【中國玻璃模具網(wǎng)】目前熱炒的工業(yè)4.0概念為玻璃深加工行業(yè)帶來了新的熱點，在2016年玻璃展會上看到了很多新的概念和目前流行的4.0因素，如數(shù)據(jù)上傳云端的鋼化設(shè)備，整套設(shè)備連線的智能工廠解決方案，自動分片系統(tǒng)，半成品倉儲BUFFER的應(yīng)用，MES系統(tǒng)以及功能更加強大的ERP，總之熱鬧非凡。深加工工廠在這場轟轟烈烈的大潮中如何面對？如何選擇將是每個企業(yè)經(jīng)營者值得冷靜思考的問題！
　　
　　企業(yè)存在的價值就是為用戶創(chuàng)造價值和提供解決方案，對于用戶來說，產(chǎn)品是用人工裝配，還是機器人裝配的，只要質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是一致的，就價值而言沒有區(qū)別。工業(yè)4.0雖然在某種程度上，是希望低成本實現(xiàn)自動化和個性化生產(chǎn)，但是實現(xiàn)工業(yè)4.0本身則是一筆耗資巨大的工程。對于玻璃深加工工廠來說，在向工業(yè)4.0努力的進程中，請明確為什么要做，怎樣做，做到什么程度。企業(yè)最好先思考應(yīng)該提升哪方面的能力，應(yīng)該有重點，平衡投資。最好的方法是一步一步走，比如優(yōu)化生產(chǎn)工序，ERP，MES系統(tǒng)，數(shù)據(jù)整合，數(shù)據(jù)聯(lián)通，這些問題的解決并非一蹴而就，有所側(cè)重去實施的效果會更理想。
　　
　　所以，與其談未來4.0怎么建設(shè)，不如先看企業(yè)的目前的現(xiàn)狀是什么，要實現(xiàn)什么樣的結(jié)果，而不是單純的以達到工業(yè)4.0為目標(biāo)。
　　
　　1.玻璃深加工工廠如何面對工業(yè)4.0
　　
　　目前，大部份工廠進行升級改造的目的無非兩點，日漸升高的勞動力成本和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。當(dāng)然，兩者是有一定的關(guān)聯(lián)的，人員直接決定了生產(chǎn)質(zhì)量。人員流動大的原因就是現(xiàn)在的工人和上一代工人存在觀念上的差異。上一代打工者工作目標(biāo)比較單一，就是賺錢養(yǎng)家。但是由于信息的暢通，現(xiàn)代的打工者更關(guān)注個人價值的體現(xiàn)，關(guān)注前途，這導(dǎo)致工人的忍耐力下降，矛盾也容易激化。
　　
　　工廠的升級改造可以節(jié)省人力資源的開支，將有限資金投入到自動化機械方面，節(jié)省不必要的資源浪費。如富士康的機器換人，先行進入工業(yè)4.0時代的企業(yè)，裁減下來人力可以進入同行業(yè)中小型企業(yè)或其他行業(yè)，所以人力成本雖然在不斷上漲，但近些年不會出現(xiàn)用工荒的問題。企業(yè)無論如何抉擇，還是可以生存的。但和機器相比，會有各種各樣的意外發(fā)生，所以人力總歸比不上機器的效率。
　　
　　隨著智能系統(tǒng)價格的不斷下降，工業(yè)4.0在玻璃深加工行業(yè)的普及將是可以預(yù)見的，適應(yīng)不了大趨勢，就要被淘汰。“不上ERP等死，上ERP找死”。這是十幾年前企業(yè)常說的一句話。歷史仿佛在這一刻重現(xiàn)了。人們開始笑談“不搞工業(yè)4.0等死，搞工業(yè)4.0找死”。但結(jié)果告訴我們，今天的玻璃深加工企業(yè)已經(jīng)充分接受了ERP的概念。ERP已經(jīng)成為深加工工廠不可或缺的管理手段。
　　
　　如同其他產(chǎn)業(yè)一樣，玻璃深加工行業(yè)也經(jīng)歷著或即將迎來競爭力和增長模式的三個階段，即需求驅(qū)動，效率驅(qū)動和創(chuàng)新驅(qū)動。
　　
　　需求驅(qū)動的經(jīng)濟模式，在2008年之前，LOW-E玻璃概念火爆，在這個階段，除了一些實力強大的玻璃品牌擁有自己的LOW-E資源，其他玻璃深加工工廠，拿到LOW-E原片資源就可以和客戶簽單。其他企業(yè)見勢投入大量資金擴張規(guī)模，最主要的特征是玻璃生產(chǎn)出來就一定有人買。第一個階段終結(jié)的標(biāo)致是市場供應(yīng)迅速超過了需求，開始出現(xiàn)較為激烈的競爭，各LOW-E原片供應(yīng)商放下身段，加工廠翻身農(nóng)奴把歌唱，但好景不長，隨著所有加工廠都開始生產(chǎn)LOW-E產(chǎn)品，只能以越來越低的價格來爭取客戶。結(jié)果，價格壓得越來越低，企業(yè)沒有資金投入產(chǎn)品品質(zhì)的提高和創(chuàng)新中，陷入了惡性循環(huán)。管理粗放和盲目擴張的企業(yè)迅速萎縮甚至倒閉。
　　
　　當(dāng)企業(yè)意識到這一點。就開始了第二階段即效率驅(qū)動的經(jīng)濟模式，幸存下來的精英們逐漸進入第二個階段，開始精益化管理，努力降低生產(chǎn)成本，提升產(chǎn)品質(zhì)量。提升效率，車間革命開始，也就是現(xiàn)在的階段，利用智能工廠的方法和手段，開始新一輪的革新。
　　
　　而第三階段創(chuàng)新驅(qū)動也已經(jīng)嶄露頭角。
　　
　　2.玻璃深加工工廠如何邁出工業(yè)4.0的第一步
　　
　　筆者認(rèn)為玻璃深加工工廠邁出工業(yè)4.0的第一步，就是先建立自動化+信息化的數(shù)字化工廠。數(shù)字化工廠是智能工廠得前提，也是實現(xiàn)工業(yè)4.0的必經(jīng)階段。
　　
　　只有構(gòu)建了數(shù)字化工廠，在配合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，云計算，云存儲，大數(shù)據(jù)分析等方法才可以建設(shè)智能工廠，實現(xiàn)智能制造。
　　
　　目前深加工設(shè)備供應(yīng)商積累了行業(yè)內(nèi)相當(dāng)程度的專業(yè)化知識、技術(shù)、同時憑借其自身對行業(yè)工藝的深入理解，已經(jīng)開始推出各種制造系統(tǒng)解決方案。
　　
　　如果新建一家數(shù)字化工廠，相應(yīng)的會簡單一些，因為無論是加工設(shè)備還是生產(chǎn)系統(tǒng)都是一家提供的，作為企業(yè)經(jīng)營者，這是最簡單的選擇，供應(yīng)商會提供軟件和硬件的一攬子的系統(tǒng)解決方案，對于深加工經(jīng)營者來說，只要一起參與工藝設(shè)計，實際就是交鑰匙工程。最后將企業(yè)ERP系統(tǒng)與之相連，工廠就可以運作了，如LISEC和北玻在2016年玻璃展會上提供的方案。
　　
　　而大部分的玻璃深加工工廠面臨的是原有工廠的改造。不同時期，不同供應(yīng)商提供的設(shè)備水平不統(tǒng)一，設(shè)備之間要通過系統(tǒng)實現(xiàn)互聯(lián)互通，以此為基礎(chǔ)，構(gòu)建了一個“可測可控、可產(chǎn)可管”的集成環(huán)境。同時需要新增加一些關(guān)鍵設(shè)備，使得設(shè)備之間連接形成自動化；新增加生產(chǎn)管理系統(tǒng)，使得數(shù)據(jù)相連形成信息化。其中的最大難度的是不同廠商的，不同層次的設(shè)備如何通過網(wǎng)絡(luò)處于MES系統(tǒng)的統(tǒng)一管理之下；同時將已有的ERP系統(tǒng)和MES系統(tǒng)連接。這都需要企業(yè)經(jīng)營者花費大量的精力進行設(shè)計和協(xié)調(diào)。
　　
　　2016年玻璃展會出現(xiàn)了如上玻聯(lián)創(chuàng)，高力威，歐姆，派爾愚公等國產(chǎn)供應(yīng)商提供全線或部分連線等各種解決方案。很有意思的是供應(yīng)商所提供的各種解決方案采用了不同的路徑，如同目前的德國工業(yè)4.0和美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)所采用不同的方式方法。
　　
　　以Google等為代表的美國企業(yè)從I端加快走向M端，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)發(fā)現(xiàn)制造業(yè)是創(chuàng)造價值的主要陣地，開始向制造業(yè)滲透，它變得越來越硬。
　　
　　而以GE為代表的德國企業(yè)開始編織“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”，加快從M端走向I端，GE老總提出：也許你昨晚入睡前還是一個工業(yè)企業(yè)，今天一覺醒來卻成了軟件和數(shù)據(jù)分析公司。
　　
　　無論是“由軟及硬”，還是“由硬及軟”，都是殊途同歸，但“融合”還是我們的主旋律。
　　
　　3.如何建設(shè)玻璃深加工數(shù)字化工廠
　　
　　筆者曾經(jīng)主導(dǎo)了一個玻璃深加工數(shù)字化工廠從設(shè)計到投產(chǎn)的全過程，下面與大家分享一些這方面的體會。
　　
　　3.1明確目標(biāo)
　　
　　當(dāng)選擇建設(shè)一家數(shù)字化工廠前，就一定要論證項目的必要性。對于玻璃深加工工廠來說，利用各種先進的自動化，智能化設(shè)備，靈活的智能倉儲，柔性生產(chǎn)手段，ERP系統(tǒng)，MES系統(tǒng)來提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，縮短交貨期，在提升用戶滿意度的的同時，必須要為企業(yè)自身創(chuàng)造價值，以達到雙贏的目的。在項目初期更要參與工廠設(shè)計，將工藝路線明確。在建設(shè)完成后還會遇到新的挑戰(zhàn)，因為工作方式的不同會導(dǎo)致與傳統(tǒng)理念發(fā)生沖突，要敢于面對，盡快適應(yīng)。
　　
　　其次請明確工廠未的產(chǎn)品類型，公司定位是什么，未來以什么產(chǎn)品為主導(dǎo)。
　　
　　客戶不同，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不同。對于門窗來說，玻璃相對面積小，玻璃厚度也相對薄；而公建項目則大部分面積較大，玻璃較厚，且夾層和異形玻璃占比大。根據(jù)所生產(chǎn)的產(chǎn)品不同會針對性的購買適合的設(shè)備，這已經(jīng)是工廠的標(biāo)準(zhǔn)流程了，但如果采用系統(tǒng)連線的方式，就要考慮的更為清晰。
　　
　　例如工廠如果以生產(chǎn)門窗玻璃為主，同時可以兼顧生產(chǎn)一些幕墻玻璃，玻璃尺寸90％以上在3500mm*2400mm之內(nèi)，將關(guān)鍵設(shè)備選定，大致計算一下設(shè)備產(chǎn)能，基本匹配就可以了。但如果希望上全線系統(tǒng)，設(shè)備全部連線，則必須充分考慮用到TOC瓶頸理論。
　　
　　3.2系統(tǒng)的節(jié)拍和BUFFER的應(yīng)用
　　
　　TOC把主生產(chǎn)計劃(MPS)比喻成"鼓"，根據(jù)瓶頸資源和能力約束資Capacity
　　
　　ConstraintResources，CCR)的可用能力來確定企業(yè)的最大物流量，作為約束全局的"鼓點"，鼓點相當(dāng)于指揮生產(chǎn)的節(jié)拍；在所有瓶頸和總裝工序前要保留物料儲備緩沖，以保證充分利用瓶頸資源，實現(xiàn)最大的有效產(chǎn)出。必須按照瓶頸工序的物流量來控制瓶頸工序前道工序的物料投放量。換句話說，頭道工序和其它需要控制的工作中心如同用一根傳遞信息的繩子牽住的隊伍，按同一節(jié)拍，控制在制品流量，以保持在均衡的物料流動條件下進行生產(chǎn)。
　　
　　最早的連線方式為切割和磨邊工序直接連線，這樣做的最大好處是切割的下片工和磨邊的上片工為同一組人員，節(jié)約了人力成本。但當(dāng)切割速度和磨邊速度不匹配時，雖然人力成本降低了，但可能受限于磨邊速度，整體切磨產(chǎn)量降低了。所以當(dāng)時市面上最多見的是切割機與倒棱機（立式或臥式）的連線方式，生產(chǎn)的大多為8毫米以下的厚度。原因很明顯，倒棱機可以根據(jù)不同的玻璃尺寸適應(yīng)性工作，節(jié)拍基本和切割機合拍，且供應(yīng)商之間沒有軟件相連，實施簡單。但這種磨邊質(zhì)量只適合與門窗且相對較薄的玻璃。
　　
　　而大部份客戶所要求的玻璃邊部質(zhì)量還是需要精磨的，所以雙邊磨邊機是必要的。這就會導(dǎo)致一個矛盾的出現(xiàn)。在切割時，我們需要將不同客戶的大大小小不同尺寸，但同一厚度的玻璃放在一起進行優(yōu)化，以提高原片的出材率。但磨邊時我們要將尺寸規(guī)整的玻璃放到一起操作以減少磨邊機的調(diào)整，提高磨邊效率。這樣就會產(chǎn)生矛盾，所以在沒有進行設(shè)備連線時，我們按各自原則操作，只是在切割時將玻璃依據(jù)分架軟件形成的看板，在下片時進行分片，并形成半成品儲備。
　　
　　如果希望將切割機和雙邊磨邊機通過系統(tǒng)連線時，那就必然會用到玻璃半成品倉儲系統(tǒng)，俗稱的BUFFER。BUFFER的存在不僅解決了切割機和磨邊機節(jié)拍不統(tǒng)一的缺點，還可以通過軟件的設(shè)計使其發(fā)揮更大的作用。
　　
　　如事先定義此好切割的玻璃要求雙邊磨邊，在玻璃入庫時入庫機器人將按
　　
　　倉儲管理原則（如先進先出）將同一尺寸玻璃分配到相鄰的區(qū)域，在磨邊機開始工作時，出庫機器人將尺寸同一的玻璃出庫，傳輸給雙邊磨邊機，這樣明顯較少了磨邊機尺寸調(diào)整的頻率，提高了磨邊效率。
　　
　　同樣的，如果工廠在生產(chǎn)過程中長期生產(chǎn)使用四邊磨倒棱機（客戶接受）
　　
　　那BUFFER的進出片的原則就是以鋼化爐上片所能裝載的最大量為原則，同時驗證最大片和最小片的尺寸差來保證鋼化質(zhì)量。我們還可以在BUFFER的出片段增加任何對于工廠有利的設(shè)備，如立式加工中心等。在出片機給雙邊磨邊機送片的間隙同時給加工中心送片，由于加工中心的加工節(jié)拍很慢，所以只要通過科學(xué)的設(shè)計，BUFFER的利用將為工廠帶來極大的收益。可以取代了多個工序的上片工，且減少了搬運倒片的各種麻煩。
　　
　　BUFFER具有中間倉庫的功能，但如果僅僅將其當(dāng)成倉庫來用，就是大材小用。且應(yīng)用不好，這個倉庫很快就會被玻璃填滿。BUFFER只是一個小型水庫，通過它可以控制上下序的節(jié)拍，使其統(tǒng)一。但是當(dāng)水庫的蓄水量達到容量的80％時，就是一個很危險的水平了。BUFFER的使用精髓是流動性，就像整流器一樣，雜亂的信號通過它迅速流轉(zhuǎn)，輸出標(biāo)準(zhǔn)信號。
　　
　　如果利用多個BUFFER，則可以依據(jù)不同的使用原則分別按各工序的核心要素來控制工序的生產(chǎn)，如果中空前增加BUFFER，那么BUFFER的進出片就可以按照在生產(chǎn)計劃設(shè)定好的原則執(zhí)行，首先是配片原則，其次是裝箱原則，或是客戶提出的特殊發(fā)貨原則等，只要在計劃階段進行了指令的設(shè)計，就可以靈活的進行各種柔性操作。
　　
　　如果出于成本的考慮，中空線之前沒有增加BUFFER，而且需要鋼化后的玻璃要成對，那么就可以利用鋼化工序前的BUFFER，可能會犧牲一部分的鋼化裝載率，只要計劃階段將原則定義好了，系統(tǒng)基本可以滿足所有的生產(chǎn)需求。
　　
　　在BUFFER的應(yīng)用上只是談了自己的一些實際應(yīng)用體會，拋磚引玉。
　　
　　3.3取片系統(tǒng)的優(yōu)化
　　
　　原片取片系統(tǒng)，無論是自動龍門取片系統(tǒng)還是其他廠家的整架取片系統(tǒng)，都有各自的優(yōu)缺點。玻璃傳統(tǒng)的翻轉(zhuǎn)取片臺可以穩(wěn)定的，高效的運行，結(jié)構(gòu)簡單，維護費用低。但當(dāng)玻璃版型變化多，或緊急補片時則反應(yīng)較慢，而自動龍門取片系統(tǒng)應(yīng)用起來會更加靈活，但優(yōu)化后如大量使用同一版型原片時，自動龍門取片系統(tǒng)使用起來則有些浪費。如果可以綜合一下，將是一種更理想的方式，當(dāng)然，靈活的工藝流程設(shè)計，就意味著設(shè)計更復(fù)雜的生產(chǎn)管理軟件。

　　3.4制造執(zhí)行系統(tǒng)和ERP的關(guān)系
　　
　　MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）是對ERP的計劃的一種監(jiān)控和反饋，MES其實是ERP業(yè)務(wù)管理在生產(chǎn)現(xiàn)場的細(xì)化，ERP是業(yè)務(wù)管理級的系統(tǒng)，而MES是現(xiàn)場作業(yè)級的系統(tǒng)。
　　
　　ERP是一個對企業(yè)資源進行有效共享與利用的系統(tǒng)。通過信息系統(tǒng)對信息進行充分整理、有效傳遞，使企業(yè)的資源在購、存、產(chǎn)、銷、人、財、物等各個方面能夠得到合理地配置與利用，從而實現(xiàn)企業(yè)經(jīng)營效率的提高。
　　
　　MES是對ERP的計劃的一種監(jiān)控和反饋，很多MES管理軟件都會與工業(yè)設(shè)備，通過工控技術(shù)進行實時數(shù)據(jù)采集，再上傳給ERP系統(tǒng)進行業(yè)務(wù)狀態(tài)改變和業(yè)務(wù)指令處理。進行舊工廠升級或新工廠建設(shè)時，一定要將生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)（MES）處于ERP的管控之下，再優(yōu)秀的MES系統(tǒng)也不能脫離工廠的ERP控制，因為兩者的側(cè)重點不同。