Išmaniosios automatikos gamybos plėtra

| Titnago pramonės smegenys, autorius | Gui Jiaxi

14-asis Kinijos penkerių metų planas buvo pradėtas visiškai įgyvendinti 2021 m., o kiti penkeri metai bus svarbus etapas kuriant naujus skaitmeninės ekonomikos pranašumus. Išmaniosios automatizuotos gamybos naudojimas kaip galimybė skatinti kokybišką gamybos pramonės plėtrą yra ne tik pagrindinė integruotos Kinijos skaitmeninės ir realiosios ekonomikos plėtros kryptis, bet ir esminis proveržis įgyvendinant naują dvigubą cirkuliacijos vystymosi modelis.

Nuo COVID-19 epidemijos protrūkio dauguma gamybos įmonių patyrė gamybos pertrūkių, tiekimo grandinės pertrūkių ir gamybos atnaujinimo. Per daugelį metų įsitvirtinusių įmonių sukaupti konkurenciniai pranašumai gali būti pakirsti, o naujos įmonės taip pat gali pasinaudoti galimybėmis sparčiai augti. Pramonės konkurencijos modelis Tikimasi, kad jis bus pertvarkytas.

Tačiau daugelis gamybos įmonių dabar patenka į klaidingą supratimą, kad sutelkia dėmesį į vieno taško technologijų optimizavimą ir neįvertina bendros vertės didinimo, todėl atsiranda rimtų duomenų salelių, prastas įrangos ir sistemos ryšys ir kitos problemos. O kalbant apie sumanią gamybos transformaciją, dauguma tiekėjų rinkoje neturi galimybių integruoti sprendimų. Visa tai paskatino dideles investicijas į įmones, tačiau nedavė jokios įtakos.

Šiame straipsnyje bus išsamiai aptariamas Kinijos išmaniosios automatikos gamybos pramonės aukštos kokybės plėtros kelias iš pramonės plėtros apžvalgos, įmonės plėtros statuso ir pramonės transformacijos perspektyvų.

01, Kinijos išmaniosios automatikos gamybos plėtros apžvalga

Didžiųjų pasaulio šalių išmaniosios gamybos strategijos

A) JAV – „Nacionalinis pažangios gamybos strateginis planas“, strategijoje pateikiami strateginiai MVĮ investicijų švietimo sistemos kūrimo, kelių sektorių bendradarbiavimo, federalinių investicijų, nacionalinių investicijų į mokslinius tyrimus ir plėtrą ir kt. tikslai, daugiausia dėmesio skiriant pramonės statybai. Internetas. „Amerikos pažangiosios gamybos lyderystės strategijoje“ akcentuojamos trys pagrindinės strateginės kryptys – tobulinti vietinės gamybos tiekimo grandinę kuriant naujas technologijas, auginant darbo jėgą ir plečiant. Atitinkamos technologijos apima pramoninius robotus, dirbtinio intelekto infrastruktūrą, kibernetinės erdvės saugumą, didelio našumo medžiagas, priedų gamybą, nepertraukiamą gamybą, biofarmacijos gamybą, puslaidininkių projektavimo įrankius ir gamybą, žemės ūkio maisto saugos gamybą ir tiekimo grandinę ir kt.

B) Vokietija – „Rekomendacijos dėl pramonės 4.0 strategijos įgyvendinimo“, kuri siūlo ir apibrėžia ketvirtąją pramonės revoliuciją, tai yra, Pramonė 4.0. Kaip pažangaus ir tinklinio pasaulio dalis, „Pramonė 4.0“ daugiausia dėmesio skiria pažangių produktų, procedūrų ir procesų kūrimui. Pagrindinės temos yra pažangios gamyklos, protinga gamyba ir protinga logistika. Vokietijos pramonė 4.0 orientuota į penkias pagrindines sritis – horizontalią integraciją pagal vertės tinklą, visos vertės grandinės inžineriją nuo galo iki galo, vertikalią integraciją ir tinklines gamybos sistemas, naują socialinę infrastruktūrą darbo vietoje, virtualaus tinklo ir fizinės sistemos technologiją.

C) Prancūzija – „Naujoji pramoninė Prancūzija“, strategijoje siūloma pertvarkyti pramonės stiprybę pasitelkiant inovacijas ir Prancūziją įtraukti į pirmąjį pasaulinio pramonės konkurencingumo ešeloną. Strategija trunka 10 metų ir iš esmės sprendžia 3 pagrindinius klausimus: energetiką, skaitmeninę revoliuciją ir ekonominį gyvenimą. Jame yra 34 konkretūs planai, tokie kaip atsinaujinanti energija, be akumuliatoriaus elektrinis automobilis, išmanioji energija ir kt., rodantys, kad Prancūzijoje vyksta trečioji pramonės revoliucija. Ryžtas ir stiprybė pasiekti pramonės pertvarką Kinijoje.

D) Japonija – „Japonijos gamybos baltoji knyga“ (toliau – „Baltoji knyga“). „Baltojoje knygoje“ analizuojama dabartinė Japonijos gamybos pramonės situacija ir problemos. Be to, kad nuosekliai diegiama politika, kuria siekiama energingai kurti robotus, naujas energetines transporto priemones ir 3D spausdinimą, taip pat pabrėžiama, kad norint atlikti IT vaidmenį. „Baltojoje knygoje“ taip pat įmonės profesinis mokymas, jaunų žmonių įgūdžių paveldėjimas, talentų ugdymas mokslo ir inžinerijos srityse laikomos problemomis, kurias reikia skubiai spręsti. „Baltoji knyga“ buvo atnaujinta iki 2019 m. versijos, o pradinis koncepcijos koregavimas buvo sutelktas į „susijusią pramonę“. Ji nustatė kitokią poziciją nei JAV pramoninis internetas, tikėdamasis pabrėžti pagrindinę „pramonės“ poziciją.

E) Kinija – „Pagaminta Kinijoje 2025 m.“, pagrindinė dokumento programa yra:

„Vienas“ tikslas: iš didelės gamybos šalies pavirsti į stiprią gamybos šalį.

„Dviejų“ integracija: gili informatizacijos ir industrializacijos integracija.

„Trys“ žingsnis po žingsnio strateginiai tikslai: pirmas žingsnis – per dešimt metų siekti tapti stipria gaminančia šalimi; antrasis žingsnis – iki 2035 m. visa Kinijos gamybos pramonė pasieks vidutinį pasaulio gamybos jėgos stovyklos lygį; trečias žingsnis – kai bus minimas KLR 100-metis, jos, kaip pagrindinės gamybos šalies, statusas bus įtvirtintas, o jos visapusiška jėga taps pasaulio gamybos galių priešakyje.

„Keturi“ principai: vadovaujama rinka, vadovaujama vyriausybės; remiantis dabartine, ilgalaike perspektyva; visapusiška pažanga, pagrindiniai laimėjimai; nepriklausomas vystymasis ir abipusiai naudingas bendradarbiavimas.

„Penkių“ politika: inovacijos, pirmiausia kokybė, ekologiška plėtra, struktūros optimizavimas ir orientuota į talentus.

„Penki“ dideli projektai: gamybos inovacijų centro statybos projektas, pramoninio tvirto pagrindo projektas, išmaniosios automatikos gamybos projektas, ekologiškos gamybos projektas, aukščiausios klasės įrangos inovacijų projektas.

Proveržis „dešimtyje“ pagrindinių sričių: naujos kartos informacinės technologijos, aukščiausios klasės CNC staklės ir robotai, kosminė įranga, jūrų inžinerijos įranga ir aukštųjų technologijų laivai, pažangi geležinkelio tranzito įranga, energiją taupančios ir naujos energijos transporto priemonės, galios įranga, naujos medžiagos, biomedicina ir aukštos kokybės medicinos įranga, žemės ūkio technika ir įranga.

Remdamasi „Made in China 2025“, valstybė nuosekliai įvedė pramoninio interneto, pramoninių robotų ir industrializacijos bei industrializacijos integracijos politiką. išmaniosios automatikos gamyba tapo 14-ojo penkerių metų plano akcentu.

1 lentelė. Kinijos pažangiosios gamybos politikos santrauka Šaltinis: Firestone Creation remiantis vieša informacija

Pagrindinė išmaniosios automatikos gamybos standartinės sistemos techninė struktūra

Išmaniosios automatikos gamybos technologijų plėtros lygmeniu, remiantis valstybės išleistomis „Nacionalinės išmaniosios automatikos gamybos standartinės sistemos konstravimo gairėmis“, išmaniosios automatikos gamybos technologiją galima suskirstyti į tris dideles dalis – išmaniąsias paslaugas, išmaniąsias gamyklas. ir išmanią įrangą.

1 pav. Išmaniosios automatikos gamybos sistema Šaltinis: Firestone Creation remiantis vieša informacija

Nacionalinių patentų skaičius gali intuityviai atspindėti išmaniosios automatikos gamybos technologijos plėtrą šalyje ir trilijonuose klubų miestų. Pramonės scenos ir pakankamai dideli pramoninių didelių duomenų, pramoninės programinės įrangos, pramoninių debesų, pramoninių robotų, pramoninio interneto ir kitų patentų imčių dydžiai gali atspindėti technologijų raidą.

Kinijos išmaniųjų gamybos įmonių platinimas ir finansavimas
Nuo 2015 m., kai buvo pasiūlyta strategija „Pagaminta Kinijoje 2025“, pirminė rinka jau seniai kreipia dėmesį į išmaniosios gamybos sektorių. Net 2020 m. COVID-19 pandemijos metu investicijos į išmaniąją gamybą toliau augo.

Išmaniosios gamybos investicijų ir finansavimo renginiai daugiausia sutelkti Pekine, Jangdzės upės deltos regione ir Guangdongo-Honkongo-Makao Didžiosios įlankos srityje. Finansavimo sumos požiūriu Jangdzės upės deltos regionas turi didžiausią bendrą finansavimo sumą. Guangdongo-Honkongo-Makao Didžiosios įlankos srities finansavimas daugiausia sutelktas Šendžene.
2 pav. Išmaniosios gamybos finansavimo padėtis trilijonuose miestų (100 mln. juanių) Šaltinis: „Firestone Creation“ sudaryta pagal viešus duomenis, o statistinis laikas yra iki 2020 m.

02. Kinijos išmaniosios automatikos gamybos įmonių plėtra

Šiuo metu Kinijoje buvo pasiekta tam tikrų pasiekimų kuriant išmaniosios automatikos gamybos įmones:

Nuo 2016 m. iki 2018 m. Kinija įgyvendino 249 išmaniosios gamybos bandomuosius demonstracinius projektus, o išmaniosios gamybos diegimas įmonėse buvo palaipsniui pradėtas naudoti bandant vandenį; atitinkami padaliniai taip pat baigė suformuluoti arba peržiūrėti 4 nacionalinius išmaniosios gamybos standartus, todėl įmonė yra protingesnė. Standartas yra labiau standartizuotas.

„2017–2018 m. Kinijos išmaniosios gamybos plėtros metinė ataskaita“ rodo, kad Kinija iš pradžių pastatė 208 skaitmenines dirbtuves ir išmaniąsias gamyklas, apimančias 10 pagrindinių sričių ir 80 pramonės šakų, o iš pradžių sukūrė išmaniosios gamybos standartų sistemą, sinchronizuotą su tarptautine. Iš 44 švyturių gamyklų pasaulyje 12 yra Kinijoje, o 7 iš jų yra visos švyturių gamyklos. Iki 2020 m. Kinijos pagrindinių sričių gamybos įmonių pagrindinių procesų skaitmeninio valdymo rodiklis viršys 50%, o skaitmeninių dirbtuvių ar išmaniųjų gamyklų skverbtis viršys 20%.

Programinės įrangos srityje Kinijos išmaniosios automatikos gamybos sistemų integravimo pramonė ir toliau sparčiai vystėsi 2019 m. – per metus išaugo 20,7%. Nacionalinės pramoninės interneto rinkos mastas 2019 m. viršijo 70 milijardų juanių.

Techninės įrangos srityje, kurią paskatino ilgametė išmaniosios automatikos gamybos inžinerija, sparčiai vystėsi besivystančios Kinijos pramonės šakos, tokios kaip pramoniniai robotai, priedų gamyba ir pramoniniai jutikliai. Įvairių tipiškų naujų išmaniosios automatikos gamybos modelių populiarinimas ir pritaikymas gerokai paspartino pramonės atnaujinimo tempą.

Tačiau galimybės ir iššūkiai egzistuoja kartu. Šiuo metu išmaniosios automatikos gamybos įmonių plėtra Kinijoje susiduria su šiomis kliūtimis:

1. Aukščiausio lygio dizaino trūkumas

Daugelis gamybos įmonių dar nenubraižė išmaniosios gamybos plėtros plano iš strateginio lygmens. Dėl to skaitmeninei transformacijai trūksta mąstymo lyderystės ir strateginio planavimo, taip pat bendro verslo vertės tikslo planavimo ir esamos būklės vertinimo analizės. Todėl sunku giliai integruoti naujas technologijas su išmaniosios automatikos gamybos taikymo scenarijais. Vietoj to, sistema gali būti tik iš dalies sukonstruota arba modifikuojama pagal faktinius gamybos poreikius. Dėl to įmonės pateko į nesusipratimą, kad dėmesys sutelkiamas į techninę ir programinę įrangą, dalis ir visumą, o investicijos nėra mažos, bet neduodančios jokios naudos.

2. Sutelkti dėmesį į vieno taško technologijos optimizavimą ir niekinti bendrą vertės didinimą

Dauguma įmonių sumanią gamybos statybą tapatina su technologijų ir techninės įrangos investicijomis. Pavyzdžiui, daugelis įmonių diegia automatizuotas gamybos linijas, kad sujungtų nepriklausomus procesus arba pakeičia rankų darbą automatizuota įranga. Iš pažiūros automatizavimo lygis išaugo, tačiau tai atnešė daugiau problemų. Pavyzdžiui, gamybos linija yra mažiau lanksti nei anksčiau ir gali prisitaikyti tik prie vienos veislės gamybos; nesilaikė įrangos valdymo sistemos ir dėl to dažni įrangos gedimai, tačiau padidėjo Įrangos priežiūros darbų krūvis.

Taip pat yra įmonių, kurios aklai vykdo didelių ir išbaigtų sistemų funkcijas, o jų skaitmeninės sistemos neatitinka jų pačių valdymo ir verslo procesų, o tai galiausiai veda prie investicijų švaistymo ir nenaudojamos įrangos.

3. Nedaug sprendimų tiekėjų, turinčių integravimo galimybes

Pramoninė gamyba apima daugybę sričių, o sistemos architektūra yra labai sudėtinga. Skirtingos įmonės susiduria su skirtingais MTEP, gamybos ir procesų valdymo reikalavimais. Gamybos įmonėms dažnai sunku tiesiogiai naudoti standartizuotus sprendimus. Tuo pačiu metu išmaniosios automatikos gamyboje yra daug technologijų, tokių kaip debesų kompiuterija, pramoniniai robotai, mašinų matymas, skaitmeniniai dvyniai ir kt., šios technologijos vis dar sparčiai vystosi.

Todėl įmonės kelia labai aukštus reikalavimus partneriams. Jie ne tik padeda įmonėms įvertinti status quo, sukurti aukščiausio lygio išmaniosios automatikos gamybos planą ir sukurti bendrą sistemą, bet ir sukurti skaitmeninių ir išmaniųjų technologijų taikymą IT ir pramonės automatizavimui pasiekti. Technologijų (OT) sistemų integravimas. Tačiau dauguma tiekėjų rinkoje orientuojasi į sprendimus vienoje ar dalinėje srityje ir neturi vieno langelio integruoto sprendimo galimybių. Gamybos įmonėms, neturinčioms nuosavų sistemų integravimo galimybių, kyla didelių kliūčių skatinti išmaniosios automatikos gamybą.

03. Šešios priemonės išmaniosios gamybos transformacijai paspartinti

Net jei įmonė pripažįsta minėtas problemas, ji vis tiek negali greitai išsiveržti ir paskatinti pertvarką, kad pasiektų bendrą vertės didinimą. „Flint“ sujungia pirmaujančių įmonių bruožus pertvarkant išmaniąją automatizavimo gamybą, remiasi realia projektų patirtimi ir pateikia šiuos 6 pasiūlymus, siekdamas suteikti šiek tiek nuorodos ir įkvėpimo įmonėms, esančioms skirtinguose įvairių pramonės šakų vystymosi etapuose.

Nustatykite scenos vertę

Išmanioji automatizavimo gamyba pereina nuo technologijų ir sprendimų grindžiamos prie komercinės vertės pagrįstos gamybos. Pirmiausia įmonės turėtų pagalvoti, kokių tikslų siekti pasitelkus išmaniąją gamybą, ar dabartiniai verslo modeliai ir produktai turi būti naujovių, tada remdamiesi tuo pertvarkyti pagrindinius verslo procesus ir galiausiai įvertinti naujų verslo modelių ir naujų verslo procesų, kuriuos sukuria sumani gamyba, vertę. .

Pirmaujančios įmonės pagal savo ypatybes nustatys vertės sritis, kurias labiausiai reikia realizuoti, o tada glaudžiai integruos technologijų ir taikomųjų programų scenarijus, kad realizuotų vertės gavybą, įdiegdamos atitinkamas išmaniąsias sistemas.

Aukščiausio lygio IT ir OT integracijos architektūros projektavimas

Tobulėjant išmaniajai automatizavimo gamybai, įmonės taikomosios programos, duomenų architektūra ir operacijų architektūra susiduria su naujais iššūkiais. Įmonių tradicinė IT technologija nepajėgė patenkinti gamybos procesų valdymo poreikių. OT ir IT integracija yra pagrindas sėkmingam išmaniosios automatikos gamybos realizavimui ateityje. Be to, įmonės išmaniosios automatikos gamybos transformacijos sėkmė visų pirma priklauso nuo toli žvelgiančio aukščiausio lygio dizaino. Nuo šio etapo jis pradeda kreipti dėmesį į pokyčių poveikį ir atsakomąsias priemones.

Pragmatinės skaitmenizacijos pagrindas

Išmaniajai automatizavimo gamybai įmonės turi realizuoti intelektą, pagrįstą viso gamybos proceso skaitmeninimu. Todėl įmonės turi turėti tvirtus automatikos įrangos ir gamybos linijų, informacinių sistemų architektūros, ryšių infrastruktūros ir saugumo užtikrinimo pagrindus. Pavyzdžiui, yra IOT ir kiti pagrindiniai tinklai, įranga yra labai automatizuota ir atvira, palaiko kelis duomenų rinkimo metodus ir keičiasi, saugi ir stabili IT infrastruktūra, įskaitant saugos sistemas, skirtas informacinių sistemų saugumui ir pramonės valdymo sistemų tinklo saugumui.

Pirmaujančios įmonės įgyvendina nepilotuojamas dirbtuves, įdiegdamos išmaniąją įrangą, pvz., CNC stakles, pramoninius bendradarbiavimo robotus, priedų gamybos įrangą ir išmaniąsias gamybos linijas, o tada sukuria skaitmeninį pagrindinių gamybos sistemų pagrindą per daiktų internetą arba pramoninę interneto architektūrą, elektroninius skelbimų lentos. ir kt.

Kitoms įmonėms gamybos automatizavimo pradžia bus proveržis, sutvirtinantis skaitmeninimo pagrindus. Pavyzdžiui, atskiros įmonės gali pradėti kurti išmaniosios automatikos gamybos padalinius. Išmaniosios automatikos gamybos padalinys yra modulinis, integruotas ir integruotas panašių pajėgumų apdorojimo įrangos ir pagalbinės įrangos grupės agregatas, užtikrinantis kelių rūšių ir mažų partijų gamybos pajėgumus ir padedantis įmonėms pagerinti įrangos panaudojimą ir optimizuoti gamybą. . Remdamosi gamybos automatizavimu, įmonės gali pradėti diegti išmaniųjų gamybos linijų, dirbtuvių ir informacinių sistemų sujungimą ir tarpusavio ryšį diegdamos tokią infrastruktūrą kaip IOT ir 5G ryšio tinklai.

Pristatykite pagrindines programas

Šiuo metu pagrindinės taikomųjų programų sistemos, reikalingos išmaniajai automatizuotai gamybai, tokios kaip produkto gyvavimo ciklo valdymas (PLM), įmonės išteklių planavimas (ERP), pažangus planavimas ir planavimas (APS) ir gamybos vykdymo sistema (MES), nėra išpopuliarintos. Pavyzdžiui, farmacijos pramonėje „universali pažangi procesų valdymo ir gamybos vykdymo sistema“, reikalinga integruojant industrializaciją ir industrializaciją, nebuvo plačiai įdiegta ir įdiegta.

Siekdamos paspartinti išmaniosios automatikos gamybos procesą, suformulavusios plėtros planą ir pragmatišką skaitmeninį pagrindą, gamybos įmonės turėtų aktyviai investuoti į pagrindines taikomųjų programų sistemas. Ypač po naujos karūnos epidemijos gamybinės įmonės turėtų daugiau dėmesio skirti vadybos inovacinių pajėgumų gerinimui ir lanksčiam tiekimo grandinių išdėstymui. Todėl pagrindinių išmaniosios automatikos gamybos programų, tokių kaip ERP, PLM, MES ir tiekimo grandinės valdymo sistemos (SCM), diegimas turėtų tapti svarbiausia užduotimi kuriant įmonės išmaniosios automatikos gamybą. IDC prognozuoja, kad 2023 m. ERP, PLM ir ryšių su klientais valdymas (CRM) taps trimis didžiausiomis investicijų sritimis Kinijos gamybos pramonės IT taikomųjų programų rinkoje, kuriai tenka atitinkamai 33,9%, 13,8% ir 12,8%.

Realizuoti sistemų sujungimą ir duomenų integravimą

Šiuo metu gamybos įmonių duomenų salos ir sistemų susiskaidymas sukėlė rimtą skaitmeninę konfrontaciją tarp skirtingų padalinių, dėl kurių įmonės nuolat investuoja, o išmaniosios automatikos gamybos gaunama įmonių pajamų grąža yra daug mažesnė nei tikėtasi. Todėl sistemų sujungimo ir duomenų integravimo realizavimas skatins bendradarbiavimą tarp verslo padalinių ir funkcinių įmonės padalinių bei realizuos vertės maksimizavimą ir visapusišką žvalgybą.

Šiame etape įmonės išmaniosios automatizavimo gamybos plėtros raktas yra vertikalios duomenų integracijos įgyvendinimas nuo įrangos lygio iki gamyklos lygio ir net išorinių įmonių, taip pat horizontali duomenų integracija verslo padaliniuose ir organizacijose. per resursų elementus ir galiausiai susilieja į uždaro ciklo duomenų sistemą, sudarydama vadinamąją duomenų tiekimo grandinę.

Sukurti skaitmeninę organizaciją ir galimybę nuolat diegti naujoves

Nuolat atnaujinama sistemų architektūra ir skaitmeninė organizacija atlieka svarbų vaidmenį įgyvendinant išmaniosios automatikos gamybos vertės tikslą. Nuolatinė išmaniosios automatizavimo gamybos raida reikalauja, kad įmonės kuo labiau pagerintų organizacinės struktūros lankstumą ir reagavimą bei visapusiškai išnaudotų darbuotojų potencialą, ty sukurti lanksčią organizaciją. Lanksčioje organizacijoje organizacija bus plokštesnė, kad galėtų dinamiškai atitikti talentų ekosistemą, kai keičiasi verslo poreikiai. Lanksčioms organizacijoms turi vadovauti „aukščiausias lyderis“, kad paskatintų visų darbuotojų entuziazmą dalyvauti, ir lanksčiai mobilizuotis, atsižvelgiant į verslo poreikius ir darbuotojų gebėjimus, kad būtų patenkinti išmaniosios automatikos gamybos darnaus vystymosi poreikiai.

Kalbant apie inovacijų sistemą ir gebėjimų stiprinimą, vyriausybė ir įmonės turėtų susivienyti horizontaliai ir vertikaliai, kad sukurtų inovacijų sistemą iš vidaus į išorę. Viena vertus, įmonės turėtų stiprinti inovacijų bendradarbiavimą ir auginimą su darbuotojais, klientais, vartotojais, tiekėjais, partneriais, startuoliais; kita vertus, vyriausybė turėtų sukurti specialią rizikos kapitalo komandą, kuri valdytų inovacijas, tokias kaip inkubatoriai, kūrybiniai centrai, startuolių gamyklos ir kt., ir suteikti šioms institucijoms daugiau mechanizmo laisvės, dinamiško ir lankstaus vidinių ir išorinių išteklių paskirstymo, ir formuoti nuolatinę inovacijų kultūrą ir sistemą.