對煙草行業(yè)來說,通向智能化工廠的道路將會是一段艱辛的歷程,更是一場從制造到智造的蝶變之旅。
信息技術(shù)與產(chǎn)業(yè)制造,同生共融,已成大勢。今年全國煙草工作會議指出,要堅韌不拔加大科技創(chuàng)新的力度,實現(xiàn)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展。卷煙生產(chǎn)向數(shù)字化、信息化、智能化的邁進(jìn),正是這一要求的集中體現(xiàn)。
而“智能化”,主要體現(xiàn)在“管”和“控”兩方面,即在實現(xiàn)軟硬件的系統(tǒng)集成,由統(tǒng)一平臺,實現(xiàn)對關(guān)鍵業(yè)務(wù)流程的全程管控,對核心關(guān)鍵參數(shù)的自動調(diào)節(jié)、自動預(yù)警、自動糾偏。
由此,冰冷的機(jī)械成為一個具有溫度的“生命體”,嚴(yán)整的車間變得靈動、敏捷——卷煙生產(chǎn)從“制造”向“智造”的蝶變,拉開序幕……
(一)
蝶變:從“制造”到“智造”
2009年,美國羅克韋爾自動化有限公司CEO奇思·諾斯布希在美國最早提出“智能化工廠”的概念,其核心是工業(yè)化和信息化的高度融合。但目前智能化工廠的準(zhǔn)確定義仍眾說紛紜,比較一致的看法是:在數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)上,利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和設(shè)備監(jiān)控技術(shù)加強(qiáng)信息管理和服務(wù),通過大數(shù)據(jù)與分析平臺,將大型工業(yè)機(jī)器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為實時信息,并融綠色智能手段和智能系統(tǒng)等于一體,構(gòu)建一個高效節(jié)能、綠色環(huán)保、環(huán)境舒適的人性化工廠。
德國《經(jīng)濟(jì)周刊》曾經(jīng)用比較形象的方式解讀了未來智能化工廠:一個生產(chǎn)洗發(fā)香波的企業(yè),可以根據(jù)客戶需要,生產(chǎn)特點不同的香波產(chǎn)品,從原料供貨到裝瓶送貨,整個生產(chǎn)過程均通過電子網(wǎng)絡(luò)完成。生產(chǎn)時,瓶子上的芯片儲存著客戶的名字和對產(chǎn)品的要求,以此控制機(jī)器加裝不同的產(chǎn)品。如果需要新的空瓶子,機(jī)器會直接通知相關(guān)車間,補(bǔ)充安裝了芯片的新瓶投入生產(chǎn)線??蛻糁灰ㄟ^網(wǎng)絡(luò)就能了解產(chǎn)品是在生產(chǎn)線上,還是已在送貨的路上,并且在使用后可以通過網(wǎng)絡(luò)實時反饋質(zhì)量感受,便于產(chǎn)品和服務(wù)的改進(jìn)。
智能化工廠的基本特征主要有制程控制可視化、系統(tǒng)監(jiān)管全方位及制造綠色化三個層面。三個層面要共同發(fā)揮作用,需要對硬件和軟件進(jìn)行整合,最終形成包括能自主交換信息的集智能機(jī)器、存儲系統(tǒng)和生產(chǎn)設(shè)施為一體的智能體系,體系構(gòu)成要素要能獨立運行,又要能相互控制。智能化工廠的建設(shè)有利于從根本上改善工業(yè)過程(包括制造、材料使用、供應(yīng)鏈和產(chǎn)品生命周期管理等),還能幫助企業(yè)有效應(yīng)對資源整合、結(jié)構(gòu)調(diào)整等方面的挑戰(zhàn),帶來效率的極大增益。
目前,如何讓制造流程具有自動判斷能力,是打造智能化工廠的焦點之一。主要途徑是以微處理器和人工智能技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用為主,包括運用專家系統(tǒng)、進(jìn)化計算等,使儀器儀表具備高效、多功能、機(jī)動靈活等性能。未來5~15年,在各種智能化、自動化系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,智能化工廠將由工廠局部智能自動化逐步分層次地發(fā)展到全工廠智能自動化和社會化智能制造。未來,生產(chǎn)設(shè)備將不再是過去單一獨立的個體,一旦接入云端,完成連線,將可提供完整的、系統(tǒng)的服務(wù),一切制造規(guī)則都可能會改變。
正因為看到了智能化工廠的巨大潛力和影響,世界先進(jìn)經(jīng)濟(jì)體均提出并制定了針對性的國家戰(zhàn)略。除德國外,美國政府提出了《國家關(guān)鍵技術(shù)》的報告等。許多國家將智能化生產(chǎn)技術(shù)列為重要研究內(nèi)容,并通過政府主導(dǎo),企業(yè)和科研院所合作實施,大力促進(jìn)智能生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展。
許多跨國公司也在積極打造智能化工廠,通過專家系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行工藝過程設(shè)計、故障診斷等,將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊控制等先進(jìn)的智能控制原理和方法應(yīng)用于產(chǎn)品配方、生產(chǎn)調(diào)度等,努力實現(xiàn)制造過程智能化。世界前五百強(qiáng)企業(yè)中絕大多數(shù)企業(yè)在使用ERP解決方案(企業(yè)資源計劃系統(tǒng),是指在信息技術(shù)基礎(chǔ)上,以系統(tǒng)化的管理思想,為企業(yè)決策層及員工提供決策運行手段的管理平臺),并取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。如西門子、三菱都紛紛加入探索智能化生產(chǎn)技術(shù)的陣營。
為適應(yīng)競爭加劇的市場,近年來,中國制造業(yè)對質(zhì)量、成本、效率以及安全的要求也在不斷提高,正在經(jīng)歷著重要的轉(zhuǎn)變,如企業(yè)從大批量生產(chǎn)向按市場或客戶要求的柔性生產(chǎn)轉(zhuǎn)變,從設(shè)計和控制系統(tǒng)各自獨立向設(shè)計和控制系統(tǒng)集成一體轉(zhuǎn)變,從局限在本地生產(chǎn)向全球化采購、生產(chǎn)轉(zhuǎn)變。但問題是,如果只是在企業(yè)的某個局部實現(xiàn)智能化,無法保證全局的優(yōu)化,這種智能化的意義是有限的,我們傳統(tǒng)的制造業(yè)離智能化還有一段很長的路要走。
從自動化到智能化,雖然中國制造業(yè)任重而道遠(yuǎn),但毫無疑問,隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,智能化制造將給所有產(chǎn)業(yè)帶來沖擊,也將引領(lǐng)全球制造業(yè)發(fā)展模式的革新,對于中國的制造業(yè)來說,轉(zhuǎn)型已是必然選擇。
(二)
通向智能化工廠
對于中國煙草來說,雖然經(jīng)過多年的發(fā)展和努力,我們初步實現(xiàn)了工廠的自動化,但按照智能化工廠的要求,還存在很多薄弱環(huán)節(jié)和亟需突破的瓶頸。從智能化工廠的必要條件來說,目前行業(yè)在以下幾方面仍需要努力:
一是全面感知系統(tǒng)不完善。目前部分卷煙智能倉儲系統(tǒng)只能識別卷煙產(chǎn)品的生產(chǎn)時間、貨位等簡單信息,無法進(jìn)行進(jìn)一步統(tǒng)計和分析應(yīng)用,對于專賣防偽等領(lǐng)域不具備完整的應(yīng)用價值,無法滿足智能化工廠的信息要求。
二是互通互聯(lián)尚未實現(xiàn)。各省市煙草工商企業(yè)建立的物流系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)等無法達(dá)到信息共享、數(shù)據(jù)互聯(lián)的水平,必要的數(shù)據(jù)交換不實時,準(zhǔn)確性無從驗證。這使得省級工商企業(yè)之間、煙草行業(yè)與輔材供應(yīng)商之間的完整供應(yīng)鏈的互通互聯(lián)遠(yuǎn)未實現(xiàn)。
三是智能應(yīng)用水平較低。這體現(xiàn)在國家局需要的工商數(shù)據(jù)一定程度上依賴各省級工商企業(yè)人工填報,無法實時收集、管控,并且由人工上報的數(shù)據(jù)不可避免面臨人為修改的風(fēng)險。目前的數(shù)據(jù)收集不全面、不統(tǒng)一、不實時,造成行業(yè)對數(shù)據(jù)的智能化分析和處理不夠。對于已經(jīng)收集的數(shù)據(jù),也面臨著數(shù)據(jù)倉庫建設(shè)滯后、對海量數(shù)據(jù)不能充分使用等問題。
四是還沒有達(dá)到全行業(yè)規(guī)?;\作。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),需要把行業(yè)內(nèi)所有的人、財、物都貼上信息標(biāo)簽,實時識別和管控,才能實現(xiàn)整體運營的規(guī)模優(yōu)勢。而現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用還停留在物流、倉儲等領(lǐng)域,在煙葉物流、卷煙生產(chǎn)物流、工商一體化物流等方面的應(yīng)用仍需進(jìn)一步探索。
五是還未出現(xiàn)廣泛適用的智能化工廠建設(shè)模式。目前,一些卷煙工廠實施的基于RFID(射頻識別)的倉儲物流、部分3D可視化等,都是零星的、區(qū)域性的智能化,還未達(dá)到整體化的智能生產(chǎn)管理水平。
同時,也要看到,煙草行業(yè)的硬件條件和技術(shù)儲備、人才培養(yǎng)在全國制造業(yè)中處于領(lǐng)先水平,在自動化、信息化系統(tǒng)運用方面也有很多成熟的實踐項目和經(jīng)驗,特別是煙草行業(yè)全國一體化的整體架構(gòu),順暢有效的指令和信息傳遞系統(tǒng)等,都構(gòu)成了建設(shè)智能化工廠的堅實基礎(chǔ)。
行業(yè)工業(yè)企業(yè)需要全面了解、深入研究智能化工廠技術(shù),搭建與之相適應(yīng)的系統(tǒng)平臺的整體框架和結(jié)構(gòu),將傳感設(shè)備、嵌入式分析系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)和通信設(shè)施通過云端平臺整合在一起,形成一個智能化網(wǎng)絡(luò),使人、機(jī)、服務(wù)三方面之間能夠互聯(lián),共享信息,從而代替過去傳統(tǒng)的固定式流水線作業(yè)模式,使智能化生產(chǎn)成為可能。
我們相信,只要行業(yè)做好整體策劃,通過全體人員的積極探索,選擇合適的試點項目,充分利用大數(shù)據(jù)、云計算的現(xiàn)代技術(shù)和工具,積累經(jīng)驗后總結(jié)推廣,把原有的設(shè)備自動化向工廠智能化、省際互聯(lián)、行業(yè)互通發(fā)展,直至形成從煙葉種植、卷煙生產(chǎn)、成品銷售的實物流和生產(chǎn)計劃、銷售信息、客戶反饋、貨款結(jié)算的信息流完整融合,就能夠建設(shè)一個全國范圍、更廣意義上的煙草智能化網(wǎng)絡(luò),構(gòu)建中國煙草核心競爭力。
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