你以为数字化工厂已经实现?莫急,道阻且长。

人们总说,一键点入数字化时代。我们现在离数字化工厂还有多远?

对现代工厂的规划设计和数字网络化必须采取切实的行动。德国海姆特-施密特大学Frank Mantwill教授专攻数字化生产,他建议供应商们提升具备长远眼光的竞争优势。

“Q”为《汽车制造》编辑

“A”为Frank Mantwill教授

数字化工厂专家:“不能简单地以为一键点击就能解决所有问题”

采访实录

Q:Mantwill先生,您在工业领域看到的最新数字化工厂的发展趋势是怎样的?

A:数字化工厂首先第一步是工厂规划设计,所以也涵盖跟工厂规划有关的生产系统。另一方面它也和产品研发的保障有关。我们在最近的专业峰会上听到众多演讲报告,数字化工厂就是在上述领域中得到了进一步发展。自一年半以来,我们看到各大中小型企业也投身到这些领域里来。另外,数字化工厂未来必将和工业4.0结合起来。

Q:数字化工厂和工业4.0肯定是有很多相同点的,但它们其实又是不同的两个世界。它们的主要区别是什么?

A:数字化工厂意味着计算机辅助的生产流程的设计方法,工业4.0代表生产领域里的具体应用。正因为这样,我们就得及早地在数字化工厂规划里考虑如何使用工业4.0里的新应用。

Q:工厂规划师将面对什么?

A:目前工厂和生产的计划流程都被确定了。也就是说存在一个产品、流程和资源特定的归类。这是三个主要领域,它们在数字化工厂里被联合起来并互相进行了优化。产品是研发的产物。流程体现了价值创造。资源代表了生产资料。如果这些生产资料具备自有智能,可以和工作对象交流,那么我就必须将其做成可计划事项,从而确认哪些信息需要交流,工作对象、工作资料或流程需要哪些自主性。作为规划这些功能将在未来成为必要,并且它也必须可以被模拟。就像自主组织的物流或机器人的应用。

如果机器人不再靠编程,而只是配备特定的功能,并且自己以结果为导向地作决定进行操作,那么这就需要另外的规划能力。这些我们目前还完全没有达到。所以我认为工业4.0将影响数字化工厂。这些要求必须覆盖必要的规划流程。尤其是要涉及虚拟化竣工验收,它目前已经成了一个工作重点。

Q:这将带来很多接口问题。目前关于接口管理的讨论主题都在讲什么?

A:在产品信息对接的讨论基本完成的同时,自动ML作为基于XML的数据格式和设备规划统一的模型成为主流正在全面推进。2013年大众的IT流程和生产计划总监Frank Jelich在数字化工厂专业峰会上提到,大众也将在这个标准化委员会发挥作用,将自动ML作为标准。自动ML不仅对规划方面,而且也对竣工验收方面意义重大。

另一个重要议题是OPC(Object linking and embedding for Process Control)。它在上次峰会上被推出。这是“用于流程控制的联网和嵌入式对象”的缩写。它代表一种自动化技术的数据格式,基于Windows系统。借助OPC-UA (Unified Architecture)机器数据目前已经不仅可以传递,而且可以被机器自行处理。这对工业4.0具有重要意义。另外对数据的储存和对云服务应用的主题也在热烈讨论中。

Q:谈到云服务就不得不把人和IT安全联系起来。这里有什么新的认识吗?

A:工程技术有个基本认识就是,100%的安全是不存在的。其实您的问题已经被回答了。但是研发和提供解决方案需要基于这个基础。我认为主要挑战在于为加密技术找到合适的平衡点,使生产力被保障,成本又可以被接受。IT安全是工业4.0的软肋。有人认为:“如果没有足够的安全性,工业4.0就是个空谈”。

Q:怎样具体实现IT安全的最高等级?

A:云服务行家,如亚马逊,已经专业地解决了这个问题,所以它处于IT安全性的前列。技术的继续发展、全面的讲解和适量的风险评估是很必要的。

Q:如果把数字化工厂聚焦在汽车行业:您认为谁处于领先地位?

A:整车厂全部都在前列。中小型企业现在刚开始涉及数字化工厂,必须以自己的方式跟上整车厂的脚步。整车厂必须先运用工业4.0的功能并加以标准化,随后可以开始实施数字化工厂。我认为这些工作不能同步进行,而必须有个先后次序。鉴于激烈的竞争所有整车厂将继续在数字化工厂里寻找潜力。这些对中小型企业也是一样的。

Q:什么是中小型企业实施数字化工厂的最大障碍?

A:它们必须两条腿走路,一方面在企业里善用资源建立专业能力,另一方面将生产流程数字化。成本效用关系必须透明,并以企业家的长远眼光来作决定。

1999年我在奥迪建立数字化工厂时,建立工具及数字规划流程的成本和取消几个测试车辆的费用相当。道理比较简单,因为每个减少的测试车辆都为数字化规划积攒大约100万欧元成本。

中小型企业而且必须先检查,是否或者哪些规划工作应该由它们自己掌控,还是作为供应商网络的一部分。整车厂需要有能力应用规划工具的供应商,这样中小企业才可有竞争机会。

Q:工程技术服务商的作用是什么?

A:所有涉及汽车行业的工程技术服务商都可以使用产品数据和规划信息,并符合数字化工厂的要求。

但是,正如之前提到的,一个中小型企业必须查看它自己的实施流程:如果它一方面有在战略化地考虑问题,另一方面从第一个项目起就使用新的数字化工厂的工具和流程规划,并实现成本优化,那么就能到达一个有利地势。这并不是什么新鲜事。企业越小,计算成本会越快。工程技术服务商可以是一个备选方案。 

Q:人们总说:一键点入数字化时代。我们现在离数字化工厂还有多远?

A:这是个很好的问题。仅凭一键点击肯定是解决不了问题的。我们目前在数字化工厂领域所拥有的是对所有流程的描述,模拟和保存。规划师和工程技术服务商都对应用很熟悉。资料库减少了成本,并提高了规划结果的质量。为了进一步实现延续至整个工厂模式的兼容,或者流畅的规划和实施流程,还首先缺少功能强大的流程模式和接口。

这里自动ML就起到一个很重要的作用。三、四年前我们看到最先的方案,当时还流行介于WinMOD和控制之间的模式。如今我们拥有了资料库,它会顾及组件的行为模式和进行传输的接口。这就是说,当我们在厂房图纸中按顺序对生产资料和流程进行描述,然后就几乎可以在按动按钮后把控制数据都存储下来。因此,我们正在通往实现一键操作的道路上。

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