智能制造概论

国内现有制造业生产线的升级和改造
——以一次参观为例
孟大德2013212331
一、现存问题
1、参观总结
这次参观是一次因缘际会，和几位本学院老师一起去的，本次参观的是某空调品牌厂商产品生产线上游的一个重庆分厂，这个厂加工的是格力产品中的绝大部分非芯片电路板的零件，包括格力产品的外壳，散热板，风扇等。

在参观过程中，纪录片宣传片里面的整洁亮丽，高效畅通的流水线并没有出现，参观了好几个生产车间，我的直观感觉如下：
1）车间生产工序操作零散分布，没有很合理的流水线将其串接；
2）各个工序之间的传送主要靠人力传送，传送需要很多人力装卸，各个工序间由于散乱分布浪费了大量的装卸时间和人力以及生产空间，这成了高效生产最大阻力；
3）由于自动化程度低，需要很多的低技术含量的人力，但是每个工人总是重复很少的生产工步嘛，很多机器可以完成的步骤让人力来完成；
4）整个生产过程中，合理的生产规划没有很好的体现，生产细节控制主要由人的感官控制为主；
5）在生产过程中，会产生各种污染，例如，冲压车床的运作产生大量的噪声，地上积水油污、电焊火花四溅，等等，都没有有效的防治；
6）在空调金属外壳的切割操作会产生很多的废料，这些废料在切割前没有得到合理的面积最大化规划计算，切割之后也没有及时的处理；
7）生产环境恶劣，对于工人持久健康工作有不利的影响，厂房里面暗黑，空气不流通诸如此类的情况都有存在；
8）……。

2、国内生产线现存问题
管中窥豹，可见一斑。

这家工厂可以说是国内机械制造工厂的一个缩影，由于国家经济转型，人力成本增加，国内千千万万个这样的工厂面临着转型升级。

这家工厂促成这次参观活动，也是想寻求产业升级助力。

通过收集资料，我们可以得到国内机械制造业面临的问题有：
1)成本管理控制较为困难
机械制造企业的技术更新速度越来越快。

原来那种产品技术长期不变的情况已经不能够被市场接受。

而技术更新则会导致成本的增加，占用企业大量的资金。

机械制造的产品定制性很强，基本是按照订单装配、制造、设计、生产；产品的规格繁多，原材料的生产、采购异常复杂，容易造成额外成本的产生；同时为了能够控制产品的品质，也容易导致成本增加。

成本管理涉及到多个环节，而当前机械制造企业的成本控制仅仅只停留在成本核算之上，难以真正有效的降低成本，进而造成浪费，不符合精益生产的思想。

2)生产运营和生产现场方面
部分工作人员的生产理念比较落后，生产运作理念难以适应市场竞争的需求。

主要
表现在：没有完善的生产控制计划，没有ERP的机械制造企业计划的方式；生产计划和采购计划没有能够有效结合，零件成套水平不足；缺乏准确的成本计算，成本控制不足；
人工成本核算通常情况下只能够计算产品成本，难以计算零部件成本；成本费用分摊很粗，部分成本数据的采集仍然是人工归集，数据的准确性不足，成本计算不够准确；多层式的组织机构和一般业务流程不合理，信息分散、不及时、不准确、不共享；制造业产、供、销、人、财、物之间存在大量信息交换，缺乏标准化、规范化、制度化、程式化的管理；制定了一系列的程序文件，执行的效果却因企业和管理者而异；管理工具较为落后；企业还处于手工分散管理或微机单项管理等。

3)盲目生产，导致产品库存和企业资金周转出现问题
机械制造企业是高技术企业，但是国内的制造企业在核心技术方面还严重不足，这就导致了很多企业喜欢盲目跟风制造，没能够生产出自己的特色产品。

还有很多企业在跟风生产的过程中，没有制定出详细合理的生产计划而盲目生产。

盲目生产，会导致一系列的严重后果：所生产的产品在市场上已经饱和，如果盲目生产则有可能导致产品无法销售，进而使得产品库存积压，占用大量的资金，导致企业资金周转不灵。

4)品质管理存在问题
没有建立起健全的品质保证体系，各个检查体系都还需要进一步加强；品质的过程控制能力不足，产生了大量的品质成本；品质的目视管理、预防管理以及事后品质对策等方面还需要进一步的加强。

同时，过程品质控制缺乏，过程损失严重，在产品生产的过程中，受到诸多因素的影响，让产品品质出现波动等。

如果生产过程中保证品质的能力不能继续下去，就应该尽早发现，并进行调查，通过相应的措施来保证品质。

二、先进方案
参照国外先进模式，结合国内生产线的特点，对其发现的对应问题进行改造，这是我们解决问题的基本思想。

在分析了问题之后，我对国际先进的制造业生产线升级解决方案进行了了解，下面将对这些解决方案作出说明。

1、PROFINET
由PROFIBUS国际组织（PROFIBUS International，PI）推出，是新一代基于工业以
太网技术的自动化总线标准。

作为一项战略性的技术创新，PROFINET为自动化通
信领域提供了一个完整的网络解决方案，囊括了诸如实时以太网、运动控制、分布
式自动化、故障安全以及网络安全等当前自动化领域的热点话题，并且，作为跨供
应商的技术，可以完全兼容工业以太网和现有的现场总线（如PROFIBUS）技术，
保护现有投资。

PROFINET是适用于不同需求的完整解决方案，其功能包括8个主
要的模块，依次为实时通信、分布式现场设备、运动控制、分布式自动化、网络安
装、IT标准和信息安全、故障安全和过程自动化。

2、Sinasave
Sinasave是西门子公司的一款软件，通过这款软件，可以对传统电机的能耗进行分
析，通过分析，可以得到采用高效节能驱动的投资回收期，从而实现最优方案的解
决。

3、Sirius
Sirius是西门子的一款计算电机不同时间不同工作条件下的功耗问题的方案的软件。

这款软件将所有收集到的某款电机的数据集中到中央计算机进行统计和数据分析，
最后得到最优方案的解决。

4、ERP
ERP是一套很成熟的企业管理系统，将这一系统运用在企业生产管理，把完整的流
水线的管理和ERP系统结合起来，将会很好的搭配各个生产关系，供求关系，实现
精益生产和利润产出最大化。

三、现有规模生产线的升级改造
针对上述的一类粗放工厂进行改造，考虑到转型期所需的巨大成本，所以生产改造只能一步一步地进行，只有通过逐步的控制成本的改造，才能在控制成本的同时平稳过渡到理想的智能工厂。

我将会就升级改造的其中几个方面提出自己的改造设想。

1、生产线布局上述工厂的生产工序过于离散，甚至是散乱，于此，对于生产线的再布
局成了当务之急。

改造过程中，首先应当把生产工序的结构梳理清楚(并联结构还是
串联结构等等），然后将其合理布局出来，一条出色的生产线应当是及其高效且具
最高产出的。

然后，将生产工序连接起来。

设计过程中，应当注意到尽量减少人工
搬运小车的使用的原则，将各生产工序按序用传送带连接，就可以解决很多问题:人
力成本，搬运时间成本，散乱布局，等等；
2、生产集成化程度的提高在升级改造过程中，应当注意到以人力为主的分布式生产
已经一去不复返，即将取而代之的是集成化程度比较高的生产系统，在生产线改造
中，注重生产线的相互关联即整体化，将上述的PROFINET系统运用到整个生产系
统中，结合ERP思想，将生产控制到时刻都能把握的程度。

但是在实现系统化集成
化的之前，应当实现自动化，对于独立的生产车床，我们可以对其进行改造，给其
加入合理的监控硬件，同时把车床的控制系统的控制权交给中央计算机，中央计算
机通过监控软件收集到的数据，对车床进行控制。

另外，对于改造难度大的工序集
合，短期内可以将其改造为具有特色的独立制造岛为踏板，最后再将其更换为更智
能更符合要求的设备。

3、生产废料对于工业生产，废料的产生是存在的，但是这些可以通过系统改造来解
决。

通过各类传感器和计算系统的大量使用，我们可以得到最理想的生产方案。

4、污染解决污染问题是重中之重，在上述的参观过程中，我们遇到的污染有声音污
染嘛，空气污染，废水，化学废液等。

在生产过程中，对车床添加防护罩，对化学
污染的排放端添加传感器从而对其进行监控，从而通过中央系统实现污染零排放等
等。

5、生产环境的改善一个人性化的健康具有强劲生产力的车间应当是分布合理，整洁
卫生的，对于车间环境的改造也成了重中之重。

四、心得体会
这次参观让我看到了不一样的生产车间，让整洁亮丽宽阔有序的宣传片以残酷现实的姿态展现在我眼前，也让我对耳闻目睹的严峻的我国制造业困境和现状有了切身的体会。

也是这次活动，让我进一步发现自己的专业和制造业如此之近。

学习了智能制造和ERP课程之后，我尽力将自己所学用在机械制造生产线升级改造中，尽管上述只是设想，但是能够将如果能够按照这样的设想去从细节上完善，让自己的所学能够使用在铺天盖地的产业升级中去，那也是很不错的。

这次参观由于时间和权限有限，我对这家工厂的认识也比较有限（限于感性认识，比较片面），希望随着学习的不断深入和对这些生产线的认识不断加深，我能继续完善这份改造方案。