Razvoj proizvodnje pametne automatizacije

| Flint Industry Brain, Autor | Gui Jiaxi

Kineski 14. petogodišnji plan počeo je u potpunosti biti pokrenut 2021. godine, a sljedećih pet godina bit će važna faza za izgradnju novih prednosti u digitalnom gospodarstvu. Uzimanje pametne automatizirane proizvodnje kao prilike za promicanje visokokvalitetnog razvoja prerađivačke industrije nije samo glavni smjer integriranog razvoja kineske digitalne ekonomije i realnog gospodarstva, već i ključni iskorak za realizaciju novog dual- obrazac razvoja cirkulacije.

Od izbijanja epidemije COVID-19, većina proizvodnih tvrtki doživjela je prekide proizvodnje, prekide opskrbnog lanca i nastavak proizvodnje. Konkurentske prednosti koje su akumulirane etablirane tvrtke tijekom godina mogu biti potkopane, a nove tvrtke također mogu iskoristiti prilike za brzi rast. Obrazac tržišnog natjecanja u industriji Očekuje se da će se preoblikovati.

Međutim, mnoge proizvodne tvrtke sada zapadaju u nerazumijevanje fokusiranja na optimizaciju tehnologije u jednoj točki i podcjenjivanja cjelokupnog poboljšanja vrijednosti, što rezultira ozbiljnim otocima podataka, lošom opremom i povezivanjem sustava i drugim problemima. A u smislu pametne transformacije proizvodnje, većina dobavljača na tržištu nema mogućnost integracije rješenja. Sve je to dovelo do velikih ulaganja u poduzeća, ali s malim učinkom.

Ovaj će članak opsežno raspravljati o putu visokokvalitetnog razvoja kineske industrije 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 Američke Države-"Nacionalni napredni proizvodni strateški plan", strategija postavlja strateške ciljeve izgradnje obrazovnog sustava za ulaganja u MSP, multisektorsku suradnju, federalna ulaganja, nacionalna ulaganja u istraživanje i razvoj, itd., s naglaskom na izgradnju industrijskog Internet. “American Advanced Manufacturing Leadership Strategy” naglašava tri glavna strateška smjera poboljšanja domaćeg proizvodnog lanca opskrbe kroz razvoj novih tehnologija, uzgoj 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 opskrbe za sigurnost poljoprivredne hrane itd.

B) Njemačka – “Preporuke za provedbu strategije Industrije 4.0”, koja predlaže i definira četvrtu industrijsku revoluciju, odnosno Industriju 4.0. Kao dio inteligentnog i umreženog svijeta, Industrija 4.0 fokusira se na stvaranje inteligentnih proizvoda, postupaka i procesa. Ključne teme su inteligentne tvornice, inteligentna proizvodnja i inteligentna logistika. Njemačka industrija 4.0 usredotočuje se na pet glavnih područja – horizontalnu integraciju unutar mreže vrijednosti, end-to-end inženjering cijelog lanca vrijednosti, vertikalnu integraciju i umreženi proizvodni sustavi, novu društvenu infrastrukturu na radnom mjestu, virtualnu mrežno-fizičku tehnologiju sustava.

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 daljnjem tekstu "Bijeli papir"). “Bijela knjiga” analizira trenutnu situaciju i probleme japanske proizvodne industrije. Osim uzastopnog uvođenja politike za energičan razvoj robota, novih energetskih vozila i 3D ispisa, također naglašava kako bi igrao ulogu IT-a. “Bijela knjiga” također smatra poduzetničko strukovno osposobljavanje, nasljeđivanje vještina za mlade i obuku talenata u znanosti i inženjerstvu kao probleme koje je potrebno hitno riješiti. “Bijela knjiga” ažurirana je na verziju iz 2019., a izvorna prilagodba koncepta počela se fokusirati na “međupovezanu industriju”. Uspostavio je drugačije pozicioniranje od američkog industrijskog interneta, nadajući se da će istaknuti temeljnu poziciju “industrije”.

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

“Jedan” cilj: transformirati se iz velike proizvodne zemlje u jaku proizvodnu zemlju.

Integracija “dva”: duboka integracija informatizacije i industrijalizacije.

“Tri” strateška cilja korak po korak: prvi korak je nastojanje postati snažna proizvodna zemlja za deset godina; drugi korak, do 2035., kineska prerađivačka industrija u cjelini dostići će srednju razinu svjetske proizvodne snage; treći korak je kada će se 100. godišnjica NRK-a učvrstiti njezin status velike proizvodne zemlje, a njezina sveobuhvatna snaga bit će na čelu svjetskih proizvodnih sila.

“Četiri” principa: vođeno tržištem, vođeno državom; na temelju trenutne, dugoročne perspektive; sveobuhvatan napredak, ključni pomaci; samostalan razvoj, i win-win suradnja.

Politika "pet": vođena inovacijama, kvaliteta na prvom mjestu, zeleni razvoj, optimizacija strukture i orijentirana na talente.

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

Proboji u "deset" ključnih područja: informatička tehnologija nove generacije, vrhunski CNC alatni strojevi i roboti, zrakoplovna oprema, oprema za pomorstvo i visokotehnološki brodovi, napredna željeznička tranzitna oprema, vozila koja štede energiju i nova energija, energetska oprema, novi materijali, biomedicina I medicinska oprema visokih performansi, poljoprivredni strojevi i oprema.

Na temelju “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.

Tablica 1: Sažetak kineskih politika povezanih s pametnom proizvodnjom Izvor: Firestone Creation na temelju javnih informacija

Ključna tehnička struktura standardnog sustava proizvodnje pametne automatizacije

Na razini razvoja tehnologije proizvodnje pametne automatizacije, prema “Smjernicama za izgradnju nacionalnog standardnog sustava 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 tvornice , i inteligentnu opremu.

Slika 1: okvir za proizvodnju pametne automatizacije Izvor: Firestone Creation na temelju javnih informacija

Broj nacionalnih patenata može intuitivno odražavati razvoj tehnologije pametne automatizacije proizvodnje u zemlji i trilijunskim 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 financiranje kineskih pametnih proizvodnih tvrtki
Otkako je 2015. predložena strategija “Made in China 2025”, primarno tržište već duže vrijeme obraća pažnju na sektor pametne proizvodnje. Čak i tijekom pandemije COVID-19 2020., ulaganja u pametnu proizvodnju nastavila su rasti.

Događaji za ulaganja i financiranje pametne proizvodnje uglavnom su koncentrirani u Pekingu, regiji delte rijeke Yangtze i području Velikog zaljeva Guangdong-Hong Kong-Macao. Iz perspektive iznosa financiranja, regija delte rijeke Yangtze ima najveći ukupni iznos financiranja. Financiranje područja Velikog zaljeva Guangdong-Hong Kong-Makao uglavnom je koncentrirano u Shenzhenu.
Slika 2: Financijska situacija pametne proizvodnje u trilijunskim gradovima (100 milijuna juana) Izvor: Firestone Creation sastavljen je prema javnim podacima, a statističko vrijeme je do 2020.

02. Razvoj kineskih poduzeća za proizvodnju pametne automatizacije

Trenutno su postignuta neka postignuća u razvoju poduzeća za proizvodnju pametne automatizacije u Kini:

Od 2016. do 2018. Kina je implementirala 249 pilot demonstracijskih projekata pametne proizvodnje, a implementacija pametne proizvodnje za poduzeća postupno je uvedena iz testiranja vode; relevantni odjeli također su dovršili formulaciju ili reviziju 4 nacionalna standarda za pametnu proizvodnju, čineći poduzeće inteligentnim. Standard je standardiziraniji.

„Godišnje izvješće o razvoju pametne proizvodnje u Kini za 2017.-2018.“ pokazuje da je Kina u početku izgradila 208 digitalnih radionica i pametnih tvornica, pokrivajući 10 glavnih polja i 80 industrija, te je u početku uspostavila standardni sustav pametne proizvodnje sinkroniziran s međunarodnim. Od 44 tvornice svjetionika u svijetu, 12 se nalazi u Kini, a 7 od njih su tvornice svjetionika s kraja na kraj. Do 2020. stopa numeričke kontrole ključnih procesa proizvodnih poduzeća u ključnim poljima u Kini premašit će 50%, a stopa penetracije digitalnih radionica ili pametnih tvornica premašit će 20%.

U području softvera, kineska industrija integracije sustava za proizvodnju pametne automatizacije nastavila se ubrzano razvijati u 2019., s porastom od 20,7% na godišnjoj razini. Opseg nacionalnog industrijskog internet tržišta premašio je 70 milijardi juana u 2019.

U području hardvera, potaknute 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 proizvodnje pametne automatizacije značajno je ubrzala tempo industrijske nadogradnje.

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

1. Nedostatak vrhunskog dizajna

Mnoge proizvodne tvrtke još nisu izradile plan za razvoj pametne proizvodnje sa strateške razine. Kao rezultat toga, digitalnoj transformaciji nedostaje misaono vodstvo i strateško planiranje, kao i planiranje cjelokupne poslovne vrijednosti i analiza procjene trenutnog stanja. Stoga je teško duboko integrirati nove tehnologije sa scenarijima primjene pametne automatizacije proizvodnje. Umjesto toga, sustav se može samo djelomično konstruirati ili modificirati prema stvarnim potrebama proizvodnje. Kao rezultat toga, poduzeća su zapala u nerazumijevanje fokusiranja na hardver i softver, te na dijelove i u cjelini, a ulaganja nisu mala, ali s malim učinkom.

2. Usredotočite se na optimizaciju tehnologije u jednoj točki i prezirite cjelokupno povećanje vrijednosti

Većina tvrtki izjednačava pametnu proizvodnju s ulaganjem u tehnologiju i hardver. Na primjer, mnoge tvrtke postavljaju automatizirane proizvodne linije za povezivanje neovisnih procesa ili zamjenjuju ručni rad automatiziranom opremom. Na površini, razina automatizacije je porasla, ali je donijela više problema. Na primjer, proizvodna linija je manje fleksibilna nego prije i može se prilagoditi samo proizvodnji jedne sorte; sustav upravljanja opremom nije slijedio i uzrokovao je česte kvarove opreme, ali je povećao radno opterećenje održavanja opreme.

Postoje i tvrtke koje slijepo slijede velike i cjelovite funkcije sustava, a njihovi digitalni sustavi ne odgovaraju vlastitim upravljačkim i poslovnim procesima, što u konačnici dovodi do rasipanja ulaganja i neaktivne opreme.

3. Nekoliko pružatelja rješenja s integracijskim mogućnostima

Industrijska proizvodnja pokriva mnoga područja, a arhitektura sustava je vrlo složena. Različite tvrtke suočavaju se s različitim zahtjevima istraživanja i razvoja, proizvodnje i upravljanja procesima. Proizvodnim tvrtkama često je teško izravno koristiti standardizirana rješenja. Istovremeno, postoje mnoge tehnologije uključene u proizvodnju pametne automatizacije, kao što su računalstvo u oblaku, industrijski roboti, strojni vid, digitalni blizanci itd., a te se tehnologije još uvijek brzo razvijaju.

Stoga tvrtke imaju vrlo visoke zahtjeve prema partnerima. Oni ne samo da pomažu tvrtkama da procijene status quo, uspostave plan vrhunske razine 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) sustava. Međutim, većina dobavljača na tržištu fokusira se na rješenja u jednom ili djelomičnom području i nemaju mogućnosti integriranog rješenja na jednom mjestu. Za proizvodne tvrtke koje nemaju vlastite mogućnosti integracije sustava, postoje velike prepreke za promicanje proizvodnje pametne automatizacije.

03. Šest mjera za ubrzanje transformacije pametne proizvodnje

Čak i ako tvrtka prepozna gore navedene probleme, još uvijek nije u mogućnosti brzo se probiti i promovirati transformaciju kako bi postigla cjelokupno povećanje vrijednosti. Flint objedinjuje zajedničke karakteristike vodećih poduzeća u transformaciji proizvodnje pametne automatizacije, te se poziva na stvarno iskustvo projekta, te daje sljedećih 6 prijedloga kako bi dao neke reference i inspiraciju poduzećima u različitim razvojnim fazama različitih industrija.

Odredite vrijednost scene

proizvodnja pametne automatizacije prelazi s tehnologije i rješenja na komercijalnu vrijednost. Tvrtke bi prvo trebale razmotriti koje ciljeve postići pametnom proizvodnjom, treba li inovirati postojeće poslovne modele i proizvode, zatim reinženjering temeljnih poslovnih procesa na temelju toga i na kraju procijeniti vrijednost novih poslovnih modela i novih poslovnih procesa koje donosi pametna proizvodnja .

Vodeće tvrtke će identificirati područja vrijednosti koja se najviše trebaju realizirati prema vlastitim karakteristikama, a zatim će blisko integrirati tehnologiju i scenarije primjene kako bi ostvarili iskopavanje vrijednosti primjenom odgovarajućih inteligentnih sustava.

Vrhunski dizajn arhitekture IT i OT integracije

S razvojem proizvodnje pametne automatizacije, poslovne aplikacije, arhitektura podataka i operativna arhitektura suočavaju se s novim izazovima. Tradicionalna informatička tehnologija poduzeća nije bila u stanju zadovoljiti potrebe upravljanja proizvodnim procesom. Integracija OT-a i IT-a temelj je za uspješnu realizaciju pametne automatizirane proizvodnje u budućnosti. Osim toga, uspjeh transformacije proizvodnje pametne automatizacije poduzeća prije svega ovisi o naprednom dizajnu najviše razine. Od ove faze počinje obraćati pozornost na utjecaj promjene i protumjere.

Temelj pragmatične digitalizacije

pametna automatizacija proizvodnje zahtijeva od poduzeća da ostvare inteligenciju temeljenu na digitalizaciji cjelokupnog proizvodnog procesa. Stoga poduzeća moraju imati čvrste temelje u opremi za automatizaciju i proizvodnim linijama, arhitekturi informacijskog sustava, komunikacijskoj 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 sustave za sigurnost informacijskog sustava i sigurnost mreže industrijskog upravljačkog sustava.

Vodeće tvrtke realiziraju radionice bez posade primjenom inteligentne opreme kao što su CNC alatni strojevi, industrijski kolaborativni roboti, oprema za aditivnu proizvodnju i inteligentne proizvodne linije, a zatim uspostavljaju digitalni temelj temeljnih proizvodnih sustava putem Interneta stvari ili industrijske internetske arhitekture, elektroničkih panoa , itd.

Za druge tvrtke, početak automatizacije proizvodnje bit će iskorak u učvršćivanju temelja digitalizacije. Na primjer, diskretne tvrtke mogu započeti izgradnjom pametnih proizvodnih jedinica za automatizaciju. Proizvodna jedinica pametne automatizacije je modularna, integrirana i integrirana agregacija skupine opreme za obradu i pomoćne opreme sa sličnim mogućnostima, tako da ima proizvodni kapacitet više vrsta i malih serija, te pomaže tvrtkama poboljšati iskorištenost opreme i optimizirati proizvodnju . Poduzeća na temelju automatizacije proizvodnje mogu početi implementirati međusobno povezivanje i međusobnu komunikaciju inteligentnih proizvodnih linija, radionica i informacijskih sustava uvođenjem infrastrukture kao što su IOT i 5G komunikacijske mreže.

Predstavite osnovne aplikacije

Trenutačno nisu popularizirani temeljni aplikacijski sustavi potrebni za pametnu automatizaciju proizvodnje, kao što su upravljanje životnim ciklusom proizvoda (PLM), planiranje resursa poduzeća (ERP), napredno planiranje i raspored (APS) i sustav izvršenja proizvodnje (MES). Na primjer, u farmaceutskoj industriji, “univerzalni napredni sustav kontrole procesa i izvedbe proizvodnje” koji je potreban integracijom industrijalizacije i industrijalizacije nije široko implementiran i primijenjen.

Kako bi se ubrzao proces proizvodnje pametne automatizacije, nakon formuliranja razvojnog plana i pragmatičnih digitalnih temelja, proizvodne tvrtke trebale bi aktivno ulagati u temeljne aplikacijske sustave. Osobito nakon nove epidemije, proizvodne tvrtke trebale bi posvetiti više pažnje poboljšanju sposobnosti upravljanja inovacijama i fleksibilnoj implementaciji opskrbnih lanaca. Stoga bi implementacija osnovnih aplikacija za pametnu automatizaciju proizvodnje poput ERP-a, PLM-a, MES-a i sustava upravljanja lancem opskrbe (SCM) trebala postati najvažniji zadaci za izgradnju proizvodnje pametne automatizacije poduzeća. IDC predviđa da će u 2023. ERP, PLM i upravljanje odnosima s klijentima (CRM) postati prva tri područja ulaganja na tržištu IT aplikacija kineske proizvodne industrije, s 33,9%, 13,8% i 12,8% respektivno.

Realizirati međusobnu povezanost sustava i integraciju podataka

Trenutačno su otoci podataka i fragmentacija sustava proizvodnih poduzeća doveli do ozbiljne digitalne konfrontacije između različitih odjela, što je rezultiralo ponovnim ulaganjem poduzeća, a povrat na prihod poduzeća koji donosi pametna automatizirana proizvodnja daleko je niži od očekivanog. Stoga će realizacija međusobnog povezivanja sustava i integracije podataka promicati suradnju između poslovnih jedinica i funkcionalnih odjela poduzeća, te ostvariti maksimalizaciju vrijednosti i sveobuhvatnu inteligenciju.

Ključ razvoja proizvodnje pametne automatizacije poduzeća u ovoj fazi je realizacija vertikalne integracije podataka od razine opreme do razine tvornice, pa čak i do vanjskih poduzeća, kao i horizontalna integracija podataka u poslovnim odjelima i organizacijama, i preko elemenata resursa, te se konačno spajaju u sustav podataka zatvorene petlje, tvoreći takozvani lanac opskrbe podacima.

Uspostavite digitalnu organizaciju i sposobnost za kontinuirane inovacije

Kontinuirano inovirajuća arhitektura sustava i digitalna organizacija igraju važnu ulogu u ostvarenju vrijednosnog cilja proizvodnje pametne automatizacije. Kontinuirana evolucija proizvodnje pametne automatizacije zahtijeva od tvrtki da što više poboljšaju fleksibilnost i odziv organizacijske strukture, te da u potpunosti daju na potencijal zaposlenika, odnosno uspostave fleksibilnu organizaciju. U fleksibilnoj organizaciji, organizacija će biti ravnija tako da može dinamički odgovarati ekosustavu talenata kako se poslovne potrebe mijenjaju. Fleksibilne organizacije treba voditi „najviši lider” kako bi se potaknuo entuzijazam svih zaposlenika za sudjelovanje, te se fleksibilno mobilizirali na temelju poslovnih potreba i sposobnosti zaposlenika kako bi se zadovoljile potrebe održivog razvoja pametne automatizirane proizvodnje.

U smislu inovacijskog sustava i izgradnje kapaciteta, vlada i poduzeća bi se trebali udružiti horizontalno i vertikalno kako bi izgradili inovativni sustav iznutra prema van. S jedne strane, tvrtke bi trebale ojačati inovativnu suradnju i kultivaciju sa zaposlenicima, 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 tvornice itd. , i dati tim institucijama više slobode mehanizma, dinamične i fleksibilne raspodjele unutarnjih i vanjskih resursa, i formiraju kontinuiranu inovacijsku kulturu i sustav.