,不会无的放矢。日本因此逐步出现很多优质的精密机床生产厂商。我认为日本一些机床制造企业所坚持的理念和生产方式非常值得国内企业学习。

    ●一月十六日

    1月16日上午,我来到了DENSO公司,了解电装公司的研发产品。电装公司有着先进、信赖、群策群力的精神,坚持制造最好的产品,在汽车的电子系统、智能移动系统、电气化系统、动力传动系统、热能系统及其他非车载事业都取得了巨大的成就。

    电装公司能准确把握社会需求,致力于进一步策划和研发,着眼于“尖端研究”,坚持世界首创,创造出了提醒行人注意和支持主动操控避让辅助的立体图像传感器、毫米波雷达等大量世界首创产品。电装公司注重内制技术,从设备、生产线、基础材料到加工工艺均为自家设计制造。他们的员工非常具有创造精神,也有将全球首创的点子化为实体的实创精神。他们拥有世界顶级的精细加工和提高生产效率与品质的装配线,为全球首创产品和全球最高水平的产品性能和品质提供制造后盾。

    电装公司开发的热能系统及动力传动系统等车载系统注重环保,以最低限度的能源达到目标所需,他们提倡能源的最大利用,开发的产品努力实现这个目标。他们研发的电气化系统通过先进的电动化技术,让混合动力汽车实现低能耗并节省电力;其智能移动系统运用各种传感器、半导体、ECU等实现无交通事故的安全社会和舒适自由的移动;其电子系统将动力传动控制ECU作为头,半导体作为脑,传感器作为眼,将这些技术开发集成在一起,为汽车的创新提供支援。

    电装公司还开发非车载事业,其中包括应用机器人、二维码/条形码、RFID等技术的自动化工序等等。

    ●一月十七日

    1月17日上午,我来到了大福株式会社日新馆,这里是一个“物流综合展示中心”,几乎涵盖了所有的物流系统。日新馆不仅展示了自家公司研发的物流系统,还有其他40家物流设备厂商的150多种、400多套产品。

    首先是汽车自动装配线,我看到了汽车车体、发动机及车门从搬运到装配的全过程,其中有悬挂式的电动单轨输送系统,有落地式的柔性驱动输送系统,有升降式的电动单轨输送系统,有悬吊式升降机,有台车式的柔性驱动输送系统,有蓄能型的升降机。其中有部分系统是利用摩擦力驱动,有运动平稳的优点。还有些系统运用了非接触式供电,优点就是无摩擦,可以做到部件无损耗,不用经常检测更换部件。

    接下来参观了仓储及控制系统。现如今,自动仓库被广泛运用于工厂、批发零售配送中心、冷冻仓库等各行各业。我看到了各种托盘类仓储及控制系统,例如工厂用的箱盒式仓储、流通行业用的纸箱仓储、快递行业用仓储等,还有以货箱或纸箱为单位进行货物存储的仓储系统。目前为止,面对不规则物体比如水泥袋这种的仓储及分拣系统还有待开发,这一难点还在困扰着国内外公司。我在日新馆看到了箱盒式自动仓库、穿梭式货架、自动导向车、高速分拣车、单元拣选式自动仓库等等。

    日新馆还展示了相关物流设备比如移动货架及垂直旋转循环货柜等,都具有较高的安全性能。高速分拣系统有“surfing sorter”等,可以快速对不同的物体进行分拣,利用滑块的撞击进行分流,非常快速。拣选系统有台车式拣选系统、电子标签拣选系统、托盘码垛系统及eye-navi等,各有各的优点。

    大福株式会社的企业精神是“Hini Arata”,就是“今日之我已非昨日之我,明日之我不待今日之我”,这种精神非常值得我们学习。

五、总结反思

    我跟随团队前往日本,参访了松下电子回收工厂、三菱电机名古屋制造所、丰田产业技术纪念馆、丰田汽车工厂与汽车会馆、Denso电装工厂、大福日新馆等世界著名企业或机构,游览了大阪、名古屋这两座城市。不仅了解了日本相关企业的文化和精神,感受了日本企业的经营理念与中国企业的差异以及他们的环保意识,还体验了日本的文化,感受到了日本人民的礼貌和好客。

    在日本的参访企业之旅让我受益良多。对丰田、三菱、松下等众多世界知名企业的参访,让我明白了日本作为一个资源奇缺的国家为何能成为发达国家并创造出巨大的财富。日本企业都有着自己独特而又不失深度的理念和精神,而他们几乎都有一个共同的精神,那就是专注。正是这份专注,经过时间的洗礼,让他们形成了企业文化,这是一个企业的内涵,是支撑企业不断发展的动力。三菱、松下这些企业专注与自己的领域不断思考,不断研发出适应市场需求的新产品,务实肯干,争做领域内的领头羊。他们都能积极响应国家的号召,或是自觉举起环保的旗帜,为日本的环境保护出一份力。他们注重细节,每一个产品都尽量做到没有瑕疵,让顾客用的放心;他们之间可以良性竞争,不断促进企业内部的改革和发展。现在日本在智能制造方面已经走在了世界的前列,在物流、电子、机床等方面取得的成就斐然。相对于日本,中国企业虽说近年来发展较快,但在部分领域还是存在较大差距,比如精密机床等。中国企业大部分比较浮躁,不能做到专注于一个领域进行研发,缺少企业文化与内涵,企业与企业之间有时互相攀比排挤,造成恶性循环,不能集中精力在开发新产品,研究新技术上,这都是中国企业的弊病。相较于日本,在环保和待客上中国企业也存在不足,部分中国企业不能做到自觉的开展环保活动并把环保思想融入企业生产当中,缺乏环保意识。

    总之,经过这次日本企业参访之旅,我学到了很多专业领域内的相关知识,接触到了许多前沿技术和思想,对自己的专业有了更进一步的了解。同时,我看到了中国企业与日本企业的差距,明白我们必须还要更加努力,才能推动中国制造的发展,使中国制造走在世界的前列。

责任编辑:程玥
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