从传统工厂到智能标杆:智能制造试点示范如何改变企业生产?

从传统工厂到智能标杆:智能制造试点示范如何改变企业生产?

在江南水乡旁的一家机械制造厂里,厂长王建国最近总是笑容满面。曾经,这家有着 30 年历史的工厂,车间里机器轰鸣,工人来回奔波,生产效率却一直上不去,订单交付经常延迟。而现在,车间里多了不少 “新伙伴”—— 自动搬运机器人穿梭往来,智能机床精准作业,大屏幕上实时显示着各项生产数据。这一切的改变,都源于工厂参与了智能制造试点示范项目。那么,智能制造试点示范究竟是如何一步步改变这家传统工厂,又会给其他企业带来哪些启发呢?

王建国的工厂在参与试点示范前,面临着诸多难题。生产计划全靠人工制定,一旦原材料供应出现波动,整个生产进度就会被打乱;产品质量检测主要依赖工人经验,偶尔会出现不合格产品流入市场的情况;车间里的设备维护也不及时,经常因为机器故障导致生产线停工。就在王建国一筹莫展的时候,当地工信部门工作人员上门宣传智能制造试点示范项目,邀请符合条件的企业申报。抱着试试看的心态,王建国提交了申请,没想到竟然成功入选。这让他既兴奋又忐忑,兴奋的是工厂有了转型升级的机会,忐忑的是不知道该从何处着手推进智能制造改造。

  1. 问:企业想要参与智能制造试点示范,需要满足哪些基本条件呢?

答:以王建国的工厂为例,首先得在所属行业内有一定的生产规模和基础,像他们工厂每年能生产上万台机械设备,在当地行业内有一定知名度。其次,企业要有转型升级的意愿和需求,当时他们工厂面临生产效率低、质量不稳定等问题,迫切需要改变。另外,企业还得具备一定的资金和技术基础,毕竟智能制造改造需要购置新设备、引进新技术,前期投入不少,王建国的工厂当时刚回笼了一笔货款,有一定资金支撑,而且厂里还有几个懂机械和计算机的技术人员,为后续改造打下了基础。

  1. 问:企业入选试点示范后,首先会开展哪些工作呢?

答:入选后,王建国的工厂并没有马上就买设备、改生产线,而是先请了专业的智能制造咨询团队来厂里做调研。咨询团队花了半个月时间,走遍了工厂的每个车间,和工人、技术人员、管理人员都进行了深入交流,详细了解生产流程中的每个环节、存在的问题以及企业的需求。之后,咨询团队结合行业内的先进经验和技术,为工厂制定了一份详细的智能制造改造方案,方案里明确了改造的目标、分阶段的任务、需要引进的技术和设备以及预期的效果,比如第一阶段先实现生产数据的实时采集和监控,第二阶段引入自动搬运机器人和智能检测设备等。

  1. 问:在制定改造方案时,会重点考虑哪些因素,确保方案符合企业实际情况呢?

答:咨询团队在制定方案时,首先考虑的是企业的生产特点。王建国的工厂主要生产中小型机械设备,产品种类多、订单批量大小不一,所以方案里没有盲目追求全自动化,而是采用了柔性生产的思路,比如引进的智能机床可以快速切换生产不同型号的零件,满足多品种生产的需求。其次,会考虑企业的成本承受能力,改造方案分了三个阶段,每个阶段的投入都在企业可承受范围内,避免一次性投入过大给企业带来资金压力。另外,还会考虑工人的接受程度和技能水平,方案里安排了相应的培训计划,让工人能逐步掌握新设备、新技术的操作方法,比如专门为老工人开设了智能设备操作培训班,由技术人员手把手教学。

  1. 问:在实施改造方案的过程中,企业遇到的第一个难题通常是什么,又是如何解决的呢?

答:王建国的工厂在实施第一阶段改造,也就是实现生产数据实时采集时,就遇到了难题。厂里的老设备大多没有数据接口,无法直接将生产数据传输到系统中,要是全部更换新设备,成本太高,而且有些老设备还能正常使用,直接淘汰太浪费。后来,技术人员想了个办法,给这些老设备加装了数据采集模块,这些模块就像 “翻译官” 一样,能把老设备运行时的电流、电压、转速等数据转换成系统能识别的格式,再传输到数据平台上。为了确保数据采集的准确性,技术人员还反复调试了好几次,对比了人工记录的数据和系统采集的数据,直到误差控制在允许范围内才罢休。

  1. 问:生产数据实现实时采集和监控后,给企业的生产管理带来了哪些具体的改变呢?

答:变化可大了。以前,生产进度只能靠车间主任每天下班前统计上报,数据滞后不说,还容易出错。现在,大屏幕上实时显示着每条生产线的生产进度、每个零件的加工状态,比如哪台机床正在加工哪个订单的零件、已经加工了多少个、还有多久能完成,管理人员在办公室里就能一目了然。有一次,系统显示一条生产线的零件加工进度比计划慢了 20%,管理人员通过系统查看,发现是因为其中一个刀具磨损导致加工效率下降,马上安排技术人员更换了刀具,及时赶上了生产进度,要是在以前,可能要到下班统计时才会发现问题,就会延误工期。另外,通过分析采集到的生产数据,还能找出生产流程中的瓶颈环节,比如发现某个工序的加工时间比其他工序长很多,就对该工序进行了优化,调整了工艺参数,缩短了加工时间,提高了整条生产线的效率。

  1. 问:引入自动搬运机器人后,对车间的生产流程和工人工作产生了哪些影响呢?

答:引入自动搬运机器人后,车间里的物料运输环节发生了很大变化。以前,车间里有十几个工人专门负责搬运原材料、半成品和成品,每天推着小车在各个车间之间奔波,不仅劳动强度大,而且搬运效率低,还容易出现物料搬运错漏的情况。现在,自动搬运机器人按照预设的路线,能精准地将原材料从仓库运到生产线,将半成品从一个工序运到下一个工序,将成品运到成品仓库,而且 24 小时不间断工作,搬运效率比以前提高了 3 倍多。对于工人来说,以前负责搬运的工人,现在一部分转岗去操作智能检测设备,一部分去做设备的日常维护,工作强度降低了,而且通过培训掌握了新技能,收入也有所增加。不过,刚开始的时候,有些老工人对机器人不太信任,担心机器人会出错,经过一段时间的试运行,看到机器人每次都能准确无误地完成搬运任务,才慢慢放心下来。

  1. 问:智能检测设备的应用,如何提高产品质量,减少不合格产品的出现呢?

答:以前,产品质量检测主要靠工人用卡尺、千分尺等工具手工测量,不仅速度慢,而且受工人经验和情绪的影响,检测结果的准确性和稳定性不高,偶尔会有不合格产品流入市场,给企业带来了不少麻烦。引入智能检测设备后,情况就大不一样了。智能检测设备通过高清摄像头和激光测量技术,能对产品的尺寸、外观、性能等进行全方位、高精度的检测,比如检测一个零件的直径,误差能控制在 0.001 毫米以内,而且检测速度非常快,以前一个工人一天能检测 200 个零件,现在智能检测设备一小时就能检测 500 个。更重要的是,智能检测设备能实时将检测数据上传到系统中,一旦发现不合格产品,系统会立即报警,并自动将不合格产品分拣出来,避免流入下一道工序。有一次,智能检测设备检测出一批零件的某个尺寸超出了标准范围,系统马上通知技术人员查找原因,最后发现是原材料的材质有问题,及时更换了原材料,避免了更大的损失。自从引入智能检测设备后,工厂的产品合格率从以前的 95% 提高到了 99.5% 以上。

  1. 问:在智能制造改造过程中,企业在员工培训方面会做哪些工作,确保员工能适应新的生产模式呢?

答:员工培训是智能制造改造中非常关键的一环。王建国的工厂制定了一套完整的培训计划,分层次、分岗位对员工进行培训。对于管理人员,主要培训智能制造管理理念、数据分析法等内容,让他们学会通过数据分析来优化生产管理决策,比如邀请专家来厂里举办数据驱动生产管理的讲座,组织管理人员去其他先进的智能制造工厂参观学习。对于技术人员,重点培训智能设备的安装、调试、维护以及新技术的应用,比如安排技术人员去设备厂家参加专业培训,让他们掌握智能机床、自动搬运机器人等设备的维修技术,还组织技术人员和咨询团队的专家进行技术交流,解决改造过程中遇到的技术难题。对于一线操作工人,主要培训智能设备的操作方法和安全注意事项,除了开设培训班,还采用了 “师带徒” 的方式,让已经掌握操作技能的工人帮助其他工人尽快上手。为了提高员工的培训积极性,工厂还制定了激励政策,员工通过培训考核后,不仅能获得相应的技能证书,还能得到岗位津贴和奖金。

  1. 问:在培训过程中,员工遇到的最大困难是什么,企业又是如何帮助员工克服的呢?

答:很多老工人在培训过程中遇到的最大困难是对智能设备的操作不适应,尤其是对电脑操作比较陌生。比如厂里有个叫李师傅的老工人,从事机械加工工作快 20 年了,手工操作机床非常熟练,但面对智能机床的操作界面,看着满屏的按钮和数据,一下子就懵了,刚开始培训的时候经常出错,一度产生了放弃的想法。针对这种情况,厂里专门为老工人定制了简化版的操作指南,把复杂的操作步骤分解成一个个简单的动作,配上图片和文字说明,让老工人更容易理解和记忆。而且,技术人员一对一地辅导老工人,李师傅有不懂的地方,随时都能找到技术人员请教,技术人员会耐心地给他讲解,直到他弄懂为止。另外,工厂还在车间里设置了模拟操作区,老工人可以在模拟操作区反复练习,熟悉操作流程,不用担心操作失误会影响实际生产。经过一个多月的培训和练习,李师傅不仅熟练掌握了智能机床的操作方法,还能根据生产数据对加工参数进行简单调整,成了车间里的操作能手。

  1. 问:智能制造改造过程中,企业如何协调新设备、新技术与原有生产体系之间的关系,避免出现生产混乱呢?

答:王建国的工厂采取了 “边改造、边生产” 的方式,分阶段推进改造工作,避免因为改造而影响正常生产。在每个阶段改造前,都会先在小范围内进行试点,比如在第一阶段实现生产数据实时采集时,先选择一条生产线进行试点改造,其他生产线正常生产。在试点过程中,技术人员和工人密切配合,及时发现并解决问题,比如在试点生产线采集数据时,发现某个设备的数据传输不稳定,技术人员很快就找到了原因,是数据线路接触不良,重新连接后问题就解决了。等到试点生产线改造成功,运行稳定,并且员工都掌握了相关技能后,再逐步推广到其他生产线。这样一来,既保证了智能制造改造的顺利推进,又避免了对正常生产造成太大影响,在整个改造期间,工厂的订单交付率不仅没有下降,反而有所提高。

  1. 问:在智能制造改造过程中,企业如何保障数据安全,防止生产数据泄露或被篡改呢?

答:数据安全是企业非常重视的问题。王建国的工厂从多个方面采取了措施保障数据安全。首先,在数据采集和传输环节,采用了加密技术,生产数据从设备传输到数据平台的过程中,会进行加密处理,即使数据被截取,也无法被破解。其次,在数据存储方面,工厂建立了专门的本地数据服务器,并且定期对数据进行备份,备份的数据分别存储在不同的地方,防止因为服务器故障导致数据丢失。同时,还对数据服务器进行了严格的物理防护,设置了专门的机房,配备了门禁系统,只有经过授权的人员才能进入机房。另外,在数据访问权限方面,工厂制定了严格的权限管理规定,不同岗位的员工只能访问与自己工作相关的数据,比如一线工人只能查看自己操作设备的生产数据,管理人员可以查看整个工厂的生产数据,但无法修改关键数据。而且,员工的账号都设置了复杂的密码,并且定期更换,同时开启了登录日志功能,记录每个员工的登录时间、登录地点以及操作内容,一旦发现异常操作,能及时进行处理。

  1. 问:智能制造改造完成后,企业会对改造效果进行评估,评估的主要指标有哪些呢?

答:评估改造效果时,主要看几个关键指标。第一个是生产效率,改造前工厂每条生产线每天能生产 50 台机械设备,改造后提高到了 80 台,生产效率提升了 60%。第二个是产品质量,产品合格率从改造前的 95% 提高到了 99.5% 以上,不合格产品数量大幅减少,降低了企业的返工成本和质量损失。第三个是生产成本,虽然前期投入了不少改造资金,但改造后,原材料浪费减少了,比如以前加工零件时,原材料利用率只有 80% 左右,现在通过智能优化切割方案,原材料利用率提高到了 95% 以上;同时,人工成本也有所下降,以前需要 100 多个工人才能完成的生产任务,现在只需要 60 多个工人就能完成,而且工人的工作强度降低了,企业的整体生产成本比改造前下降了 15% 左右。第四个是订单交付周期,改造前,从接到订单到产品交付平均需要 30 天,改造后缩短到了 18 天,订单交付速度明显加快,提高了客户的满意度,也让企业接到了更多的订单。

  1. 问:如果改造效果没有达到预期,企业会采取哪些措施进行调整和改进呢?

答:在改造过程中,难免会出现一些预期与实际不符的情况。王建国的工厂在第二阶段引入自动搬运机器人后,发现机器人在搬运某些重型零件时,速度比预期慢,而且偶尔会出现定位不准确的情况,影响了生产效率。发现这个问题后,工厂马上组织技术人员和机器人厂家的工程师一起分析原因。经过排查,发现是机器人的负载能力和定位系统参数设置不符合重型零件搬运的需求。找到原因后,他们一方面联系机器人厂家对机器人进行升级改造,提高机器人的负载能力;另一方面,技术人员根据重型零件的搬运特点,重新调整了机器人的定位系统参数。经过一段时间的调试和试运行,机器人搬运重型零件的速度和定位准确性都达到了预期效果。所以,当改造效果未达预期时,企业会及时查找原因,然后针对性地采取调整措施,比如优化设备参数、改进生产工艺、加强员工培训等,确保最终能达到改造目标。

  1. 问:成为智能制造试点示范企业后,对企业的市场竞争力有哪些提升呢?

答:成为试点示范企业后,企业的市场竞争力有了显著提升。首先,生产效率和产品质量的提高,让企业能更快地响应客户需求,提供更高质量的产品,赢得了更多客户的信任。以前,有些客户因为担心交货期和产品质量,不敢把大额订单交给他们,现在这些客户不仅愿意下大额订单,还主动把他们推荐给其他合作伙伴。其次,智能制造的标签也提升了企业的品牌知名度和行业影响力,很多同行业的企业都来他们工厂参观学习,还有一些高校和科研机构主动联系他们,寻求产学研合作,共同研发新技术、新产品。另外,在参加招投标时,作为智能制造试点示范企业,他们也更有优势,很多招标方更倾向于选择具备智能制造能力的企业作为合作伙伴,认为这样的企业更能保证产品质量和交货期。比如去年,他们参加了一个大型工程项目的设备招标,凭借智能制造带来的优势,成功击败了其他几家竞争对手,拿下了价值上千万元的订单。

  1. 问:对于那些想要参与智能制造试点示范但还在犹豫的企业,有什么经验可以分享呢?

答:王建国觉得,首先,企业不要害怕尝试,智能制造改造虽然前期需要投入一定的资金和精力,但带来的回报是长远的,像他们工厂通过改造,生产效率、产品质量都有了大幅提升,成本也降下来了,很快就能收回前期投入。其次,企业在改造前一定要做好充分的调研和规划,不要盲目跟风,要根据自己的生产特点、行业需求和实际能力制定合适的改造方案,最好能请专业的咨询团队帮忙,这样能少走很多弯路。另外,要重视员工培训,员工是智能制造改造的参与者和执行者,只有让员工真正掌握新设备、新技术,才能充分发挥智能制造的优势。还有,在改造过程中要保持耐心,智能制造改造不是一蹴而就的,需要分阶段逐步推进,遇到问题不要退缩,要及时想办法解决。最后,要积极利用政府的扶持政策,很多地方政府为了鼓励企业参与智能制造试点示范,会提供资金补贴、技术支持、政策优惠等,企业可以多关注这些政策,争取获得更多的支持和帮助。

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