Razvoj proizvodnje pametne automatizacije

| Flint Industry Brain, Autor | Gui Jiaxi

Kineski 14. petogodišnji plan počeo je u potpunosti da se pokreće 2021. godine, a narednih pet godina bit će važna faza za izgradnju novih prednosti u digitalnoj ekonomiji. Uzimanje pametne automatizirane proizvodnje kao prilike za promicanje visokokvalitetnog razvoja proizvodne industrije nije samo glavni pravac integriranog razvoja kineske digitalne ekonomije i realne ekonomije, već i ključni proboj za realizaciju novog dual- obrazac razvoja cirkulacije.

Od izbijanja epidemije COVID-19, većina proizvodnih kompanija doživjela je prekide proizvodnje, prekide lanca opskrbe i nastavak proizvodnje. Konkurentske prednosti koje su akumulirane od strane uspostavljenih kompanija tokom godina mogu biti potkopane, a nove kompanije mogu takođe iskoristiti prilike za brzi rast. Obrazac industrijske konkurencije Očekuje se da će biti preoblikovan.

Međutim, mnoge proizvodne kompanije sada zapadaju u nerazumijevanje fokusiranja na optimizaciju tehnologije u jednoj tački i potcjenjivanja ukupnog poboljšanja vrijednosti, što rezultira ozbiljnim ostrvima podataka, lošom opremom i povezivanjem sistema i drugim problemima. A u smislu pametne transformacije proizvodnje, većina dobavljača na tržištu nema mogućnost integracije rješenja. Sve ovo je dovelo do velikih ulaganja u preduzeća, ali sa malim efektom.

Ovaj članak će na sveobuhvatan način raspravljati o putu visokokvalitetnog razvoja kineske industrije proizvodnje pametne automatizacije iz perspektive pregleda industrijskog razvoja, statusa razvoja poduzeća i industrijske transformacije.

01, Pregled razvoja kineske proizvodnje pametne automatizacije

Strategije pametne proizvodnje velikih zemalja svijeta

A) Sjedinjene Države-„Nacionalni napredni proizvodni strateški plan“, strategija postavlja strateške ciljeve izgradnje obrazovnog sistema za ulaganja u MSP, multisektorsku saradnju, federalna ulaganja, nacionalna ulaganja u istraživanje i razvoj, itd., fokusirajući se na izgradnju industrijskog Internet. “American Advanced Manufacturing Leadership Strategy” naglašava tri glavna strateška pravca poboljšanja domaćeg proizvodnog lanca nabavke kroz razvoj novih tehnologija, kultiviranje radne snage i širenje. Relevantne tehnologije uključuju industrijske robote, infrastrukturu umjetne inteligencije, sigurnost kibernetičkog prostora, materijale visokih performansi, aditivnu proizvodnju, kontinuiranu proizvodnju, biofarmaceutsku proizvodnju, alate i proizvodnju poluvodiča, proizvodnju i lanac snabdijevanja poljoprivredne hrane, itd.

B) Njemačka-“Preporuke za implementaciju strategije Industrije 4.0”, koja predlaže i definira četvrtu industrijsku revoluciju, odnosno Industriju 4.0. Kao dio inteligentnog i umreženog svijeta, Industrija 4.0 se fokusira na kreiranje inteligentnih proizvoda, procedura i procesa. Ključne teme su inteligentne fabrike, inteligentna proizvodnja i inteligentna logistika. Njemačka industrija 4.0 fokusira se na pet glavnih područja-horizontalnu integraciju u okviru mreže vrijednosti, end-to-end inženjering cijelog lanca vrijednosti, vertikalnu integraciju i umreženi proizvodni sistemi, novu društvenu infrastrukturu na radnom mjestu, virtuelnu mrežno-fizičku tehnologiju sistema.

C) Francuska – „Nova industrijska Francuska“, strategija predlaže preoblikovanje industrijske snage kroz inovacije i stavljanje Francuske u prvi ešalon globalne industrijske konkurentnosti. Strategija traje 10 godina i uglavnom rješava 3 glavna pitanja: energiju, digitalnu revoluciju i ekonomski život. Uključuje 34 specifična plana kao što su obnovljivi izvori energije, akumulatorski električni automobil bez vozača, pametna energija, itd., pokazujući da je Francuska u trećoj industrijskoj revoluciji. Odlučnost i snaga za postizanje industrijske transformacije u Kini.

D) Japan-„Japan Manufacturing White Paper” (u daljem tekstu „Bela knjiga”). “White Paper” analizira trenutnu situaciju i probleme japanske proizvodne industrije. Pored sukcesivnog uvođenja politike za energičan razvoj robota, novih energetskih vozila i 3D štampanja, naglašava se i uloga IT-a. „Bijela knjiga“ takođe smatra da su stručna obuka preduzeća, nasleđivanje veština za mlade i obuka talenata u nauci i inženjerstvu problemi koje treba hitno rešiti. “Bijela knjiga” je ažurirana na verziju iz 2019., a prvobitno prilagođavanje koncepta počelo je da se fokusira na “međupovezanu industriju”. Uspostavio je drugačije pozicioniranje od američkog industrijskog interneta, nadajući se da će istaknuti osnovnu poziciju „industrije“.

E) Kina-“Made in China 2025″, glavni program dokumenta je:

„Jedan“ cilj: transformacija iz velike proizvodne zemlje u jaku proizvodnu zemlju.

“Dva” integracija: duboka integracija informatizacije i industrijalizacije.

“Tri” strateška cilja korak po korak: prvi korak je nastojanje da za deset godina postanemo jaka proizvodna zemlja; drugi korak, do 2035. godine, kineska proizvodna industrija u cjelini dostići će srednji nivo svjetske proizvodne snage; treći korak je kada se 100. godišnjica NRK-a konsoliduje, njen status velike proizvodne zemlje, a njena sveobuhvatna snaga će biti na čelu svjetskih proizvodnih sila.

„Četiri“ principa: vođeno tržištem, vođeno od strane vlade; na osnovu trenutne, dugoročne perspektive; sveobuhvatan napredak, ključni pomaci; samostalan razvoj i saradnja koja je dobitna.

Politika „pet“: vođena inovacijama, kvalitet na prvom mestu, zeleni razvoj, optimizacija strukture i orijentisan na talente.

„Pet“ velikih projekata: projekat izgradnje proizvodnog centra za inovacije, projekat jakih industrijskih temelja, projekat proizvodnje pametne automatizacije, projekat zelene proizvodnje, projekat inovacije vrhunske opreme.

Proboji u „deset“ ključnih oblasti: informatička tehnologija nove generacije, vrhunski CNC alatni strojevi i roboti, zrakoplovna oprema, oprema za brodogradnju i visokotehnološki brodovi, napredna željeznička tranzitna oprema, vozila koja štede energiju i nova energija, energetska oprema, novi materijali, biomedicina I medicinska oprema visokih performansi, poljoprivredne mašine i oprema.

Na osnovu „Made in China 2025″, država je sukcesivno uvela politike o industrijskom internetu, industrijskim robotima i integraciji industrijalizacije i industrijalizacije. proizvodnja pametne automatizacije postala je fokus 14. petogodišnjeg plana.

Tabela 1: Rezime kineske politike pametne proizvodnje Izvor: Firestone Creation na osnovu javnih informacija

Ključna tehnička struktura pametne automatizacije proizvodnje Standardni sistem

Na nivou razvoja tehnologije proizvodnje pametne automatizacije, prema “Smjernicama za izgradnju nacionalnog standardnog sistema za pametnu automatizaciju proizvodnje” koje je izdala država, tehnologija proizvodnje pametne automatizacije može se podijeliti na tri glavna dijela, a to su inteligentne usluge, inteligentne fabrike. , i inteligentnu opremu.

Slika 1: Okvir za proizvodnju pametne automatizacije Izvor: Firestone Creation na osnovu javnih informacija

Broj nacionalnih patenata može intuitivno odražavati razvoj tehnologije pametne automatizacije proizvodnje u zemlji i trilionskim klupskim gradovima. Industrijske scene i dovoljno veliki uzorci industrijskih velikih podataka, industrijskog softvera, industrijskog oblaka, industrijskih robota, industrijskog interneta i drugih patenata mogu odražavati razvoj tehnologije.

Distribucija i finansiranje kineskih pametnih proizvodnih kompanija
Od kada je 2015. predložena strategija „Made in China 2025“, primarno tržište već duže vrijeme obraća pažnju na sektor pametne proizvodnje. Čak i tokom pandemije COVID-19 2020., ulaganja u pametnu proizvodnju su nastavila rasti.

Događaji za investiranje i finansiranje pametne proizvodnje uglavnom su koncentrisani u Pekingu, regionu delte rijeke Jangce i području Velikog zaljeva Guangdong-Hong Kong-Makao. Iz perspektive iznosa finansiranja, region delte rijeke Jangce ima najveći ukupni iznos finansiranja. Finansiranje područja Velikog zaljeva Guangdong-Hong Kong-Makao uglavnom je koncentrisano u Shenzhenu.
Slika 2: Finansijska situacija pametne proizvodnje u trilionskim gradovima (100 miliona juana) Izvor: Firestone Creation je sastavljena prema javnim podacima, a statističko vrijeme je do 2020.

02. Razvoj kineskih preduzeća za proizvodnju pametne automatizacije

Trenutno su postignuta neka dostignuća u razvoju preduzeća za proizvodnju pametne automatizacije u Kini:

Od 2016. do 2018. Kina je implementirala 249 pilot demonstracionih projekata pametne proizvodnje, a implementacija pametne proizvodnje za preduzeća postepeno je uvedena iz testiranja vode; relevantna odeljenja su takođe završila formulaciju ili reviziju 4 nacionalna standarda za pametnu proizvodnju, čineći preduzeće inteligentnim. Standard je standardizovaniji.

“Godišnji izvještaj o razvoju pametne proizvodnje u Kini za 2017-2018” pokazuje da je Kina u početku izgradila 208 digitalnih radionica i pametnih fabrika, pokrivajući 10 glavnih polja i 80 industrija, i prvobitno uspostavila standardni sistem pametne proizvodnje sinhronizovan sa međunarodnim. Od 44 tvornice svjetionika u svijetu, 12 se nalazi u Kini, a 7 su tvornice svjetionika od kraja do kraja. Do 2020. godine, stopa numeričke kontrole ključnih procesa proizvodnih preduzeća u ključnim poljima u Kini će premašiti 50%, a stopa penetracije digitalnih radionica ili pametnih fabrika će premašiti 20%.

U oblasti softvera, kineska industrija integracije sistema pametne automatizacije proizvodnje nastavila je ubrzano da se razvija u 2019. godini, uz povećanje od 20,7% u odnosu na prethodnu godinu. Obim nacionalnog industrijskog internet tržišta premašio je 70 milijardi juana u 2019.

U području hardvera, vođene dugogodišnjim inženjeringom proizvodnje pametne automatizacije, kineske industrije u nastajanju kao što su industrijski roboti, aditivna proizvodnja i industrijski senzori brzo su se razvile. Popularizacija i primjena niza tipičnih novih modela pametne automatizacije značajno je ubrzala tempo industrijske nadogradnje.

Međutim, prilike i izazovi koegzistiraju. Trenutno se razvoj preduzeća za proizvodnju pametne automatizacije u Kini suočava sa sljedećim uskim grlima:

1. Nedostatak vrhunskog dizajna

Mnoge proizvodne kompanije još nisu napravile plan za razvoj pametne proizvodnje sa strateškog nivoa. Kao rezultat toga, digitalnoj transformaciji nedostaje misaono vodstvo i strateško planiranje, kao i planiranje cjelokupne poslovne vrijednosti i analiza procjene trenutnog statusa. Stoga je teško duboko integrirati nove tehnologije sa scenarijima aplikacija za pametnu automatizaciju proizvodnje. Umjesto toga, sistem se može samo djelimično konstruirati ili modificirati prema stvarnim potrebama proizvodnje. Kao rezultat toga, preduzeća su zapala u nerazumijevanje fokusiranja na hardver i softver, te na dijelove i u cjelini, a investicija nije mala ali sa malim efektom.

2. Fokusirajte se na optimizaciju tehnologije u jednoj tački i prezirite ukupno povećanje vrijednosti

Većina kompanija izjednačava pametnu proizvodnju sa ulaganjem u tehnologiju i hardver. Na primjer, mnoge kompanije postavljaju automatizirane proizvodne linije za povezivanje nezavisnih procesa ili zamjenjuju ručni rad automatiziranom opremom. Na površini, nivo automatizacije je porastao, ali je doneo više problema. Na primjer, proizvodna linija je manje fleksibilna nego prije i može se prilagoditi samo proizvodnji jedne sorte; sistem upravljanja opremom nije slijedio i uzrokovao je česte kvarove opreme, ali je povećao opterećenje održavanja opreme.

Postoje i kompanije koje slijepo slijede sistemske funkcije koje su velike i potpune, a njihovi digitalni sistemi ne odgovaraju njihovom vlastitom menadžmentu i poslovnim procesima, što u konačnici dovodi do rasipanja investicija i neaktivne opreme.

3. Nekoliko dobavljača rješenja sa integracijskim mogućnostima

Industrijska proizvodnja pokriva mnoga polja, a arhitektura sistema je veoma složena. Različite kompanije suočavaju se sa različitim zahtjevima istraživanja i razvoja, proizvodnje i upravljanja procesima. Proizvođačke kompanije često teško mogu direktno koristiti standardizirana rješenja. U isto vrijeme, postoje mnoge tehnologije uključene u proizvodnju pametne automatizacije, kao što su računalstvo u oblaku, industrijski roboti, mašinski vid, digitalni blizanci, itd., a ove tehnologije se još uvijek brzo razvijaju.

Stoga kompanije imaju veoma visoke zahtjeve prema partnerima. Oni ne samo da pomažu kompanijama da procijene status quo, uspostave plan najvišeg nivoa za proizvodnju pametne automatizacije i dizajniraju cjelokupni okvir, već i dizajniraju primjenu digitalnih i inteligentnih tehnologija za postizanje IT i industrijske automatizacije. Integracija tehnoloških (OT) sistema. Međutim, većina dobavljača na tržištu fokusira se na rješenja u jednom ili djelomičnom području i nemaju mogućnosti integriranog rješenja na jednom mjestu. Za proizvodne kompanije koje nemaju sopstvene mogućnosti integracije sistema, postoje velike prepreke za promociju pametne automatizovane proizvodnje.

03. Šest mjera za ubrzanje transformacije pametne proizvodnje

Čak i ako kompanija prepozna gore navedene probleme, još uvijek nije u stanju brzo se probiti i promovirati transformaciju kako bi postigla sveukupno povećanje vrijednosti. Flint kombinuje zajedničke karakteristike vodećih preduzeća u transformaciji proizvodnje pametne automatizacije, i poziva se na stvarno iskustvo projekta, i daje sledećih 6 predloga kako bi dao neke reference i inspiraciju preduzećima u različitim fazama razvoja različitih industrija.

Odredite vrijednost scene

proizvodnja pametne automatizacije prelazi sa tehnologije i rješenja na komercijalnu vrijednost. Kompanije bi prvo trebale razmotriti koje ciljeve postići pametnom proizvodnjom, da li je potrebno inovirati postojeće poslovne modele i proizvode, zatim reinženjering temeljnih poslovnih procesa na osnovu toga i na kraju procijeniti vrijednost novih poslovnih modela i novih poslovnih procesa koje donosi pametna proizvodnja. .

Vodeće kompanije će identifikovati oblasti vrednosti koje je potrebno najviše realizovati u skladu sa sopstvenim karakteristikama, a zatim će blisko integrisati tehnologiju i scenarije primene kako bi realizovali iskopavanje vrednosti primenom odgovarajućih inteligentnih sistema.

Vrhunski dizajn arhitekture IT i OT integracije

Sa razvojem proizvodnje pametne automatizacije, poslovne aplikacije, arhitektura podataka i operativna arhitektura suočavaju se s novim izazovima. Tradicionalna IT tehnologija preduzeća nije bila u stanju da zadovolji potrebe upravljanja proizvodnim procesom. Integracija OT i IT je osnova za uspješnu realizaciju pametne automatizacije proizvodnje u budućnosti. Osim toga, uspjeh transformacije proizvodnje pametne automatizacije poduzeća prije svega zavisi od naprednog dizajna najvišeg nivoa. Od ove faze počinje da obraća pažnju na uticaj promene i kontramere.

Temelj pragmatične digitalizacije

Pametna automatizacija proizvodnje zahteva od preduzeća da realizuju inteligenciju zasnovanu na digitalizaciji celokupnog proizvodnog procesa. Stoga, preduzeća moraju imati čvrstu osnovu u opremi za automatizaciju i proizvodnim linijama, arhitekturi informacionog sistema, komunikacionoj infrastrukturi i osiguranju sigurnosti. Na primjer, uspostavljene su IOT i druge osnovne mreže, oprema je visoko automatizirana i otvorena, podržava više metoda prikupljanja podataka i skalabilnu, sigurnu i stabilnu IT infrastrukturu, uključujući sigurnosne sisteme za sigurnost informacionog sistema i sigurnost mreže industrijskog sistema upravljanja.

Vodeće kompanije realizuju radionice bez posade uvođenjem inteligentne opreme kao što su CNC alatni strojevi, industrijski kolaborativni roboti, oprema za aditivnu proizvodnju i inteligentne proizvodne linije, a zatim uspostavljaju digitalnu osnovu osnovnih proizvodnih sistema putem Interneta stvari ili industrijske Internet arhitekture, elektronskih bilborda , itd.

Za druge kompanije, početak automatizacije proizvodnje predstavljaće iskorak u učvršćivanju temelja digitalizacije. Na primjer, diskretne kompanije mogu početi izgradnjom pametnih proizvodnih jedinica za automatizaciju. Proizvodna jedinica pametne automatizacije je modularna, integrisana i integrisana agregacija grupe opreme za obradu i pomoćne opreme sa sličnim mogućnostima, tako da ima proizvodni kapacitet više varijanti i malih serija, i pomaže kompanijama da poboljšaju iskorišćenost opreme i optimizuju proizvodnju. . Na osnovu automatizacije proizvodnje, preduzeća mogu početi da implementiraju međusobno povezivanje i međusobnu komunikaciju inteligentnih proizvodnih linija, radionica i informacionih sistema postavljanjem infrastrukture kao što su IOT i 5G komunikacione mreže.

Predstavite osnovne aplikacije

Trenutno, osnovni sistemi aplikacija neophodni za pametnu automatizaciju proizvodnje, kao što su upravljanje životnim ciklusom proizvoda (PLM), planiranje resursa preduzeća (ERP), napredno planiranje i raspoređivanje (APS) i sistem izvršenja proizvodnje (MES) nisu popularizovani. Na primjer, u farmaceutskoj industriji, „univerzalni napredni sistem kontrole procesa i izvršenja proizvodnje“ koji je potreban za integraciju industrijalizacije i industrijalizacije nije široko implementiran i primijenjen.

Kako bi se ubrzao proces proizvodnje pametne automatizacije, nakon formulisanja plana razvoja i pragmatične digitalne osnove, proizvodne kompanije trebale bi aktivno ulagati u osnovne aplikativne sisteme. Naročito nakon nove epidemije, proizvodne kompanije trebale bi posvetiti više pažnje poboljšanju sposobnosti upravljanja inovacijama i fleksibilnoj implementaciji lanaca nabavke. Stoga bi implementacija osnovnih aplikacija za pametnu automatizaciju proizvodnje kao što su ERP, PLM, MES i sistemi za upravljanje lancem nabavke (SCM) trebali postati najvažniji zadaci za izgradnju proizvodnje pametne automatizacije preduzeća. IDC predviđa da će 2023. godine ERP, PLM i upravljanje odnosima s klijentima (CRM) postati tri najveća investiciona područja na tržištu IT aplikacija kineske proizvodne industrije, sa 33,9%, 13,8% i 12,8% respektivno.

Realizovati međupovezivanje sistema i integraciju podataka

Trenutno, ostrva podataka i fragmentacija sistema proizvodnih preduzeća doveli su do ozbiljne digitalne konfrontacije između različitih odeljenja, što je rezultiralo ponovnim ulaganjem preduzeća, a povrat na prihod preduzeća koji donosi pametna automatizovana proizvodnja je daleko niži od očekivanog. Stoga će realizacija sistemske povezanosti i integracije podataka promovirati saradnju između poslovnih jedinica i funkcionalnih odjela poduzeća, te ostvariti maksimizaciju vrijednosti i sveobuhvatnu inteligenciju.

Ključ za razvoj proizvodnje pametne automatizacije preduzeća u ovoj fazi je realizacija vertikalne integracije podataka od nivoa opreme do nivoa fabrike, pa čak i do eksternih preduzeća, kao i horizontalna integracija podataka u poslovnim odeljenjima i organizacijama, i preko elemenata resursa, i konačno se spajaju u sistem podataka zatvorene petlje, formirajući takozvani lanac snabdevanja podacima.

Uspostavite digitalnu organizaciju i sposobnost za kontinuirane inovacije

Kontinuirano inoviranje arhitekture sistema i digitalne organizacije igraju važnu ulogu u realizaciji vrijednosnog cilja proizvodnje pametne automatizacije. Kontinuirana evolucija proizvodnje pametne automatizacije zahtijeva od kompanija da što više poboljšaju fleksibilnost i odziv organizacijske strukture, te da u potpunosti daju igru ​​potencijalu zaposlenih, odnosno da uspostave fleksibilnu organizaciju. U fleksibilnoj organizaciji, organizacija će biti ravnija tako da može dinamički odgovarati ekosistemu talenata kako se poslovne potrebe mijenjaju. Fleksibilne organizacije treba da predvodi „top lider” kako bi se stimulisao entuzijazam svih zaposlenih da učestvuju, i mobilisali se fleksibilno na osnovu poslovnih potreba i sposobnosti zaposlenih da zadovolje potrebe održivog razvoja pametne automatizovane proizvodnje.

Što se tiče sistema inovacija i izgradnje kapaciteta, vlada i preduzeća treba da se ujedine horizontalno i vertikalno kako bi izgradili sistem inovacija iznutra ka spolja. S jedne strane, kompanije treba da ojačaju saradnju i kultivaciju inovacija sa zaposlenima, kupcima, potrošačima, dobavljačima, partnerima i start-upima; s druge strane, vlada bi trebala uspostaviti namjenski tim rizičnog kapitala za upravljanje inovacijama, kao što su inkubatori, kreativni centri, startup fabrike itd., i dati ovim institucijama više slobode mehanizma, dinamične i fleksibilne alokacije internih i eksternih resursa, i formiraju kontinuiranu kulturu i sistem inovacija.