·國內(nèi)機床廠主要分布在東北、山東、長三角、珠三角地區(qū)。解決企業(yè)內(nèi)部運行出現(xiàn)的問題,滿足用戶對于產(chǎn)品質(zhì)量追溯的需求,是大多數(shù)機床制造商實施智能化升級(最早是信息化)的原始動力。
·國內(nèi)機床企業(yè)形成了各不相同的智能化升級風格:老國企家底深厚,但歷史遺留問題不少,改革步伐邁得艱辛,卻能另辟蹊徑;中小機床廠商則更愿意借助外力進行智能化升級改造。
˙升級路徑,區(qū)域有差異:北方地區(qū)多為國企,在推動智能升級上,內(nèi)部流程復(fù)雜,推動難度較大;南方多為民營企業(yè),對成本的管控力度更高,但對新事物的接納程度更高,愿意“當?shù)谝粋€吃螃蟹的人”,以此獲得更多的附加價值和回報。
·實時數(shù)據(jù)是否價值化,才是智能工廠真正意義上的判斷標準。然而,世界上還沒有一家真正意義上的機床智能工廠。中國機床工具行業(yè)智能工廠建設(shè)需要分兩步走。
·2018年1-11月,中國機床工具工業(yè)主營業(yè)務(wù)收入和利潤總額仍處于增長區(qū)間,但增幅延續(xù)下半年以來逐月縮小趨勢。研究顯示,2018年前三季度,機床工具行業(yè)自動化產(chǎn)品市場一直保持增長態(tài)勢。除了技術(shù)交流和新產(chǎn)品推廣,自動化供應(yīng)商也非常愿意將先進的數(shù)字化解決方案導(dǎo)入到機床工具企業(yè),幫助他們進行智能化升級改造。
機床,被譽為“工業(yè)母機”。于內(nèi),它為新技術(shù)、新產(chǎn)品的開發(fā)和現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)提供重要手段,是不可或缺的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè);于外,它能改變一個國家的軍事裝備和軍事力量,也能改變世界微妙的局勢。然,尖端方可書寫傳奇。
當人們都在關(guān)心數(shù)控機床如何更高端,工控小編卻更關(guān)心這些機床制造企業(yè)本身的智能工廠建設(shè)及其智能化升級情況。更先進、智能、數(shù)字化的制造環(huán)境,勢必為生產(chǎn)出來的機床設(shè)備披上一層霞光。
用戶需求倒逼制造升級
“推動我們改變的,是用戶?!鄙驒C智能系統(tǒng)研發(fā)設(shè)計有限公司常務(wù)副總黃云鷹坦言。位列“新&老十八羅漢”之一的沈陽機床集團,可以說是一邊發(fā)展,一邊改革。其智能化升級念頭始于2010年,并形成雛形設(shè)計方案,2013年著手對生產(chǎn)現(xiàn)場、質(zhì)量追溯、運營管理、服務(wù)體系等方方面面展開模塊化升級。
龐大而復(fù)雜的信息化升級任務(wù)由沈機智能系統(tǒng)研發(fā)設(shè)計有限公司承擔。據(jù)黃云鷹介紹,首先是實現(xiàn)現(xiàn)場環(huán)節(jié)的信息化與數(shù)字化,構(gòu)建基礎(chǔ)框架,將人員、檔案、質(zhì)量等數(shù)據(jù)信息藉由iSESOL工業(yè)云平臺串聯(lián)起來;其次對管理、服務(wù)流程進行優(yōu)化升級;最后延展到客戶的售后服務(wù)系統(tǒng)。
比如,每臺i5智能機床都有自己的身份“二維碼”,數(shù)據(jù)可直上云端,通過云平臺可實現(xiàn)產(chǎn)品品質(zhì)管理、設(shè)備信息追蹤、備品備件管理、遠程診斷維護等閉環(huán)管控。
黃云鷹表示,傳統(tǒng)工廠的智能化升級建設(shè)是一項復(fù)雜的系統(tǒng)性工程,涉及研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造、倉儲物流、市場營銷、售后服務(wù)、信息咨詢等各個環(huán)節(jié),需要企業(yè)立足于圍繞產(chǎn)品的全生命周期價值鏈,實現(xiàn)制造技術(shù)和信息技術(shù)在各個環(huán)節(jié)的融合發(fā)展。
解決企業(yè)內(nèi)部運行出現(xiàn)的問題,滿足用戶對于產(chǎn)品質(zhì)量追溯的需求,是大多數(shù)機床制造商實施改造的原始動力。濟南二機床也不例外。
據(jù)濟南二機床陳磊介紹,濟南二機床是國內(nèi)很早一批探索信息化建設(shè)的企業(yè)之一,不過那時候不叫信息化,而是計算機應(yīng)用。從摸著石頭過河,到導(dǎo)入國內(nèi)外技術(shù)與軟件產(chǎn)品,濟南二機床構(gòu)建了以PLM為管理核心的技術(shù)開發(fā)應(yīng)用平臺系統(tǒng),以ERP為核心的生產(chǎn)制造管理平臺系統(tǒng),以辦公系統(tǒng)為核心的企業(yè)內(nèi)網(wǎng)綜合信息管理平臺系統(tǒng),以市場營銷信息管理系統(tǒng)、供應(yīng)鏈信息管理系統(tǒng)、外網(wǎng)網(wǎng)站系統(tǒng)為核心,集招標、采購、營銷、服務(wù)、宣傳、對外技術(shù)合作于一體的企業(yè)電子商務(wù)應(yīng)用平臺系統(tǒng)。
以汽車車身大型智能沖壓生產(chǎn)線為例,濟南二機床將傳統(tǒng)的動力傳動技術(shù)與數(shù)字技術(shù)、信息技術(shù)、總線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相融合,實現(xiàn)大型高速沖壓自動化生產(chǎn)線在線實時控制、在線監(jiān)測、自我診斷、自我修復(fù)、遠程監(jiān)控服務(wù),以滿足汽車制造業(yè)對沖壓件生產(chǎn)設(shè)備高度自動化、人工智能化、成本低廉化的需求趨向。
據(jù)了解,目前,濟南二機床工廠的數(shù)字化升級與優(yōu)化,主要由公司技術(shù)中心來實施。
民營企業(yè)代表大連光洋集團投資23億元新建大連智能制造裝備產(chǎn)業(yè)園。其中,位于地下的25萬平方米恒溫恒濕地藏式主體廠房頗受大家關(guān)注。該產(chǎn)業(yè)園采用“大數(shù)據(jù)+互聯(lián)網(wǎng)+物聯(lián)網(wǎng)+人工智能”集成技術(shù),以實現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化工廠管控的實施方案。
作為目前國內(nèi)機床領(lǐng)域投資最大的項目,大連智能制造裝備產(chǎn)業(yè)園的自主配套率也很高。據(jù)大連光洋集團王新光介紹,經(jīng)過多年的自主創(chuàng)新,光洋科技集團已經(jīng)形成從關(guān)鍵執(zhí)行部件、數(shù)控系統(tǒng)、各類伺服電機,到五軸復(fù)合數(shù)控加工中心完整的技術(shù)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈,因此才能達到85%的自主配套率。
“一方面,我們在老工廠的局部進行智能化升級試點應(yīng)用,不斷積累成功經(jīng)驗和適合自己的解決方案;另一方面,分階段、分步驟對產(chǎn)業(yè)園進行部署實施。”王新光說。
升級路徑,區(qū)域有差異
在“中國制造2025”、“互聯(lián)網(wǎng)+”等綱領(lǐng)性政策引導(dǎo),供給側(cè)改革帶動經(jīng)濟結(jié)構(gòu)進一步優(yōu)化的大背景下,機床行業(yè)結(jié)構(gòu)性變化逐步凸顯,部分產(chǎn)品品類單一、更新速度較慢的機床制造企業(yè)已相繼倒閉,而機床產(chǎn)品智能化,商業(yè)模式客戶化,工業(yè)服務(wù)多元化將成為行業(yè)主要發(fā)展方向。
國內(nèi)機床企業(yè)也形成了各不相同的智能化升級風格,遭遇到不同的升級“囧”境。很多老國企家底深厚,但歷史遺留問題不少,改革步伐邁得艱辛,卻能另辟蹊徑。
2018年半年度業(yè)績報告顯示,沈陽機床終于扭虧為盈。縱觀改革之路,沈陽機床近年來大力推進由傳統(tǒng)制造商向“以智能制造為核心的工業(yè)服務(wù)商”轉(zhuǎn)型,不斷優(yōu)化經(jīng)營模式。通過建設(shè)智能工廠、5D智造谷等生產(chǎn)力服務(wù)平臺,實現(xiàn)產(chǎn)品服務(wù)化;通過與國銀租賃等第三方金融機構(gòu)合作,依托產(chǎn)業(yè)金融工具,實現(xiàn)產(chǎn)品金融化;顯著提升i5智能機床的市場營運總量,驅(qū)動公司業(yè)績不斷向前發(fā)展。
值得一提的是,沈陽機床5D智造谷以i5智能機床為核心,聯(lián)合地方政府,打造i5智能機床+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+金融+大數(shù)據(jù)+再制造的智能制造共享平臺。近年來,沈陽機床通過核心技術(shù)突破,走出了一條從i5智能機床產(chǎn)品到智能工廠、從智能工廠到“5D智造谷”、從“5D智造谷”到i5智能制造生態(tài)系統(tǒng)的智能制造新模式。
然而,機床行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級并非都是喜訊。據(jù)業(yè)內(nèi)人士彭齊勇透露,南北方對于智能工廠建設(shè)、智能化升級的態(tài)度差異明顯。國內(nèi)機床廠主要分布在東北、山東、長三角、珠三角地區(qū)。北方地區(qū)多為國企,在推動智能升級上,內(nèi)部流程復(fù)雜,推動難度較大;南方多為民營企業(yè),對于成本的管控力度更高。
“比如,我推薦一款智能新產(chǎn)品,北方企業(yè)會說,‘東西是好東西,但我們這種公司不會第一個吃螃蟹’,”彭齊勇舉例說,南方機床企業(yè)更加關(guān)注產(chǎn)品是不是更先進、更智能,對新事物的接納程度更高,如果是“別人沒用過的更好”,愿意“當?shù)谝粋€吃螃蟹的人”,智能產(chǎn)品的獨有性可能會帶來更多的附加價值和回報。再加上南北地區(qū)的用工成本有差異,企業(yè)旱澇保收的情況下,北方企業(yè)的積極性明顯不如南方企業(yè)高。
“下游行業(yè)的不同,也是造成南北機床企業(yè)對智能化升級所持積極性不同的原因?!蓖跣鹿庹f,南方地區(qū)對于智能化的需求、升級改造的市場規(guī)模比北方大很多。從下游行業(yè)來看,北方側(cè)重于重工業(yè),南方多為3C行業(yè),各自生產(chǎn)產(chǎn)品定位不同。而3C行業(yè)產(chǎn)品迭代速度很快,需要上游企業(yè)也保持快速更新。
全世界還沒有真正意義的機床智能工廠
“國機床工具行業(yè)智能工廠建設(shè)方面基本為零,”智能制造管理顧問金昕煒直言不諱地說,“即便是號稱中國第一座世界一流的智能網(wǎng)絡(luò)化機床制造工廠——日本山崎馬扎克株式會社投資的寧夏小巨人機床有限公司,離真正意義上的智能工廠也有距離?!?/p>
小巨人的機械加工車間實現(xiàn)了生產(chǎn)線聯(lián)網(wǎng)和柔性生產(chǎn),可以實時采集每臺設(shè)備的加工數(shù)據(jù)、過程數(shù)據(jù)及健康狀態(tài)數(shù)據(jù),也可通過智能生產(chǎn)中心向設(shè)備發(fā)送生產(chǎn)指令和程序。這些特征和智能制造的硬件架構(gòu)相吻合,可以初步判定小巨人的機械加工車間為智能車間。然而,實時數(shù)據(jù)的價值能不能被充分發(fā)掘,尚未得知。
實時數(shù)據(jù)是否價值化,才是智能工廠真正意義上的判斷標準。金昕煒認為,至于國內(nèi)主要機床廠商的智能工廠建設(shè),和小巨人相比,還有很長的一段路要走。
“中國機床工具行業(yè)智能工廠建設(shè)需要分兩步走?!苯痍繜樦赋觯?/p>
·第一步是功能部件的智能生產(chǎn)。小型化功能部件的生產(chǎn)標準化程度較高,智能制造的實現(xiàn)相對容易,大型零部件的生產(chǎn)布局分散,智能制造的實現(xiàn)難度較高。
他所指的“容易”也只是相對容易,功能部件的智能生產(chǎn)需要量化管理、標準化管理、TOC管理、線平衡管理、SMED技術(shù)、TPM管理、機床聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、在線數(shù)據(jù)采集技術(shù)、數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)等管理體系和技術(shù)的支撐。
·第二步是智能裝配。機床床身重量和體積的特殊性,導(dǎo)致機床的智能裝配變成了世界級難題。
“可以這么說,世界上還沒有一家真正意義上的機床智能工廠?!苯痍繜樋偨Y(jié)道。
自動化廠商能否分杯羹?
從中國機床工具工業(yè)協(xié)會最新公布數(shù)據(jù)來看,2018年1-11月,全行業(yè)的主營業(yè)務(wù)收入和利潤總額仍處于增長區(qū)間,但增幅延續(xù)下半年以來逐月縮小趨勢。其中,1-11月主營業(yè)務(wù)收入同比增長已降低到2.0%,與1-4月份的21.5%相比已經(jīng)有很大落差。
研究顯示,2018年前三季度,機床工具行業(yè)自動化產(chǎn)品市場一直保持增長態(tài)勢,智能智造項目、新能源汽車、汽車及汽車零部件行業(yè)、三航兩機、軍民融合等領(lǐng)域項目陸續(xù)釋放,帶動高端數(shù)控機床需求上升,基礎(chǔ)制造裝備行業(yè)技術(shù)不斷提升。去年上半年,機床工具行業(yè)對運動控制、傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、工廠自動化傳感器、執(zhí)行機構(gòu)的采購需求皆處于上升階段;進入第三季度,市場需求小幅增長,與2017年同期相比增速明顯放緩;預(yù)計全年實現(xiàn)5-6%的增長。
在與機床工具企業(yè)的互動中,自動化廠商市場活動主要以技術(shù)交流和新產(chǎn)品推廣為主。當然,據(jù)工控小編的了解,自動化供應(yīng)商也非常愿意將先進的數(shù)字化解決方案導(dǎo)入到機床工具企業(yè),幫助他們進行智能化升級改造。
“邁向‘工業(yè)4.0’,西門子擁有非常豐富的產(chǎn)品線,旨在幫助客戶提升行業(yè)競爭力?!蔽鏖T子(中國)有限公司數(shù)字化工廠集團運動控制部機床數(shù)控系統(tǒng)總經(jīng)理楊大漢說,“我們的機床數(shù)字化制造總體策略主要體現(xiàn)在兩個維度:一是幫助機床制造企業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化;二是幫助我們的終端用戶走向數(shù)字化道路?!?/p>
諸如,以“數(shù)字化雙胞胎”為核心的數(shù)字化企業(yè)解決方案可以幫助客戶降低成本、減少研發(fā)時間。據(jù)楊大漢介紹,采用西門子數(shù)控技術(shù)的機床,其虛擬機床的控制系統(tǒng)與西門子的Sinumerik數(shù)控系統(tǒng)使用相同的控制軟件。借助虛擬NC內(nèi)核,可仿真和試運轉(zhuǎn)“數(shù)字化雙胞胎”中的虛擬機床,從而提前對程序和復(fù)雜運動序列進行仿真測試和驗證,以提高實體機床后續(xù)實際加工的精確度和可靠性,最大限度縮短產(chǎn)品的調(diào)整時間。這些優(yōu)勢在小批次、定制化產(chǎn)品的生產(chǎn)中更為明顯。
據(jù)工控小編了解,目前國內(nèi)個別機床廠商正在開發(fā)數(shù)字孿生技術(shù)。在智能工廠建設(shè)和升級上,機床大廠大多選擇“自力更生”,升級改造皆為“公司內(nèi)部行為”,就項目整體而言,較少求助外力。究其原因,一方面是習慣了自己干,且有能力自己干,另一方面,企業(yè)自身對所處行業(yè)的行業(yè)Know-How知之頗深,“鞋合不合腳,自己知道”。
中小機床廠商則更愿意借助外力進行智能化升級改造。特別是隨著機床工具行業(yè)分工越來越細,中小廠商更側(cè)重于對機床結(jié)構(gòu)、用戶加工工藝的實現(xiàn),“按需購買”“買來好用”則是他們關(guān)注的重點。
對于機床工具企業(yè)如何更好地實施智能制造,金昕煒建議,老老實實打好管理基礎(chǔ),不要盲目上智能制造。在北京航空航天大學機械工程及自動化學院博士生導(dǎo)師劉強教授提出的“智能制造三要三不要原則”上,金昕煒提供了簡化版的“智能制造三不原則”:工藝優(yōu)化之前,不要做自動化;管理流程梳理之前,不要做信息化;實時數(shù)據(jù)全面化之前,不要做智能化。
“信息化是智能制造的基礎(chǔ)之一,而信息化的基礎(chǔ)是量化管理、項目管理、流程管理,等等。其中,數(shù)據(jù)的采集不但需要實時,而且需要全面覆蓋,而這建立在量化管理、信息化、設(shè)備聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)實時采集技術(shù)等之上?!苯痍繜槒娬{(diào)說,“管理基礎(chǔ)不牢靠,只會引發(fā)信息失真,從而導(dǎo)致決策錯誤。請機床企業(yè)們重視管理,導(dǎo)入精益管理進行持續(xù)改善,企業(yè)管理之路沒有捷徑?!保ㄎ闹嘘惱凇⑼跣鹿?、彭齊勇應(yīng)受訪者要求,皆為化名)
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