贏(yíng)合科技阮丹琳：智能工廠(chǎng)不是一蹴而就的革新 要從單機自動(dòng)化做起
圖為深圳市贏(yíng)合科技股份有限公司銷(xiāo)售副總阮丹琳作主題演講
11月16日，“2017’第二屆動(dòng)力電池應用國際峰會(huì )暨第三屆中國電池行業(yè)智能制造研討會(huì )”在北京啟幕。本屆峰會(huì )由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì )和電池中國網(wǎng)共同主辦，天津力神電池股份有限公司聯(lián)合主辦；中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì )動(dòng)力電池應用分會(huì )承辦，無(wú)錫先導智能裝備股份有限公司聯(lián)合承辦。參加此次峰會(huì )人數超600人。
在智能制造分論壇上，贏(yíng)合科技銷(xiāo)售副總阮丹琳作主題演講，就智能電池工廠(chǎng)及未來(lái)發(fā)展趨勢進(jìn)行了深入的探討。
以下為阮丹琳演講內容：
大家好！我是贏(yíng)合科技的阮丹琳。
我今天帶來(lái)的主題是解析智能電池工廠(chǎng)及未來(lái)發(fā)展探討。從三個(gè)方面來(lái)講一下，一個(gè)是何謂智能，一個(gè)是智能產(chǎn)線(xiàn)的未來(lái)發(fā)展，還有贏(yíng)合在建設智能電池工廠(chǎng)的思考是什么。何謂智能？這是我找的汽車(chē)零部件的一個(gè)圖，我們鋰電池的產(chǎn)業(yè)也在朝這方向走，并且速度更快。智能工廠(chǎng)引入了大數據技術(shù)，對所有的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行分析管理，在計算機虛擬的環(huán)境中，對整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行仿真、評估以及優(yōu)化。最終將實(shí)現的是產(chǎn)線(xiàn)的自動(dòng)化、互聯(lián)化。
生產(chǎn)設備的網(wǎng)絡(luò )化、生產(chǎn)數據的可視化，生產(chǎn)文檔無(wú)紙化，生產(chǎn)過(guò)程透明化，生產(chǎn)現場(chǎng)無(wú)人化?，F在我們的智能工廠(chǎng)的狀態(tài)是什么？我們現在生產(chǎn)設備在與單機以及所有聯(lián)網(wǎng)的平臺情況下，單機數據能夠上傳到系統中，了解我們生產(chǎn)過(guò)程的設備實(shí)際使用狀態(tài)，這就做到了生產(chǎn)設備的網(wǎng)絡(luò )化。生產(chǎn)數據的可視化是來(lái)自于大量傳感器的應用，進(jìn)入到我們系統中，使我們的生產(chǎn)數據可是化。系統對數據的處理，使生產(chǎn)過(guò)程中對數據進(jìn)行批處理，使生產(chǎn)文檔無(wú)紙化。生產(chǎn)過(guò)程的透明化，來(lái)自于自動(dòng)化水平的提高，使生產(chǎn)過(guò)程越來(lái)越透明，使人們在操作過(guò)程中越來(lái)越清晰的知道這個(gè)產(chǎn)品的制成過(guò)程中每個(gè)環(huán)節的流轉是什么樣子的。生產(chǎn)現場(chǎng)無(wú)人化，對于整線(xiàn)的設備自動(dòng)化的提升，現在的工廠(chǎng)究竟能做到什么樣的無(wú)人化程度？
我們進(jìn)入到下一個(gè)主題，智能產(chǎn)線(xiàn)的未來(lái)發(fā)展究竟是什么樣子？這一頁(yè)我寫(xiě)的比較多，電池制造行業(yè)當前的挑戰，屬于精密制造行業(yè)，對過(guò)程控制要求極其嚴格，必須進(jìn)行規范操作。還有電池組裝行業(yè)的生產(chǎn)自動(dòng)化程度偏高，如果在制成過(guò)程中一旦出現問(wèn)題，我們系統沒(méi)有監測到的話(huà)，可能會(huì )出現問(wèn)題。還有產(chǎn)品召回政策，我們的訂單何時(shí)交付，何處生產(chǎn)，如何確保產(chǎn)品質(zhì)量，產(chǎn)品召回有什么對策？在我們設備制成過(guò)程中，通過(guò)跨系統并且跨工廠(chǎng)的溝通，能夠使我們的訂單在交付以及生產(chǎn)的時(shí)候得到一些信息處理方式。通過(guò)降低在制品，減少達到時(shí)間，減少不良品，能夠減少浪費。通過(guò)降低人員差異性，降低制造過(guò)程差異性，自動(dòng)過(guò)程防呆的措施，在這個(gè)過(guò)程中我們可以確認我們通過(guò)這種方式可以去確保產(chǎn)品質(zhì)量的提升。完整的產(chǎn)品追溯系統，保證了我們產(chǎn)品召回也可以清晰的知道我的產(chǎn)品從電極材料的投入到電池產(chǎn)出過(guò)程中整個(gè)過(guò)程電池實(shí)時(shí)生產(chǎn)的一個(gè)狀態(tài)。
這張是來(lái)自于工信部2016年發(fā)布的一個(gè)智能制造生產(chǎn)2016專(zhuān)項行動(dòng)實(shí)施方案里頭的一個(gè)要求。這里頭是有五個(gè)數據的，一個(gè)是要求運營(yíng)成本降低20%，產(chǎn)品研制周期縮短20%，生產(chǎn)效率提升20%，產(chǎn)品不良率減低10%，能源利用率提高10%，有四點(diǎn)是跟設備強相關(guān)的。就像前面小伙伴們分享到的，設備單機效率的提升是提升我們生產(chǎn)效率的第一步。還有產(chǎn)品不良率的降低，我們所有的設備通過(guò)在線(xiàn)的傳感器，包括產(chǎn)品制成過(guò)程中有些監控方式，并且這些監控方式隨著(zhù)產(chǎn)品的推進(jìn)過(guò)程中，這些監測點(diǎn)變得越來(lái)越多，使得我們監測環(huán)節以及解決方案提升速率比較快，減少了我們產(chǎn)品的不良率。還有能源利用率，因為贏(yíng)合在近兩年的時(shí)間里頭做了十幾條整包的產(chǎn)線(xiàn)，贏(yíng)合有自己一些心得，在后面會(huì )提到。我們在能源利用這塊也比較有想法，自動(dòng)化是智能化是未來(lái)鋰電設備發(fā)展方向，對工藝的柔和和自動(dòng)化的穩定性和提高有非常重要的作用。
這是我們動(dòng)力電池智能工廠(chǎng)的要求，在鋰電池智能工廠(chǎng)，我在監控我的產(chǎn)品，在什么樣的狀態(tài)下，這個(gè)設備已經(jīng)在管控過(guò)程中能實(shí)現的一點(diǎn)。還有在設備管理這一塊，我們現在的智能工廠(chǎng)正在朝這個(gè)方向在走。
自動(dòng)化系統集成，一個(gè)是系統控制，我們通過(guò)驅動(dòng)系統，人機界面、工業(yè)通信等等，完成了我們對智能工廠(chǎng)大腦的一個(gè)提升。通過(guò)我們的傳感器，射頻的技術(shù)，條碼技術(shù)，壓力傳感器、溫度傳感器，包括很多傳感器技術(shù)的使用和數據的提取，使我們智能工廠(chǎng)就像長(cháng)了眼睛一樣，可以看得到整個(gè)制成過(guò)程中所有的點(diǎn)。再就是一個(gè)自動(dòng)加工設備的使用，一個(gè)是我們的機器人還有我們的數控機床，在我們設備制成里頭去大量的使用，提升了我們所有單機設備零部件加工的精度。還有我們這幾年發(fā)展比較快的，自動(dòng)化的加工設備，這幾年物流系統包括我們AGV在我們工廠(chǎng)里應用也是日新月異的發(fā)展。
我們再來(lái)看一下商業(yè)目標和制造目標，這里頭的區別是什么？對鋰電池廠(chǎng)來(lái)說(shuō)有四個(gè)訴求，一個(gè)是降低成本，避免來(lái)料浪費。還有我想要提高綜合的設備效率，降低設備平均時(shí)間，提升產(chǎn)品品質(zhì)。再就是我要在這個(gè)過(guò)程中去優(yōu)化我的制造過(guò)程，極大的改善貫穿整個(gè)產(chǎn)品生命周期的制造過(guò)程。根據智能系統反饋，反過(guò)來(lái)改進(jìn)產(chǎn)品的設計生產(chǎn)以及檢測。還有希望我的產(chǎn)品能夠更好的服務(wù)于我們鋰電池廠(chǎng)的客戶(hù)，比如它能夠及時(shí)響應客戶(hù)的要求，并及時(shí)解決分析產(chǎn)品投訴等問(wèn)題。對設備廠(chǎng)來(lái)說(shuō)，我們在做一些什么事情呢？比如我們增加了很多的問(wèn)題檢測點(diǎn)，包括一些時(shí)間檢測，盡早的報警，并且做到了一些預防性措施。閉環(huán)的控制，從問(wèn)題發(fā)生的時(shí)候就開(kāi)始分析，比如停機，分析停機的原因是什么，并且給出一個(gè)處理方案，關(guān)閉問(wèn)題。這樣一個(gè)全程的閉環(huán)控制，最后輸出我是一個(gè)什么樣的解決問(wèn)題的模型，給到我們的維修人員。通過(guò)統計過(guò)程中并且更高的分析工具，去發(fā)現這些問(wèn)題，發(fā)現這些問(wèn)題深層次的原理是什么，將這些隱藏的問(wèn)題可視化，引導作業(yè)員或者維護工程師進(jìn)一步快速解決問(wèn)題。通過(guò)長(cháng)時(shí)間的歷史數據來(lái)建立問(wèn)題的演化過(guò)程模型，在演化過(guò)程模型的位置依次來(lái)判斷即將有可能要發(fā)生的事情。比如可以預測機器手的生命周期等等，用到我們鋰電池行業(yè)，我們實(shí)際也有很多在設備上的易耗品，比如我們的模具，我們的切刀，可以通過(guò)我們一些集成數據的提取并且分析方式，及早判斷我這里面有沒(méi)有發(fā)生在原來(lái)生命周期里面有些形變的異點(diǎn)。
智能制造系統究竟有哪幾步，一個(gè)是問(wèn)題發(fā)生，然后建立分析模型，解決問(wèn)題，系統獲取經(jīng)驗，通過(guò)這些獲取的經(jīng)驗，改進(jìn)了模型，以避免問(wèn)題的再次發(fā)生。重點(diǎn)講一下智能制造系統很關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節—機器學(xué)習，機器學(xué)習最早提出來(lái)是來(lái)自于通用電器，它可以改善我們的流程，使生產(chǎn)率整體提升20%，是整個(gè)工廠(chǎng)效益非常重要的一個(gè)環(huán)節。機器學(xué)習可以?xún)?yōu)化我們的工程和財務(wù)，本來(lái)這兩個(gè)部門(mén)是不相關(guān)的部門(mén)，但是這兩個(gè)部門(mén)必須協(xié)作，機器學(xué)習可以?xún)?yōu)化工廠(chǎng)以及需求方面的分析，使我們產(chǎn)品的工作流，價(jià)值鏈的決策，可以在這個(gè)過(guò)程中體現的更加明顯。
同時(shí)機器學(xué)習也是優(yōu)化了供應鏈和創(chuàng )造更大經(jīng)濟規模的一個(gè)理想手段，通過(guò)使用機器學(xué)習，購買(mǎi)者和供應商能夠更有效的進(jìn)行協(xié)作，減少庫存的一個(gè)情況，提高預測的準確度，更好的滿(mǎn)足客戶(hù)的實(shí)踐要求。
我們講一下機器學(xué)習里頭對我們設備最重要的一個(gè)環(huán)節，我們設備里頭做到了機器學(xué)習，OEE的提升，作為鋰電池廠(chǎng)的領(lǐng)導們、同事們都會(huì )特別重視。舉個(gè)例子，我這個(gè)地方做了一個(gè)沖壓線(xiàn)OEE的舉例，我們監測OEE下降到65%，在解決方案里頭，12個(gè)月過(guò)程中，持續性的向產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行一個(gè)數據的獲取。比如每15秒鐘從設備上收集15個(gè)操作參數，將這些數據進(jìn)行長(cháng)時(shí)間的監控和整合，以了解停機、報警發(fā)生的原因。
對于設備來(lái)說(shuō)，隱藏問(wèn)題的檢測，大概有下面幾個(gè)流程，是這樣實(shí)現的。我隨即拿了一張滾軋機的圖片，滾軋機給機器的數據，對數據信號進(jìn)行處理。在這個(gè)過(guò)程中獲得一些特征，將這些特征數據進(jìn)行聚類(lèi)和分類(lèi)，找出異常點(diǎn)，用可視化的方式呈現到員工面前，最后分析出這個(gè)問(wèn)題的原因來(lái)自于哪里，并且去解決這些問(wèn)題。對于這種設備來(lái)說(shuō)，可以舉個(gè)例子，比如每隔五分鐘間隔性的去獲取一些數據快道，比如我獲取了速度、壓力、溫度、張力等等這些傳感器給到我的信號，在這些過(guò)程中我可以看到數據的變異，來(lái)更好的了解我的設備，對單機來(lái)說(shuō)，它的設備制成發(fā)生一個(gè)什么樣的變化。
在這個(gè)過(guò)程中，我們可以看到，本來(lái)我數據快道里面這些綠色的點(diǎn)，應該數據取到的一些點(diǎn)?？墒钱斎祿芷谶^(guò)程中，進(jìn)入到了黃色區間的時(shí)候，我們的機器就會(huì )對人進(jìn)行一個(gè)預警，這樣可以避免我們的設備進(jìn)入到紅色的環(huán)節里頭去，導致比較嚴重的設備故障而引起停機。對于整個(gè)工廠(chǎng)來(lái)說(shuō)，機器與機器之間同類(lèi)型設備非常多。對于單機數據提取，再把它放回到我們整個(gè)工廠(chǎng)來(lái)說(shuō)，工廠(chǎng)同類(lèi)型的設備，機器與機器之間有一個(gè)自比較的能力，控制機器之間的差異，性能更好的機器能夠自我報警，請求服務(wù)。
剛才講的是點(diǎn)，現在回到面上，所有的單機設備的信息，回到我們單機設備放到工廠(chǎng)里，工廠(chǎng)有自動(dòng)化機器，有設備，最后回到了我們整個(gè)工廠(chǎng)聯(lián)網(wǎng)的系統里。對于大數據機器人來(lái)說(shuō)，所有的數據提取來(lái)源于底下所有數據的一個(gè)輸入。大數據的通用平臺，一個(gè)是來(lái)自于傳感器的導入，一個(gè)是來(lái)自于有可能產(chǎn)生的車(chē)間里頭的人員對于我們機器上面現在暫時(shí)還不能提取，或者制成過(guò)程中還不能提取的一些檢測數據，輸入到整個(gè)大數據的通用平臺里。再加上儀器儀表的監控，使整個(gè)工廠(chǎng)形成一個(gè)完整的大數據的通用平臺。還有一個(gè)OEE的監控，剛才我反復講到這一點(diǎn)，OEE是一個(gè)綜合指標，85%是現在世界級的機器的OEE的性能水平，而現在國內工廠(chǎng)大部分停留在65%左右。
我們來(lái)看一下贏(yíng)合，贏(yíng)合助力建設智能電池工廠(chǎng)。智能工廠(chǎng)不是一場(chǎng)突然而至的革命，也不是一蹴而就的革新。贏(yíng)合集團將新技術(shù)的研發(fā)和不斷優(yōu)化改進(jìn)融合到自己的企業(yè)里，自動(dòng)化、信息化、智能化符合贏(yíng)合邏輯的下一步，我們建立智慧工程模型，為智能電池工廠(chǎng)的建設提供最大助力。我拿出贏(yíng)合的一款機器跟大家分享，可以做到低張力的控制，我們研發(fā)了超薄的貼膠，做到高能量密度，盡可能減少在空間中的一些浪費。
贏(yíng)合的解決方案，有120天的交鑰匙工程。我希望贏(yíng)合協(xié)助電池工廠(chǎng)來(lái)建設一個(gè)整線(xiàn)的鋰電池設備，同時(shí)同步了完成信息化、自動(dòng)化、智能化、無(wú)人化、隧道化。比如對于自動(dòng)化的單機來(lái)說(shuō)，是贏(yíng)合本來(lái)應該做到的一個(gè)任務(wù)。我們近兩年收購雅康，收購國內的一些比較優(yōu)質(zhì)的設備廠(chǎng)家，使我們的自動(dòng)化單機水平得到長(cháng)足的進(jìn)步。同時(shí)在整線(xiàn)工廠(chǎng)解決方案，共同打造一個(gè)整線(xiàn)的解決方案給到我們客戶(hù)，所以能做到120天的一個(gè)交鑰匙工程。謝謝大家！
?。ǜ鶕l(fā)言整理，未經(jīng)本人審閱）
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