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台达智能制造事业部营销总监杨应龙
智能制造如燎原之火正在进行！
广义而论，智能制造有一个宏大的概念，是先进制造技术与新一代信息技术深度融合，贯穿于产品设计、制造、服务全生命周期的各个环节，以及相应系统的优化集成。未来，无论是应对质量、能效、安全的挑战，还是满足大规模个性化定制的需求控制工程网版权所有，都需要建立在智能制造的基础上。
那究竟要如何建设智能工厂呢？这并非有统一的标准答案。当前，在众多企业的探索下，数字化工厂、无人工厂、黑灯工厂等概念不一而足。同时也涌现出更多的新技术，工业物联网、数字孪生、人工智能等。这些不断发展更迭的新概念、新技术都为工厂的智能化带来了帮助，但同时也让用户无所适从，不知道从何处着手。
不过，从已经初步建成的智能工厂借鉴经验，或许能找到适合自己的答案。台达，正是这样一家已经在智能制造方向上探索数年，并在自身工厂中不断亲身实践的企业。近日，CONTROL ENGINEERING China专访了台达智能制造事业部营销总监杨应龙先生，就这几年来台达智能工厂建设的成果和经验进行了深入交流，为破解智能工厂建设难题提供“台达经验”。
智能制造成为台达的DNA
台达是世界级的工业自动化品牌，自身制造变频器、伺服、PLC、人机界面、工业机器人以及多种软件等自动化产品，还是知名的电源及元器件生产厂商。目前在全球有8万多名员工，20多个生产基地，是电子制造领域的重要厂商。
“由于人口红利消失，出现招工难，用工荒，再加上新一轮工业革命来袭，全球产业竞争格局也发生重大调整，为此台达在2016年就启动了智能制造DSM (Delta Smart Manufacturing) 计划，从台达吴江及东莞工厂开始，智能设备、智能产线层层展开，再到智能生产、智能物流等，在2018年初步形成了智能工厂的雏形。”杨应龙介绍说。
对于智能化升级后的效果，杨应龙以吴江工厂的可编程控制器（PLC）产线为例，完成全面智能化后，产量提升约70%，同时减少约35%的生产使用面积，更将直接人力人均产值提升3至5倍。而更为重要的是，产线的柔性制造能力大大提高。比如这条PLC产线的工单类型总共有200多种，每天需要换线7种以上，而每次换线时间不会超过10分钟，产线会根据不同工单自动调整设备、更换卡具等，部分产品甚至实现了少批量多品种的混线生产。台达吴江工厂也因为智能化的成功升级而成功入选了“2020年度中国标杆智能工厂百强榜”。
在今年3月30日，台达的“起家厂”桃园一厂完成了产线升级。台达通过与远传、微软及PTC等公司合作，运用5G、工业云以及AR/ VR/ MR等技术，成功打造了变频器智能生产线。该产线共有203个机种，生产模式复杂，每日换线次数多达10次以上，过去造成产线人员非常大的负荷。智能化升级后，所有问题都迎刃而解，除了单线每月产能显著提高，人均产值提升了69%，单位面积产值提升了75%。
“桃园一厂智能产线的成功，开启了台达智造的新篇章，现在，智能制造已是台达的DNA，将大大加速台达全球近20个厂区的智造升级与转型。”杨应龙对此充满信心。
智能工厂成功关键：六大步骤与四大架构
现在看来，台达的智能制造DSM计划无疑是成功的。杨应龙认为CONTROL ENGINEERING China版权所有，这一方面得益于台达自身就是全球自动化设备大厂，具有已臻成熟的技术和产品可以内部优先实践，而更重要的一方面是，台达以长期耕耘工业自动化的丰富经验，在智能制造实践历程中，探索出了实施智能工厂的通用理论，那就是智能工厂的六大步骤与四大架构。
“所谓的六大步骤，指的是在智能工厂建设时，要遵循简单化/合理化、标准化、模块化、数字化、虚拟化和自动化这六步，这是一个循序渐进的过程，只有做好了上一步的情况下才能做下一步。”杨应龙解释道。
简单化/合理化是智能制造的一切基础。在产品设计之初，就要避免过度复杂，要考虑以适合自动化设备来生产。在产线工艺流程设计时，也要考虑换线是否容易，是否简单合理。
标准化是指在智能化的改造之初，要优先对产线的制程和产品进行群组化和标准化分类，而且产品要尽可能选用标准的零组件。
模块化是指要将产线上的非标设备拆成一个个标准化的模组，再由这些模组来组建不同的生产工艺流程，要确保所有设备功能都能被重复应用，避免过度开发。
数字化是需要将产品的参数、生产设备的参数进行数字化，并通过数据采集设备把这些数据采集上来CONTROL ENGINEERING China版权所有，为后面的可视化管理和数据智能分析做准备。
虚拟化是指在产品设计和生产过程中融入数字孪生的概念，以虚实整合与建模的方式，仿真出最佳的产品规格与生产参数，不但减少错误的设计、降低对硬件环境的依赖与建构成本，同时也为系统间的数据交握打下基础，达到自动化导入与制程持续优化的目的。
这里的自动化并不是传统的机器换人的自动化，而是产线设备能够根据生产产品的参数进行自我监控、自我控制、自我调整、自我换线、自我维护和自我预防等功能。
除了这六个步骤，杨应龙表示，智能工厂的另一成功关键在于智能设备、智能组装、智能物流与智能分析4大架构的整合。
比如在台达桃园工厂，台达导入RTM设备 (Rapid Transformable Machine)，产线可根据工艺流程需求机动更换功能模块，达到一机满足插件、锁螺丝等多重应用。同时也在产线导入虚拟现实（VR）与混合现实技术（MR），可模拟设备实际操作环境，节省实体训练资源与成本，此外CONTROL ENGINEERING China版权所有，系统可动态指引人员设备保养与校正步骤，在设备异常时，专家可实时通过远程联机排除故障，大幅降低停机时间。另一方面，运用MR来实现智能组装，指引上料、夹具安装以及组装步骤，运用MR、虚拟眼镜、AGV小车等实现工厂里的物流智能化。
“智造转型的最后一公里是智能分析”，杨应龙进一步说道，“在生产过程中被判定不良的在制品，以AI搭配机器深度学习，取代人眼进行二次复判，可达到近100%的不良筛出率”。此外CONTROL ENGINEERING China版权所有，通过设备联网与机器视觉收集到的各种生产信息以及影像、图片等数据，可投入不同性质的智能分析，再将分析结果回溯到制程、拟定改善策略，提高产线制程平衡率并达到制程的持续优化。
为智能工厂建设贡献“台达经验”
作为工业自动化厂商，台达的产品一直以来在众多机械设备上有广泛应用，而近几年来，台达还整合自动化设备、机台连网、系统软件及大数据分析等，提供自动化、可视化和智能化方案。如今，经过几年成功的自身工厂智能制造实践之后，台达开始将这些宝贵的“台达经验”对外输出。
“我们也掉过很多坑，走过很多弯路，所以我们希望能把这些经验分享给业界的用户，从智能制造顾问服务开始，然后到设备研发、设备联网，到整个产线整个工厂的智能化，我们甚至可以提供精益生产的咨询顾问服务，这也是台达工厂做得很好的地方。”杨应龙由衷地说。
事实上，台达从2019年9月提出智能制造服务后，已经陆续承接了一些智能工厂落地项目，包括和国内一大型家电生产企业的智能制造顾问服务，而且目前台达已经为此专门成立了庞大的智能制造团队。
“不少人的工作都开始与智能制造接轨。杨应龙介绍说，他原来的工作是负责台达工厂的智能制造项目推进，现在则是智能制造事业部的营销总监。“在台达，智能制造团队已经达到1300多人，包括设备的设计工程师、软件开发工程师以及客户服务工程师等，这些人员一方面为台达全球工厂提供服务，一方面也对外提供定制服务。”
在谈到台达做智能制造服务的优势时，杨应龙表示，台达有两方面的优势。一方面，台达自身有智能制造实践的工厂，客户可以在台达的制造工厂中亲身看到智能工厂究竟是如何建设的，能达到怎样的效果。而另一方面，台达拥有几十年积累下来的领域知识和生产经验，可以把这些知识经验注入到设备或者整个产线上，让这些设备有生命力，能够传承下去，而不是只是完成某个固定动作而已。
“尽管智能制造对于台达也是一个新的事业，但台达还是秉承开放的思维，期许未来持续携手合作伙伴与客户CONTROL ENGINEERING China版权所有，为智能工厂建设贡献台达经验，共创智能制造的美好愿景。”杨应龙对未来充满信心。
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