一條流水線上，幾臺(tái)依次排列的機(jī)器有序運(yùn)轉(zhuǎn)，“吐”出一條條包裝帶，隨后機(jī)械手精確抓取，進(jìn)行打包、碼垛。而工人，只需坐在舒服的空調(diào)房中，緊盯屏幕，一旦出現(xiàn)紅色預(yù)警，馬上通知技術(shù)人員處理。
這樣的“數(shù)字工廠”場景出現(xiàn)在了首屆中國（廣東）互聯(lián)網(wǎng)+博覽會(huì)上，而帶來這一概念的是來自佛山南海新興利合成纖維有限公司。事實(shí)上，此次參展，新興利帶來的不僅僅是一幅“數(shù)字工廠”的圖景，其總經(jīng)理謝志江稱今年底新興利將全面建成“數(shù)字工廠”，屆時(shí)整個(gè)車間只需一個(gè)工人監(jiān)控，真正做到流程的智能化。
從工業(yè)1.0到工業(yè)4.0
對(duì)于謝志江來說，如今新興利生產(chǎn)車間更像是一個(gè)無人化“數(shù)字工廠”的試驗(yàn)品。
走進(jìn)這個(gè)生產(chǎn)打包帶的車間，既有高速運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器，也有忙碌的熟手工人，順著扶梯而上，還有一間寬敞明亮的機(jī)房，里面整齊擺放了各類控制機(jī)器。“目前我們的流程智能化改造還未最終完成，前端已實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，而終端的包裝、碼垛還需要人工操作。”謝志江稱。
的確，沿著生產(chǎn)線終端一路走去，越到前端，無人化“數(shù)字工廠”雛形漸現(xiàn)。根據(jù)謝志江的介紹，目前整個(gè)工廠可以分成四個(gè)區(qū)域，不同的區(qū)域代表了不同的智能化程度。
終端靠人工進(jìn)行包裝和碼垛的環(huán)節(jié)仍屬于勞動(dòng)密集型，屬于1.0生產(chǎn)，目前每班仍需要20個(gè)工人進(jìn)行操作，工廠實(shí)施三班倒，則共需要聘請(qǐng)60名工人。但即使最后環(huán)節(jié)依賴人工生產(chǎn)，謝志江還是為每一個(gè)小流程引入了電腦，“這種電腦屬于單機(jī)電腦，只能控制附近的一小塊區(qū)域，數(shù)據(jù)也需要手工進(jìn)行錄入，但至少可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。”謝志江把電腦的引入稱為2.0生產(chǎn)時(shí)代。
再往前走，可以發(fā)現(xiàn)新興利在三條生產(chǎn)線旁各設(shè)置了一臺(tái)觸摸屏，三名工人正分別盯著屏幕，這是工廠的3.0生產(chǎn)時(shí)代，工人數(shù)量銳減為3名，三班倒也僅需9名工人。在觸摸屏上有報(bào)警、參數(shù)設(shè)置等眾多模塊供操作，每臺(tái)電腦觸摸屏控制一條生產(chǎn)線，一旦出現(xiàn)異常，工人將馬上進(jìn)行處理。在這里，監(jiān)控的工人被稱為“線長”，相比起終端工人的忙碌，線長的工作要舒服的多。甚至為了防止線長因工作強(qiáng)度小而長時(shí)間看手機(jī)，新興利還在每臺(tái)電腦上設(shè)置了一個(gè)放手機(jī)的玻璃箱，以督促線長集中注意力工作。
及至來到車間二層的明亮空調(diào)房中控室內(nèi)，一臺(tái)工業(yè)用電腦“工控機(jī)”，控制和處理所有生產(chǎn)線數(shù)據(jù)，大大的液晶顯示屏上同時(shí)顯示了三條生產(chǎn)線的運(yùn)作情況，點(diǎn)擊相關(guān)模塊，還可以看到由生產(chǎn)數(shù)據(jù)生成的曲線圖。這里就是“數(shù)字工廠”的高度集成“大腦”，負(fù)責(zé)指揮整個(gè)工廠生產(chǎn)的中控室，這被謝志江稱為工廠4.0時(shí)代。他認(rèn)為，“數(shù)字工廠”就是數(shù)據(jù)的集成，需要把每一個(gè)信息孤島打通，而控制端僅需一部機(jī)器即可做到工廠生產(chǎn)信息的互聯(lián)互通。
自然，從工業(yè)1.0到工業(yè)4.0，并非一蹴而就，“我們也在逐步試驗(yàn)，逐步打通，希望先以自己為例，建成一個(gè)示范性的數(shù)字工廠。”謝志江說。
自主研發(fā)數(shù)字工廠“大腦”
流程的智能化改造只是“數(shù)字工廠”的一部分試驗(yàn)，謝志江的“野心”遠(yuǎn)不止于此。
在智能化生產(chǎn)中，ERP系統(tǒng)和MES系統(tǒng)已成標(biāo)配，但如何把它們與實(shí)際生產(chǎn)打通？不少制造企業(yè)都遇到了這樣的問題。謝志江說他的一個(gè)客戶曾向他抱怨，在生產(chǎn)線上引入了美國最好的打碼機(jī)，但在實(shí)際操作中，因?yàn)闊o法與ERP\MES系統(tǒng)打通，打碼機(jī)只能靠人輸入指令。而新興利研發(fā)的核心控制器正好解決了這個(gè)問題。
和一般工廠試水“數(shù)字工廠”不一樣，謝志江說新興利不僅要做硬件，也要做軟件。核心控制器正是這一關(guān)鍵部件，它能打通生產(chǎn)線上的機(jī)器，同時(shí)將數(shù)據(jù)傳送至ERP\MES系統(tǒng)。“簡單來說，這個(gè)核心控制器就像一個(gè)接駁口。”謝志江稱。
在“數(shù)字工廠”中，需要監(jiān)測的數(shù)據(jù)，將通過數(shù)字式傳感器抓取，傳送至電氣技術(shù)層面的PLC，再通過MES傳送至車間唯一的大腦工控機(jī)處理上，隨后由雙保護(hù)光纖將數(shù)據(jù)雙向傳送至云服務(wù)器，與ERP數(shù)據(jù)進(jìn)行連接交換。謝志江稱通過這樣的流程即可打通生產(chǎn)領(lǐng)域與后勤運(yùn)營、外部訂單需求的數(shù)據(jù)孤島。其中，核心控制器就像一個(gè)“大腦”，在數(shù)據(jù)流通中進(jìn)行命令的下達(dá)、步驟的控制。
“這套系統(tǒng)完全是我們自主研發(fā)的。”謝志江說，曾有外國企業(yè)來參觀，看到屏幕上的系統(tǒng)問謝志江是否有英文版，謝志江稱仍未翻譯，“當(dāng)時(shí)他們一點(diǎn)都不相信，認(rèn)為我們無法研發(fā)出這樣的系統(tǒng)，應(yīng)該是從國外買來的。”謝志江回憶起這個(gè)場景，頗為自豪。
有了核心控制器，謝志江在打造“數(shù)字工廠”時(shí)受到不少合作伙伴的青睞。此前，新興利為了配合數(shù)字工廠的規(guī)劃，開始研發(fā)門禁系統(tǒng)。在與相關(guān)門禁廠家商談時(shí)，“數(shù)字工廠”這一概念受到了廠家的認(rèn)可。
“原本他們一套門禁系統(tǒng)要70萬—80萬，但現(xiàn)在許諾以成本價(jià)幫我們研發(fā)。”謝志江說，工業(yè)4.0的相關(guān)領(lǐng)域廠家看中的就是“數(shù)字工廠”的示范作用和已設(shè)計(jì)好的整廠信息化系統(tǒng)，“他們以前的門禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是通過電子技術(shù)層面外掛電路板處理，從未試過與數(shù)字級(jí)工控機(jī)和軟件系統(tǒng)智能化系統(tǒng)連接處理，如今駁入我們的工廠信息化系統(tǒng)，直接顛覆了傳統(tǒng)門禁系統(tǒng)的思維，關(guān)鍵設(shè)備人機(jī)交互、身份識(shí)別、員工操作追溯，將全部實(shí)現(xiàn)一卡通。
謝志江說類似的工業(yè)4.0領(lǐng)域的配套廠家，原來苦于培育用戶，沒有典型應(yīng)用客戶，看到新興利的無人化數(shù)字工廠前景，都會(huì)投入大量研發(fā)資金與技術(shù)人才與其開展合作。
為上下游廠家提供智能化改造
如今，新興利的業(yè)務(wù)已經(jīng)被分成兩塊，一塊是傳統(tǒng)的打包帶業(yè)務(wù)，另一塊則是數(shù)字工廠的打造。部門成立僅半年，如今新興利已經(jīng)有80人專注于數(shù)字工廠的業(yè)務(wù)。謝志江稱，目前新興利已專門注冊(cè)了“NO.數(shù)字工廠”公司，注冊(cè)資金達(dá)1000萬，有多家風(fēng)投均表示了投資的興趣，謝志江表示未來或?qū)?ldquo;NO.數(shù)字工廠”改為股份制公司。
謝志江認(rèn)為，中國的工廠，使用數(shù)字化軟件技術(shù)，結(jié)合精益生產(chǎn)管理技術(shù)、機(jī)械硬件、電氣技術(shù)，可以探索出一種具有中國特色的新一代生產(chǎn)方式。
而在自我試驗(yàn)的同時(shí)，謝志江還是希望能為上下游企業(yè)提供流程再造。新興利的客戶多為陶瓷、膠合板、造紙等流程行業(yè)，不比大企業(yè)在智能化改造上的“一擲千金”，中小企業(yè)對(duì)智能化改造則抱著一種試探心態(tài)。“我們就是想讓中小企業(yè)看到，我們這樣一個(gè)塑料企業(yè)都可以做成數(shù)字工廠，為什么他們不可以呢？”謝志江說。
在問及改造費(fèi)用時(shí)，謝志江表示每個(gè)行業(yè)每個(gè)工廠都具有特殊性，但從投資回報(bào)率來看，“以正常計(jì)算不會(huì)超過四年，事實(shí)上一般兩年即可以回本。”謝志江說，工廠進(jìn)行智能化改造不僅能帶來人力成本的節(jié)省和效率的提高，最重要的是可以對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化。以新興利為例，“通過數(shù)據(jù)的分析，至少三個(gè)月可進(jìn)行一次工藝優(yōu)化，每次能提高20%—30%的效率。”謝志江說。
現(xiàn)在，新興利的“數(shù)字工廠”每星期都有4-5個(gè)企業(yè)前來參觀。而這次參展“互聯(lián)網(wǎng)+”博覽會(huì)，也是“數(shù)字工廠”首次在公眾面前亮相。對(duì)于謝志江而言，打造一個(gè)示范性的“數(shù)字工廠”一直是他努力的目標(biāo)，“我們希望通過這個(gè)平臺(tái)，能和更多企業(yè)合作，為更多有需要的工廠進(jìn)行流程改造和提升。”
