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工业企业信息化正从机器换人向智能制造工程技术改造演进
——对2016年工业信息工程公司实施案例创新的调研报告

2016-03-01浙江省人大常委会副主任毛光烈

中国科技产业 2016年12期
关键词:信息工程车间智能化

◎ 浙江省人大常委会副主任 毛光烈

工业企业信息化正从机器换人向智能制造工程技术改造演进
——对2016年工业信息工程公司实施案例创新的调研报告

◎ 浙江省人大常委会副主任 毛光烈

贯彻《中国制造2025》,要集中主攻智能制造。智能制造包括智能制造工程建设与智能制造工程技术改造两种类型。智能制造建设适用于工厂与项目的新建,智能制造工程技术改造适用于已建工厂与项目的信息化应用改造。

2013年,浙江省开始部署培育工业信息工程公司的试点,2014年省政府办公厅下发了扶持工业信息工程公司发展的文件,目的是对一般加工型中小企业的信息化,采用由工业信息工程公司的工程承包方式来进行,以加快企业制造工程技术改造步伐。到现在三年过去了,工业信息工程公司究竟在加快工业企业智能制造工程技术改造的承包推广中发挥了什么样的作用?带着这个问题,我们进行了逐个案例的调研工作。

客户的实际体验与评价,是我们取得第一手材料的调查捷径,亦是提高调研质量的保证。因此,我们采用由工业信息工程公司自荐、我们考察调研其施工客户企业案例的方法,对7家工业信息工程公司推荐的6个智能化生产线技改案例进行了逐个考察、综合性总结的调研。其中,以书面进一步调研的方式,对原已考察的宁波均胜汽车电子集团的“汽车功能件数字化车间项目”、双鹿电池的“无人化智能电池生产线”、宁波钧飞智能科技公司主导合作的“浙江双枪公司的砧板自动化加工包装流水线项目”进行了补充式书面调查。从九个案例调研情况看,最深刻、最集中的一点体会就是:浙江工业企业的信息化工作,与前几年的侧重于机器换人有所不同,正在从机器换人阶段向智能制造工程技术改造阶段跨越。

机器换人工作是实施智能制造工程的基础、启动点与突破口。前几年浙江省开展的机器换人工作,是值得充分肯定的。通过机器换人,使浙江全省工业企业自动化、智能化生产线技改启动起来了,2015年工业机器人的使用量占全国的11%,成为数一数二的大省;广大中小企业从实践中感受到了自动化、智能化制造的优越性,增强了自觉;全省各级经信、科技等部门与各级分管领导从实践中增添了知识,增长了领导自动化、智能化制造工程技术改造的能力;机器换人提高了企业的内在素质,促进了企业节能减排、节本提质增效。所有的这些,都为推动智能制造工程技术改造奠定了良好基础。

同时,我们还要看到,随着机器换人的深入与企业对智能制造要求的提高,单纯的机器换人已不能完全满足企业生产转型与管理升级的要求了。因此,从我们调研的这些典型案例中可以看到,从2016年开始,浙江省智能制造工程的技术改造,从“机器换人”点状改造方式向整线自动化、智能化技术改造方向演进,同时相应的管理也随之升级。这是浙江省“机器换人”发展的必然结果与深化发展。我们应当因势利导,做好工作,乘势把浙江智能制造推向一个新水平。

一、工业企业智能制造工程技术改造的推进特点

工业企业的机器换人与智能制造工程技术改造虽然存在内在联系,但侧重点并不相同。机器换人是以更新或改造制造机器或加装工业机器人为主的,在生产制造中是以“点”(台、套装备)的改造为重心的,而智能制造工程技改是以“线”(自动化和智能化生产线)的技术与和“管理体系”(订单、设备、人员、财务、物料等管理体系的重建)的工程技改为基础的;从企业生产的信息化应用角度来分析,机器换人是以“智能机器+机器人”的“小组合改造”,要实现的是机器与机器人的工作组合;而智能制造工程技术改造任务是自动化、智能生产线的改建,要实现的是“生产系统的智能化”,涵盖了生产线的设计、仿真、建设、生产、节能环保等整个生命周期。从机器换人演进到改建智能化生产线为目标的系统制造工程的技术改造,这是一个伟大的进步。这说明工业化与信息化融合的水平在进一步提高,这是切合实际、符合工业企业信息化逐步拓展提升的发展规律的。

2016年,从各工业信息工程公司推荐的典型案例看,工业企业的智能制造的工程技术改造具有以下特点:

1. 自动化、智能化生产线在不断地延伸与完善

工业企业的智能制造的工程技术改造,使自动化、智能化生产线得以逐段建立,并不断地延伸完善。这种智能制造的技术改造工程,刚开始时大都是从智能加工或智能包装环节契入的。到2016年,又逐步向智能配料、智能装配、智能检测、智能仓储、智能装卸诸环节延伸,从而使工业企业的智能加工环节向智能生产的完整链线、智能车间、智能工厂的方向演进。

和利时公司承担的桐乡洋紫荆年产5000吨油墨智能生产线改造项目,其智能化制造工程技术改造的主要内容:主要是通过DCS系统(Distributed Control System,分布式控制系统)实现对平版车间所有设备的自动化控制,包括计量罐、搅拌罐、过渡罐、珠磨机、三辊机、捏合机等38套系统。其DCS系 统(Distributed Control System,分布式控制系统)有较良好的兼容性,如智能仪表、设备自带 的PLC(Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器)等可直接与DCS系(Distributed Control System,分布式控制系统)进行无缝链接,实现了智能配方管理、智能加工、智能控制与智能包装、智能物流。

力太科技信息工程公司承担的余杭钱江压缩机智能生产线改造项目,其智能化制造工程技术改造的主要内容:对制造部门的金工车间、新清洗车间、新装配车间、新成品车间的147台加工机械与12条生产线进行了改造,实现了全部设备的联网,建成了企业加工物联网,实现了智能加工、智能清洗、智能装配、智能成品检测。

哲达科技公司承担的萧山巴陵恒逸己内酰胺冷却水系统节能项目,其智能化生产冷却等系统节能的智能工程技术改造的主要内容:使冷却系统与己内酰胺装置、汽轮机装置、锅炉装置、环保装置、公用工程热换设备进行协同优化,实现了冷却水的智能生产、智能输送与智能分配,保障了流量按需分配与能效最优控制。

恩大施福公司承担的临安三方磁业公司的智能工厂改造项目,其智能化制造工程技术改造的内容:对原材料仓库、制粉造粒,产品成型、产品烧结、产品研磨、产品清洗、产品分检包装、内部流程物流、成品仓储进行了全面智能化制造工程的技术改造,实现了智能配料、智能成型、智能研磨、智能烧结、智能检测、智能包装、智能生产物流、智能成品仓储。

蕙勒智能科技公司承担的湖州安达汽配公司的气缸盖罩自动化加工线的技改项目,其自动化制造工程技改的主要内容:对2条丰田849FM气缸盖罩机桁架自动化加工线、4条大众奥迪475D气缸盖罩机器人自动化加工线、4条通用C10T/C13T气缸盖罩桁架自动化加工线进行了信息化技术改造,实现了智能配送、智能加工、智能检测。

浙江陀曼智造为新昌五洲新春集团子公司森春机械圆锥生产车间的智能化改造项目,其智能化制造工程技术改造的内容:对18条圆锥生产线全面进行智能化制造工程技术改造,实现所有设备物联,改造完善了工艺,实现了刀具快速换刀、机器的手机APP(应用程序)提前远程预热、生产设备之间协同与在线检测、自动防错、故障实时诊断、节电助手等,确保了设备稼动率的提高,也提高了智能生产、在线质量检测水平。

宁波均胜汽车电子集团公司自己承担的汽车功能件生产数字化车间的技改项目,其智能化生产车间工程技术改造的主要内容:对注塑车间、装配车间、烫印车间、立体仓库进行优化布局,研制了注塑机及卡扣自动化装配系统、自动检测装置、定量供给与自动防错装置、机器人测力及泄漏检测自动化装置、自动转盘装配检测装置、工装与设备智能互换装置、注塑机快速换模及模具条码识别监测装置,对生产线及生产物流系统进行了全面的自动化、智能化改造,实现了智能换模、智能加工、智能装配、智能检测、智能包装、生产过程的智能物流与智能仓储。

宁波双鹿电池自我开发的“无人化智能电池生产线”项目,其智能化生产车间工程技术改造的主要内容:通过全自动化QC(品质管理,Quality Control)系统、AGV(Automated Guided Vehicle, 自动导引运输车)自动化物流系统、MIS(Management Information System,管理信息系统)的集成研发,实现了智能生产、智能检测、生产过程的智能物流、智能封装、智能包装,建成了“无人车间”、“黑灯智造”。

宁波钧飞智能科技公司与“双枪”重点企业研究院合作承担的砧板自动化加工包装流水线的项目,其智能化制造工程技术改造的主要内容:通过对旧设备的改造与新研发的智能化设备及装置优化重组,改造了竹条精选工序,新开发了机器人装箱输送系统与成品包装流水线,实现了自动选料上料、自动加工、自动贴标、自动检测、自动装箱、自动打包包装。

2. 无纸化、数字化的生产管理得以实现并不断完善

以智能生产线、智能车间为基础,各种生产及生产辅助设备的 物 联 CPS(Cyber-Physical Systems,信息物理系统),一举改变了企业依靠人工管理的状况,实现了无纸化、数字化生产管理,如表1所示。

均胜汽车电子的汽车功能件生产数字化车间同样实现了无纸化的生产全程与全面管理,双鹿电池的“无人化智能生产线”实现了生产管理的全面与全程的智能化。全面、全程的无纸化、数字化生产管理,是工业企业生产管理的革命性、历史性的进步,一举改变了企业生产管理依赖人工进行的落后局面,减除了车间一线员工的人工计量、填表等麻烦,减除了车间主任等基层管理岗位的考勤、考绩、统计、检测、维修、领料、用料登记等工作量,员工、车间管理人员可以通过可视化显示屏实时地一目了然地看到自己与车间的生产状况;企业高层管理人员可以随时随地了解协调企业的生产数据、材料消耗、产品质量、设备利用率与人员出勤出力的状况,对安全生产的监控可以更加有效,受到了企业全体员工的欢迎。

3. 工业信息工程公司的行业智能化技改能力得到培育

以智能化生产线为基础的工程技改实际上是智能化制造工程与智能化管理工程的“双重”改造,其本质就是工业企业内部生产方式与管理方式的一场变革,不同行业、不同企业都会有其个性化的需求:对原有生产装备的智能化的改装,专业性要求很高;各行业不同类型企业的生产工艺与配方又各不相同,生产的组织管理、质量管理、过程管理及制度管理的差别很大,工艺硬件的优化改造、管理软件、生产应用软件的集成难度相当大。因此,工业信息工程公司首先只有厚植于一个行业,强化对某一行业企业智能化制造工程与智能化管理工程的深度理解把握,才能更好地满足工业企业实施智能化制造工程技术改造的要求。

随着实践的积累,2016年各工业信息工程公司开始走上了深耕一两个行业智能化制造工程技术改造的发展之路,如表2所示。

4. 工业企业智能化工程技术改造的“信贷三融模式”有了新的突破

2016年,浙商银行积极创新金融服务模式,与各工业信息工程公司、智能化制造工程技术改造客户企业以及新昌县政府等紧密合作,四方合作的“融资、融物、融工程”的智能化制造工程技术改造信贷的商业模式创新取得了突破。

二、智能化生产工程技术改造取得的初步成效与展望

1. 企业的基础、基层与基本工艺的管理得到了加强与优化

智能化生产线的改造,使无纸化、数字化、自动化、智能化的管理延伸到每台作业机械、每个员工岗位与每个产品所有的加工环节,长期困绕企业的基础、基层与基本工艺管理不足的苦恼得到了有效的破解。

智能化生产与管理的改造,最令三方磁业鲍总开心的是破解了三大难题:一是磁性材料烧结工艺的依靠个别工艺工程师管理的难题。过去烧结工艺装在两名工程师的脑子里,工艺的管理是经验型的,传承是师傅带徒弟型的;现在的烧结工艺是由数字中心管理的、并可以分析优化的,再亦不用担心工艺工程师人为的因素而影响产品质量、企业生存了。二是同样外观尺寸不同型号产品与烧结工艺的错配问题。由于各品种产品同时生产,同一外形尺寸产品如T38×19×13就有10K材质与5K材质不同的重量,

烧结时应有对应的、不同的温度等工艺要求,过去人工从成型车间运送到烧结车间一年总有10%的差错,导致产品质量达不到要求;现在无人驾驶的生产物流运输装置能精准识别产品标签,实现了“零差错”的配置,提升了产品质量、企业的效益与品牌。三是破解了企业营销与生产协同管理的难题。现在客户在线下单,经企业确认后就可直接向各车间及岗位下达数字排工单,数字化、可视化的管理使企业生产的进度与履约进度的吻合情况一目了然,管理企业省心方便多了。

表2

钱江压缩机与森春机械的老总则以为,智能化生产与管理的技术改造,对企业员工、作业设备、不同车间之间的协同管理简便有效了。通过对员工与设备运营的联动管理,直接读取设备运作与生产数据,就可以直接计量员工是否正点上下班与工作业绩,包括工作差错情况,对员工德、能、勤、绩及失误的考核管理有了更直接更实用的模式,员工好管理了!员工上下班刷不刷卡,已经不在乎了。最令人欣喜的是,过去车间生产出了问题,开分析会时经常是责任互相推诿;而现在可以直接调用生产数据库数据与视频,大家一起分析,产生问题的原因与责任环节一目了然。所以,现在开问题分析会,失责的员工会主动检查失误、自觉承担责任,开会时共同商讨破解问题方法的主题突出起来了,企业员工的正向激励作用一下子就被加强了。

2. 促进了企业节能减排、节支、提质、增效

企业节能减排、节支、提质、增效等具体情况见表4。

3. 提高了企业中高端产品的接单能力

在结构调整、结构性竞争加剧的今天,一般与低端产品加工企业接单少、接中高端客户订单少、接中高水平附加值的订单少,是个普遍现象,这是目前许多中小企业家共同的痛点。

自动化、智能化生产线的工程技术改造,使企业生产的数字化全面管理与全程管理系统得以建立,保证了企业订单与产品生产全过程可精确、实时的跟踪、完成时间的可控、制造过程的可自动防错与可自动纠错、产品质量的可追溯,从而不但赢得生产企业的青睐,而且赢得了产品客户企业的关注,提高了自动化、智能化制造工程技改企业的中高端客户与中高附加值产品的接单能力。

令临安三方磁业鲍总极为兴奋的是,智能工厂的技术改造后,企业接高端客户的状况有了历史性突破。过去,客户企业每年到自己企业要产品生产过程质量检测报告单时,企业因人工管理常常数据不全,产品缺陷亦无法追溯,经常受到客户经理的抱怨,这个致命伤使企业只能接到一些中低端客户的订单。智能工厂初步建成,过去从来没有接到订单的格力集团、飞利浦、三星等中高端客户慕名而来,把高附加值、产品质量要求高的磁性300万元/月订单交给了三方磁业,中高端产品的订单占全部订单的比重上升到78%,且订单量从过去每年3500多万元,现在上升到了5000多万元。

表3

湖州安达汽配公司的气缸盖罩自动化加工线改造以后,475D气缸盖罩自动化加工线让安达提高了对大众奥迪的接单水平,从30万件/年上升到了60万件/年。尤其可喜的是,2条丰田849FM气缸盖罩机桁架自动化加工线的建成,使安达首次获得了丰田汽车的订单,实现了历史性的突破,天津一汽丰田把849FM气缸盖罩的生产订单全部给了安达一家企业。

由于订单履行过程透明加强,特别是质量管理系统实施后,客户的信任度显著提升,森春机械工厂的订单量从原来每月不足150万套,迅速超过200万套,并且在持续增长。全球著名轴承企业德国舍弗勒公司非常认可森春机械的SPC系统,在增加订单的同时,提议召开了由舍弗勒、森春、陀曼三方联合主持的视频会议,舍弗勒要求参会的供应商企业要学习推广陀曼与森春机械的SPC系统。新昌五洲新春集团王总十分感慨地对我们调研组的同志说,过去陀曼提出给他们森春集团下属的森春机械工厂等圆锥生产车间智能化改造时,出于企业家之间的友谊,他亦同意了,但内心并没有太当一回事。但是,圆锥智能生产车间改造成功并投入运营后,国际高端客户的反应让他转变了看法。他认为企业应该把智能化改造工程作为重中之重来抓,他决心在三年内全面完成下属所有企业智能化改造工程。

4. 行业性企业的自动化、智能化制造工程技改开始呈现加速扩张的态势

制造企业的自动化、智能化制造工程技改,引起了对科技进步敏感的企业家的关注,行业性工业信息工程公司的专业特色发展,与对行业科技进步敏感企业家的结合,形成了推动自动化、智能化制造工程技改的合力,行业性企业的自动化智能化制造工程技改开始呈现加快扩张的态势。

表4

恩大施福对临安三方磁业的智能工厂的改造,引起了东阳横店东磁集团何总的关注。何总不耻下问、亲自到三方磁业公司调研,邀请恩大施福工业信息工程与软件公司参与横店集团东阳磁性材料加工企业的智能工厂技改试点,获得了成功。东磁集团决定把下属26个制造企业的智能工厂技改业务全部交给恩大施福公司。同时,恩大施福已承接西子富沃德、海宁飞腾等磁性材料加工企业的智能工厂的技改项目。我们大家知道,浙江省的磁性材料制造规模总量约占中国的38%以上,而东阳、海宁及杭州等公司磁性材料加工约占浙江磁性材料加工规模的60%以上、占全国的25%以上。如果恩大施福完成东阳、海宁及杭州磁性材料加工的智能化工程技改,那意味着占中国25%以上、占浙江60%以上的磁性材料的加工制造将跃进到智能制造与数字化管理的先进行列。

我们调查哲达科技对萧山巴陵恒逸己内酰胺冷却等系统节能的智能工程技改时,浙江恒逸集团的邱总亲自参加了我们的对智能化工程技改现场考察与汇报会,冷却等系统节能的智能技改的业绩进一步引起了他的重视,他在汇报会当场就提出要把集团下属的PTA宁波、大连等各地的制造工厂交给哲达科技公司进行智能化工程改造;第二天,他又亲自召开集团高层听取哲达科技的汇报,提出要与哲达科技合资组建公司,并制订全面智能化技改的计划,把全集团已建的基础化工材料制造工厂全部进行智能化的改造。目前,萧山巴陵恒逸公司正在与哲达公司开展位于临江工业园区的恒逸化工片区关于恒逸集团四大子公司压缩空气网络系统采用智能化制造技术优化改造的项目,涉及年运行费用近亿元(总量超过20万Nm3/h)。我们知道,恒逸集团是中国石化基础材料制造的龙头企业,其PTA的产能约占全国35%,约占全世界的22 %;PET的产能约占全国10%,约占全世界的6.5 %。如果完成上述任务,意味着PTA、PET这两类石化基础材料加工的很大比例都将进入进一步的节能智能管理的新阶段。

可以想象,我们如果坚持引导全省的有关行业企业积极利用力太科技、蕙勒智能对汽配、机械加工的智能制造工程技改的承包的优势,充分利用和利时对精细化工加工行业、陀曼科技对轴承加工行业、钧飞智能对竹业与木业加工行业等智能制造工程承包方式的技改优势,有关行业的企业自动化、智能化制造工程技改的推进必定会出现一个大面积提速的新局面。

三、进一步加快自动化、智能化制造工程技术改造推广的思考与建议

1. 要把工业企业的智能化制造的工程技术改造作为今后的主攻方向

这次调查的实例证明:工业企业的自动化、智能化制造的工程技术改造,既是企业制造方式转变的关键,又是推动企业由人工管理向数字化管理升级的有效抓手,是事关工业实施供给侧结构性改革、用好信息革命机遇的牛鼻子,应该作为全面普及中国智能制造的主攻方向来抓,作为工业企业转型升级的主要任务来落实,作为彻底改变工业落后面貌、打造制造强国的主要战役来组织。《国家信息化发展战略纲要》把信息化分成信息化发展、信息化应用、优化信息化发展环境三大任务。在占99%的工业中小企业推广、普及信息化应用,是信息化应用的主战场,是实现工业强国目标必打之仗、是工业企业摆脱困境、重获新生的必搏之战。我们应该充分发挥工业信息工程公司的作用,制订各行业企业的智能化制造工程技改的行动计划,一个行业一个行业地抓自动化、智能化制造工程技改,把《中国制造2025》真正落实到有市场、有前景的每家企业中去。同时,通过自动化、智能化制造的工程技术改造,把智能制造工程设计、智能制造装备与机器人、智能制造工程总承包、行业性工业智能制造操作软件与应用软件、工业企业制造私有云、工业制造传感器、工业制造实时数字检测器、工业制造服务器、显示器及各类芯片等产业及市场带动培育起来,发展壮大起来。

2. 开展试点,进一步提升工业信息工程公司的能力与水平

从目前状况看,建议明年要根据工业信息工程公司及其客户的自愿,开始部署智能制造企业私有云、窄带物联网的应用试点工作。通过试点,进一步提高智能制造工程技术改造的水平,提高工业信息工程公司系统解决方案的水平。对于试点单位,省、市、县政府可以考虑采用扶持设立重点企业研究院建设及给予配套课题经费的资助。同时,要积极支持工业信息工程公司继续首先深植一、二个行业,集聚人才,加大对行业性的智能化制造工程操作系统与应用软件开发的投入,着力提升对各种硬件与软件及平台的整合能力与系统集成能力,并借机加强工业智能制造的产业生态链建设。

3. 积极优化工业信息化应用推广的良好环境

要继续总结发挥行业企业智能化制造工程技改现场会的优势,让工业信息工程公司的客户企业以身说法,加大成功案例的推广效应;要整合资源,优化政策扶持与技术业务指导服务,各级经信部门的各处、科、室特别是工业部门与信息化部门要拧成一股绳,发改、经信、科技、人才、财政部门要进一步形成支持工业企业开展智能化制造工程技术改造的合力,要像当年山东人民支持淮海战役那样,一起当好打好这场做强工业重大战役的“店小二”、“担架队员”,推好“小板车”;要加强工业信息工程人才团队建设与智能制造工程技改产业生态链基地建设,源源不断地为工业企业智能化制造工程技改注入新动能与后续力量。

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