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制造业正面临着越来越艰难的环境,出生率下降和人口老龄化导致劳动力短缺,竞争加剧以及难以传授熟练技术。在这种情况下,尽管制造线的机械化正在取得进展,但许多生产场所仍然依赖于人类的直觉和经验进行生产管理。
在本文中,我们将讨论智能工厂,智能工厂有望彻底改变工厂的生产管理。如果实现智能工厂,将实现许多目标,例如提高质量、降低成本以及通过提高生产率来缩短交付时间。
在本文中,我们将解释智能工厂的概述、开发智能工厂的好处以及成功的关键点。如果您负责工厂的生产管理,请参阅这篇文章。
智能工厂是指通过联网工厂内使用的机械和管理系统并引入尖端的IT技术(例如AI和IoT),可以高效地进行工作和高生产率的工厂。
智能工厂诞生的背景是 “工业4.0”,这是德国政府在2011年倡导的。作为继蒸汽机、电力和数字化之后的第四次工业革命,智能工厂的引入是为了在世界其他地区之前快速改革制造业。
工厂的传统生产管理包括监控订单和当前的在建工作状态、采购适当的材料以及根据生产计划管理制造业务。许多生产管理任务,例如订单管理和物料采购,都需要基于经验的直觉,因此这些任务很容易变得个性化。
但是,在智能工厂中,无需依靠直觉即可分析制造过程中收集的各种数据,并自动制定订单预测和生产计划。这可以防止生产管理变得个性化,并有望在解决劳动力短缺方面非常有效。
让自己的工厂智能化的好处包括:
通过自动化生产管理(以前是根据直觉手动完成的),可以减少缺陷和库存损失,从而提高整体运营效率并增加利润。
基于直觉的生产管理有一个主要缺点,因为工作依赖于经验丰富的技术人员的技能。但是,通过努力实现智能工厂,许多任务可以自动化,从而防止对个人技能的依赖。
随着更多任务的自动化和更少的手动工作,员工将有更多时间专注于更具生产力的任务,这最终将带来利润的增加。
通过将传感器集成到制造设备和生产线中,可以快速确定缺陷的原因,从而实现适当和快速的改进。此外,即使在发货后发现有缺陷的产品或发生故障,也可以快速确定原因。这样可以提供适当的客户服务,并能够满足每个客户的不同需求,从而提高客户满意度。
在制造过程中,可以收集来自联网机械和设备的数据,从而实现准确的故障预测。这样可以尽早进行维修和翻新,从而最大限度地减少停机时间。
要成功实现工厂智能化,有几点需要考虑。其中,最重要的几点如下:
有必要明确引入智能工厂的目的。如果目的不明确,就无法计算投资回报率,也不清楚从哪里开始。必须明确促进智能化的重要目的,例如降低成本、技术转让、解决劳动力短缺和应对多样化需求。
为了明确引入智能工厂的目的,有必要可视化当前的业务流程并澄清问题。例如,可以确定具体问题,例如因退休而导致的工程师流失,或者耗时且容易出错的手动数据输入工作。
智能化的成功需要使用 AI 和 IoT。因此,保护能够有效使用AI和IoT以及能够正确分析所收集数据的人员至关重要。
智能工厂的成功需要在现场工作的员工的理解与合作。因此,必须与员工共享智能化的目的和措施的细节,以便他们能够朝着同一个方向前进。
智能工厂在日本尚未得到广泛认可,但是已经取得成效的工厂数量正在增加。在这里,我们将介绍一些成功实施智能工厂的例子 经济产业省中部经济产业局于2017年5月公布的 “智能工厂路线图”。
由于订单增加,主要生产汽车零部件的朝日铁工株式会社面临着提高生产率的紧迫任务,同时抑制扩建设施的成本。
为了在不扩大设施的情况下提高生产率,准确掌握每个设施的运行状态和生产时间管理至关重要。但是,由于手动操作过于耗时,因此引入了一个系统来管理每个设施的运行状态和生产时间。该系统引入后,由于对设施进行了适当的运营管理,因此没有必要按原计划扩建设施,从而减少了1.4亿日元的成本。
此外,该公司自有工厂的业绩促成了新业务的创立,例如成立了一家新的对外销售公司,因为预计其他公司也会有需求。
由于每年工作性质的变化,主要生产汽车零部件的Hantani Manufacturing Co., Ltd.面临着为未来发展人力资源和加快业务改革的挑战。结果,公司在工作系统化方面向前迈进,并开始开发能够在十年内独立开展工作的人力资源。根据总裁的命令,员工主动使用生产管理系统。
通过在月度会议上确认劳动生产率目标和结果并分享意见,该公司得以实现快速管理,而且,由于制造机器的适当操作导致新订单的增加,该公司在过去四年中成功地将销售额增长了约1.1倍,劳动力成本降低了约5%。
在主要生产网络产品的富士通有限公司和岛根富士通有限公司的工厂中,他们一直在实施控制产品质量和提高工作效率的措施,但是由于其中大部分工作是手动完成的,因此自动化是一项重大挑战。
因此,他们安装了传感器来掌握产品在工作区域内的位置,预测产品可能停滞的地方以及工作何时完成,并促进了人与机器之间的数据共享和协作生产。他们不仅实现了质量改进,而且还将生产交货时间缩短至之前的五分之一。
在简化生产管理和提高工厂生产率方面存在许多障碍。特别是,诸如订单预测和库存管理错误造成的损失,这些问题严重依赖于人工劳动和直觉,以及技术工人的老龄化等问题,不能仅仅通过促进机械化来解决。对此,先进的IT技术(例如AI和IoT)以及机械和系统的网络引起了广泛关注,智能工厂现在能够收集各种数据。现在可以收集以前无法获得的大量数据,并使用 AI 分析来记录熟练工人的技术,从而实现高效和高生产率的运营。
如果能够通过使工厂变得更智能来高效地进行生产管理,那么不仅可以传授以前难以传授的技能,而且还可以满足客户的多样化需求,从而提高客户满意度。为什么不开始努力实现将为生产管理场所带来创新的智能工厂?
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