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一些不成熟的想法,暂做记录。

在展开讨论之前,我们首先来定义一下什么是自动化与数字化。

自动化(Automation)是指机器设备、系统或过程(生产、管理过程)在没有人或较少人的直接参与下,按照人的要求,经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制,实现预期的目标的过程。数字化(Digitalization指的是将数字技术融合到企业之中,深化应用各种业务软件和物联网等新兴技术,实现数据驱动的决策分析,彻底变革企业的业务流程。

从词条上看,自动化不仅仅包括机器设备的自动执行,也包含系统和过程的自动化,也即软件系统的应用。因此,若是比较自动化与数字化,则两者的范围有重合部分,自动化的范围要更大一些。所以这里讨论的是狭义的自动化,即机器设备的自动执行。

自动化与数字化孰轻孰重?

自动化的侧重点是机器设备,数字化的侧重点是信息。在自动化设备中,人的知识、经验经过总结提炼,凝结成为一种专业技术,依托机器设备,实现任务的自动执行。而在数字化中,人的作用则更明显,借助各种信息系统及技术,人能够获取生产过程中的各种信息,从而实现数据分析及决策,数字化将人的认知及分析能力更紧密在融入其中,创造了更具灵活性的业务模式。

自动化与数字化并不是相互独立的,我们可以将信息系统延伸到设备端,并从设备端采集信息并传递给信息系统。在自动化中,信息采集及提炼为知识的过程已经在前期完成,并依靠自动化设备及其本身的信息系统,将这一部分已有知识充分利用,并以其来指导任务的自动执行。这种自动执行的过程可以实现不间断的工作,适用于特定的产品。当需要更换新的产品时,这种持续就会被打断,因而降低设备综合效率。所以,总体而言,自动化场景适用于规模大、产品单一的模式,此模式可以减少机器停机时间,实现更高的OEE水平。

而数字化则是将认知及判断的过程交与人来执行,充分利用人具有的智能及灵活性来指导产品的生产,让人来操控机器设备,从而实现任务目标。在这种场景中,机器设备不需要具备很高的智能,由人的智能来补足,实现人与机器设备的协作,充分发挥人与机器各自的特长优势。因而,数字化对信息的要求就是,将正确的信息在正确的时间,传递给正确的人,从而方便人做出决策。这种场景适用于产品批量小,定制化、混线生产等高度复杂的生产情况。

被低估的人

数字化对人的依赖常常令人误解,有些说法是,用的人越多,其智能化程度就越低。而黑灯工厂、无人工厂才是智能工厂真正的样子。这种偏见来自于对人的价值的低估。在一些企业,人的自主性及决策分析能力被忽视,而仅仅是被要求按照工艺要求进行零件的组装、焊接等任务,相比于机器,人在这一方面的效率确实不高,但这是将人的短处与机器的长处进行比较,没有充分发挥人的潜力。采用机器换人,并非单纯从效率上进行比较,对于一些工作条件恶劣,对人的损伤较大的场景,更应该推行机器换人。而对于人工可以处理的情况,重点是提供宜人的辅助工具,减轻人工的负担,而不是将人完全排除在生产系统之外。

将人完全排除在生产系统之外,有潜在的风险。自动化将人的工作角色由原来的执行者转变为监管者,这导致了一些问题。一是由于机器无法准确识别复杂的情况,虽然目前智能传感器及物联网技术能够对现场进行监测,但是获得的数据有效性低,难以被分析利用,因而人无法基于准确事实信息而做出判断;二是人缺乏对准确事实信息的了解渠道,长期与信息脱节,而导致人的处理信息能力的退化;三是,这样一个独立的系统,虽然能够稳定的实现现有工作的执行,但是却不能积累工作中的工艺知识,不能针对企业的变化实现系统的升级与改造,只适用于守成,却无法突破。在一个竞争日趋激烈的市场中,难以长期保有竞争力。

目前,有些企业强调通过智能传感器来采集生产中的数据,为决策提供依据,而事实是,传感器获得的大量数据很难被进一步分析利用,而在生产一线进行操作的人员能够获得更加有用的信息,如果能够充分利用现场人员的知识,对生产流程、工艺等进行改善,将可以节约成本。精益生产强调消除生产过程中的浪费,而如何获得这一部分的信息,还需要求诸于人。人的长处在于能够根据情况进行灵活性的变化,同时也可以对现状进行认知、分析。一方面,需要企业给予员工足够的授权,来实现生产过程中的改善。另一方面,企业也需要加强员工培训,提升员工的技能水平,使他们能够的工作中更好地创造价值。如果能够发挥人的能力,就能够实现更高效灵活的生产。

两者面临的挑战

在当前,客户的要求日趋个性化,小批量、多品种的生产成为趋势。要应对这种趋势,自动化及数字化都面临挑战。

对于自动化来说,需要加强其灵活性。目前也产生了一些应对的解决方案,如柔性生产系统、智能单元等,这是从产线的灵活调整角度来提升生产的灵活性。也有从信息分析与实时决策的角度来提升其灵活性的,如AOI(自动检测设备)、智能传感器及边缘计算技术等的应用,着眼于实时监控、实时分析决策。同时,还有通过模块化、标准化的方法,提取出产品的基本特征,尽量扩大标准化的产品的生产规模。通过这些方式,可以有效发挥自动化的优点,补足其灵活性不足的缺点。

在数字化方面,则可以通过采用更直观的方式来表现信息,以帮助人更好地做决策,如一些企业采用的可视化中心。也有通过应用人工智能技术,为人员提供更多选择,补充人脑思维的局限,如各种创成式设计方案。还有通过物联网技术,自动识别产品,减少人的决策负担,如各种RFID标签的应用。

结论

离开特定的应用场景,单纯来谈自动化与数字化孰轻孰重是无意义的。企业应该遵循精益生产的理念,针对自身的产品、工艺、生产瓶颈进行改善,努力提升产品良率、效率、质量,自动化或者数字化都是可以选择的方式。

发表于: 2019-05-29 12:00 阅读(1) 评论(0) 收藏 好文推荐

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