实录|博世互联工业生态系统工业4.0项目总监任晓霞

电器微刊

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大家上午好,尊敬的主编以及各位嘉宾和媒体朋友大家下午好,今天非常容幸作为互联工业4.0负责人第一次来参加家电这场盛宴,其实很多的家电企业我去过现场,南京、安徽、珠海很多的家电企业我们都已经实际走到过现场,也提出过一些改进的建议,今天希望能够有这样一个机会能够分享一些实践和对外的项目,时间的关系其实我本来准备了很多的内容和大家分享,时间关系我更注重后面的案例,更多的东西在会后探讨。

实录|博世互联工业生态系统工业4.0项目总监任晓霞

互联网的发展,在生活工作中发生的变化,我们的硬件、CPU、网络大家发现我们生活发生了很大的变化,这就为我们在制造领域发生一场变革提供了条件,再看制造业其实说在IoT大家已经体会到,很明显参加会议的时候,大家不会带一个商机(音)来了,会带手机拍一些图片,我们的生活已经被IoT领先起来了,工业面临很大的挑战,不管是对质量、成本、服务将来我们说又发生了一些新的问题,比如说如何降低对人工的依赖。想象一下我们的下一代,当他们去选择工作的时候,是否还愿意走到一线现场做一些普通的活,这样就为劳动密集型的,或者说人工体力劳动的这样一些行业提出了新的挑战,所以这个时候我们想能不能借助物联网在生活中的发展,看看我们工业是不是也有可能发展,所以提出了工业4.0。

我们从提出中国制造2025到现在大家的认识发生了很大的变化,2015年在我给一些客户和嘉宾做介绍的时候,当大家看到视频还有人在讲好像我们看到无数工厂还有很多的人,不是所谓的无人工厂,这到底是智能吗?但是很信息的是现在关注点慢慢到工业4.0上,如果说3.0是物料的自由流动,到4.0是信息的自由流动,或者说数字的自由流动,这个才是真正的智能制造。

那么对于博世来说,大家非常熟悉的是我们的家电、我们的消费者,其实博世有四大行业,汽车、能源技术、工业、依托于我们的经营领域,再看到现在物联网发展的这样一个必然趋势,博世也提出了新的发展战略,我们希望我们的四大领域将来都能变成互联式的以服务为主互联为主的四大经济领域,这也是博世现在正在打造的物流新板块,博世从业工业4.0也比较早,在2013年工业4.0第一次提出来,博世就加入了工业4.0的平台,并一起撰写了工业4.0的报告。2014年是首家加入美国工业互联网联盟的欧洲公司,2015年我们和国务院发展研究中心领到一个课题如何兑现德国工业4.0对中国制造业进行转型升级,这个里面对某一个行业也进行了深耕,我们走到了汽车行业、家电行业、电子行业、能源行业,应该说,这些行业现状是什么?将来发展的愿景是什么?怎么实现?我们已经提了很多的意见。现在这个报告已经出版大家现在可以去看。

那么,对于博世自身来讲,我们也在针对工业4.0发展过程中提出我们自己的战略,我们叫双重战略,首先看战略的右半部分,自身就是工业4.0的运用者或实践者,因为博世全球有270多家工厂,我们自身也面临着升级改造这样一些迫切的需求,那么再看左边,我们联合了内部各种的资源和能力,像传感器自动化技术,物流生产各个部门一起打造了一个工业4.0的服务联盟,所以说我们也是工业4.0的一个提供者,我们也对外界合作伙伴,我们的客户也提供工业4.0的服务和解决方案。

我们也相信其实在服务的过程当中,来自于客户新的需求,也会鞭策我们对新的技术、新场景不断的实践来实现一步一步的持续改善。那么首先我会介绍一下博世作为一个实践者来说,我们是怎么样来做的,因为大家知道万事起头难,当建立工厂的时候,有很多客户在那说,在以前建工厂很熟悉说找设计院,一起来出图纸来看怎么来建,现在让人有点疑惑说我们好像要做一个智能工厂,智能工厂要做什么对制造商也摸不清头脑,设计院也说我也不知道给你留什么,数据从哪里取?这个时候我们说大家也不要急,任何一场变革、演变也是逐渐发展的过程,因此对于博世自身来讲,我们也是有这样一个发展实施的路径。简单讲,就是从点到线到面。

”点“就是指的”痛点“,刚才说到了我们做智能制造和改造的时候,首先要知道我们为什么做这件事情,做这件事情要解决什么问题?把我们的痛点逐渐的改善过程当中,逐渐我们把上游下游能逐渐的连接起来,我们说形成了线,最后是一个面,因为所有的公司最终是在一个生态系统中,我们的上游的上游,下游的下游是在大的生态和国际环境中,除了价值的互联,最后怎么样能把整个生态系统进行互联,这个应该说要去实现的愿景。

从痛点上我带来了博世内部的一个小实践,这个在博世无锡工厂加工的一个案例,那么这个案例是在机床上做枪钻加工中的一个痛点,因为我们在做机加工的时候,我们的产品有一步就是要做深孔钻,最容易发生的问题就是钻头断裂,维护不当或者说机床加工就会产生断刀,发生这个问题就得靠老师傅的耳朵,他听听声音是不是正常,一不小心又断了,调调对刀仪,我们说这个过程既耗时又浪费,浪费了很多不必要磨损的新刀,同时又有很多的废品,能不能去改善?我们有互联网能不能去打开这个神秘的黑匣子?于是我们做了样一个实践,总体来说分三步走,第一步收集和记录所有的数据,刀具有刀具的数据,刀具和模具有对刀生产的数据,还有主轴的一些数据要做。

第一步,先把数据收集起来,因为没有做之前你也不知道到底该做什么,第二个做什么?

第二个,就要看信息世界或者虚拟世界这些数据和现实世界联系在哪里,当我发生断刀我来看这些数据有没有什么规律,是不是可以建立一些模型,这个就是我们所做的第二步,随着时代逐渐的去重复发生慢慢就可以建立这样的案例,看到我们的数据到底说明了当时的什么状态发生了什么问题。

第三步我们可以做诊断和预测,比如说刀具再断,打开信息中断,系统告诉我们说这把刀断裂发生在哪一个问题上不需要再找其他的信息源从这个问题入口就能够解决,这样大大提升找故障时间,这样也降低了不必要的库存,这样就是说在痛点上所发生数据的挖掘所带来的这样一个案例。

这是一个线的案例,也是在长沙工厂,其实博世在全球工厂都有价值流的分析,对于价值链来说,除了以往的物料流信息流还有一个数字流,我们看这些数字从哪地方取出哪一个地方拿出来是怎么样一个格式,这些数据到哪里去给哪些地方做提示,所以长沙设计这些的时候就把信息化数字化全部应用到这个线中,对比老的线大家可以看到老的前就在它的对面OEE生产效率提升非常多,操作的员工减少很多,这些人可以放到更有价值的工作中去实现价值。最后的尝试是国际生产网络和生态圈这样一个案例,因为博世所有的事业部是全球互联的,既然在全球互联中,我们是不是也可以找到一些实践,因此我们在ESP当中能够做到这样一个实践,对于整个全球的事业部做了很多的标准化的作业,这边大家看到我们统一化的一些数据和报表,借助这些数据和报表能看到同样的产品和设备生产当中为什么有差异性?这里面一定会有原因存在的,借助于这样的对比我们找到实践,对比其他的发生了什么,再把这些对比实践推广,帮助整个事业部在全球的范围内得到提升,这个就是在全球生态网络这样一个实践。那么到这里就是我们说的博世作为实践者的一些案例,接下来跟大家分享一下,我们作为工业4.0供应商,我们提供哪些服务,以及后面会有一个小的案例,可能会在家电的生产线上得到应用,首先对于博世来说,我们所提供的服务有软件的架构、物流制造设计和实施,设备方面的一些管理像TPO智能维护等还有服务咨询,整个的解决方案是涵盖整个价值链,时间的关系就不一一讲了。在规划工业4.0工厂也好,因为很多人分享一些经验因为我们也提供了一些咨询,首先把经验全局规划分布实施尤其对新的生产线,我们一定要想到将来是一个数字化的工厂智能化的工厂,我们需要很多的数据来建模提供很多的决策,实现是分布实现的,设计的时候需要考虑我们需要的这些数据,并且为它留好接口避免后期二次改造的成本,这会非常昂贵,有限性会限制后期的改造,整个过程中不像以往的项目组负责设计,以往可能由工艺部做这样的一些规划,但是现在我们有了智能制造,我们发现整个规划会变成网状的结构,这个过程中我们有很多的工作包,这个工作包是需要同时作业,并且互相去影响。

当我们定义好一些愿景目标和现状之后,传统的我们说不管是工艺也好生产规划也好,大家可以想像我们在做这些的时候,无论是自动化还是IT规划,又反过来影响这些变化,由于自动化的方案,我们看工艺方面能不能再去改一些方便后续的智能改造,以及现场布局能不能发生一些变化,这个就是在规划过程当中,需要工厂各个部门联合作业,才能有真正全局的规划,我们在帮客户做这样规划的过程当中,我们提供的也是各个方面的专家和引领每一个工作包分开执行,也会有协调人员协调整个项目组一起来作业。

后面是一个小的案例,生产现场在我走访家电行业,其实国内很多行业会发现从老的场景向新的智能制造转型的过程当中,首先面临的第一间事情是如何把现场透明化,如何提供设备综合利用率,因为生产的现场永远都是设备是最贵的,但是将来大家会发现数据是最贵的,在这个过程中如果要提升现场设备的效率,我们要做一些什么?我们要改造什么?第一先做透明化,我们先看它到底是什么样的,发生了什么,只有我看见了才能去改造,所以就带来了可视化的案例,这边是刚才看到的现场,大家发现现场永远一副特别忙的样子,不管是人工操作还是全自动化,反正看到的都是特别忙,过了一天或者一个月拿到报表会发现说,好像每一台设备都很忙碌,但是好像距离我的目标还有差距,那么发生了什么?这边对于我们来说还是一个黑匣子,打开这个黑匣子是低于我的预期,所以在这个时间不管是旧的生产线还是新的生产线,尤其是老的生产线,我们可以通过物联网的意见来把它进行这样一个互联,这个就是在我们可视化的套间中提供了这么一个界面,当互联了之后时时能够看到,这一条生产线每一分每一秒物料是什么样的,当发生拥堵的时候,源头在哪里?前端也有可能是后端,它会帮我们追诉,有一个历史页面去追诉过去的时间到底发生了什么,在哪里发生了拥堵的情况是什么原因?到底是设备的原因还是物料的原因以及提供各种各样的报表,这个是界面到底什么时候发生了怎么样的故障,OEE是什么情况,效益亏损是由什么造成的,每一个小时产出是什么样的,从当中找到瓶颈是什么。我们想做深度分析,说这一条生产线中有的时候是设备的问题,到底发生了什么问题?我们取设备的一些数据和外装的传感器,这也是非常老的设备来做的实践,这个是做工具行业的,这里面车床做一个加工,工作非常的简单车外圆,非常简单的工艺。

当我们有了数据之后,通过分析中间发生的故障和问题就能建立起这样的联系,当我们把数据分析之后形成一个数据流,经过分析之后,我们把数据流慢慢和工作流结合起来,这个就是做四个产品,这是做第一刀切外圆,这样就在我们的虚拟世界中看到了我们设备运行的情况,我们还可以去做差异的分析,看看在整个数据的过程中有哪些的地方,哪些的时间当时偏离了主线,这些偏离就是生产过程中设备发生了故障和问题,到底当时设备商有什么问题,怎么样不停的去改善设备?再往下我们可以做预制性的维护,我的数据没有偏差很远有一些偏差告诉我们说这个设备做一些维护了,而不是等到大家说已经有废品产品了,这个就是在设备方面的可视化和数据的分析。

我们说这个深度分析在现场,除了设备还有人,那么人的操作也是现场非常重要的一个因素,它和我们的效率快慢有关系,它和我们的质量有关系,好的操作工做得越快越好,这里面应用上博世的智能手套,这个也是在去年获得科技部奖项,这个智能手套的作用就是整个手套上布满了传感器,当现场的员工戴上手套之后,手套就会记录下来生产过程中的每一个动作,以及每一个动作都能记录下来,首先可以展示更多3D的图形,第二个可以生产的节拍,同样的动作最快最慢平均的有多少,这个做节拍设计的时候就能提供很多的分析。第三个自动的根据上面标准的动作时间做对比,给我们直观的显示说,当前的操作是不是符合标准的,另外还会有一些增值的显示,比如说发现好像时间越来越长了,员工有一定的疲劳度需要做一些休息,以及发现有一些员工真的非常忙动作很多,这个时候我们要写动作的拆借是不是能做一些调整,有了数据我们能做的东西就非常多了,当然大家看到的结果觉得非常的新颖,好像真的能做很多事情,其实要达到这个效果,我们看到需要记录很多的数据,这些数据在自身博世已经有运用,所以说已经建立了一些模型,所以对于同样的一些功能,当戴上手套就会显示的一些结果,对于一些新发生的问题,我们也会帮客户分析,到底这些异常是什么样情况,以及如何去改善,最后我们可以看到当把可视化整个套件从现场到设备到人工的操作,可以看到整个一套可视化的套间,最终帮我们实现了成本的减低,还有废品率的降低,以及帮我们提高生产的效率,并且很重要的加入了很多的互联网,像传感器直接穿上去就可以实现所有可视化的报表和图,尤其是一些老旧的生产线可能发现数据非常实用,并且它是非常低成本的解决方案,让我们中小企业也用得起,也能帮他们在实践中做一些改善。

时间的关系,我今天的分享就到这里,有什么大家感兴趣的话题可以会后做这样的分享,也希望博世互联工业能够帮助我们中国企业,我们在座的同仁们一起从现在的状态向智能制造向我们未来迈进,谢谢大家。


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