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行业动态
卷烟工厂的“蝶变”:通向智能化工厂
2015-02-09

信息技术与产业制造,同生共融,已成大势。今年全国烟草工作会议指出,要坚韧不拔加大科技创新的力度,实现创新驱动发展。卷烟生产向数字化、信息化、智能化的迈进,正是这一要求的集中体现。

而“智能化”,主要体现在“管”和“控”两方面,即在实现软硬件的系统集成,由统一平台,实现对关键业务流程的全程管控,对核心关键参数的自动调节、自动预警、自动纠偏。

由此,冰冷的机械成为一个具有温度的“生命体”,严整的车间变得灵动、敏捷——卷烟生产从“制造”向“智造”的蝶变,拉开序幕……

(一)

蝶变:从“制造”到“智造”

2009年,美国罗克韦尔自动化有限公司CEO奇思·诺斯布希在美国最早提出“智能化工厂”的概念,其核心是工业化和信息化的高度融合。但目前智能化工厂的准确定义仍众说纷纭,比较一致的看法是:在数字化工厂的基础上,利用物联网技术和设备监控技术加强信息管理和服务,通过大数据与分析平台,将大型工业机器产生的数据转化为实时信息,并融绿色智能手段和智能系统等于一体,构建一个高效节能、绿色环保、环境舒适的人性化工厂。

德国《经济周刊》曾经用比较形象的方式解读了未来智能化工厂:一个生产洗发香波的企业,可以根据客户需要,生产特点不同的香波产品,从原料供货到装瓶送货,整个生产过程均通过电子网络完成。生产时,瓶子上的芯片储存着客户的名字和对产品的要求,以此控制机器加装不同的产品。如果需要新的空瓶子,机器会直接通知相关车间,补充安装了芯片的新瓶投入生产线。客户只要通过网络就能了解产品是在生产线上,还是已在送货的路上,并且在使用后可以通过网络实时反馈质量感受,便于产品和服务的改进。

智能化工厂的基本特征主要有制程控制可视化、系统监管全方位及制造绿色化三个层面。三个层面要共同发挥作用,需要对硬件和软件进行整合,最终形成包括能自主交换信息的集智能机器、存储系统和生产设施为一体的智能体系,体系构成要素要能独立运行,又要能相互控制。智能化工厂的建设有利于从根本上改善工业过程(包括制造、材料使用、供应链和产品生命周期管理等),还能帮助企业有效应对资源整合、结构调整等方面的挑战,带来效率的极大增益。

目前,如何让制造流程具有自动判断能力,是打造智能化工厂的焦点之一。主要途径是以微处理器和人工智能技术的发展与应用为主,包括运用专家系统、进化计算等,使仪器仪表具备高效、多功能、机动灵活等性能。未来5~15年,在各种智能化、自动化系统的基础上,智能化工厂将由工厂局部智能自动化逐步分层次地发展到全工厂智能自动化和社会化智能制造。未来,生产设备将不再是过去单一独立的个体,一旦接入云端,完成连线,将可提供完整的、系统的 服务,一切制造规则都可能会改变。

正因为看到了智能化工厂的巨大潜力和影响,世界先进经济体均提出并制定了针对性的国家战略。除德国外,美国政府提出了《国家关键技术》的报告等。许多国家将智能化生产技术列为重要研究内容,并通过政府主导,企业和科研院所合作实施,大力促进智能生产技术的发展。

许多跨国公司也在积极打造智能化工厂,通过专家系统技术进行工艺过程设计、故障诊断等,将神经网络和模糊控制等先进的智能控制原理和方法应用于产品配方、生产调度等,努力实现制造过程智能化。世界前五百强企业中绝大多数企业在使用ERP解决方案(企业资源计划系统,是指在信息技术基础上,以系统化的管理思想,为企业决策层及员工提供决策运行手段的管理平台),并取得了明显的经济效益。如西门子、三菱都纷纷加入探索智能化生产技术的阵营。

为适应竞争加剧的市场,近年来,中国制造业对质量、成本、效率以及安全的要求也在不断提高,正在经历着重要的转变,如企业从大批量生产向按市场或客户要求的柔性生产转变,从设计和控制系统各自独立向设计和控制系统集成一体转变,从局限在本地生产向全球化采购、生产转变。但问题是,如果只是在企业的某个局部实现智能化,无法保证全局的优化,这种智能化的意义是有限的,我们传统的制造业离智能化还有一段很长的路要走。

从自动化到智能化,虽然中国制造业任重而道远,但毫无疑问,随着世界经济的发展,智能化制造将给所有产业带来冲击,也将引领全球制造业发展模式的革新,对于中国的制造业来说,转型已是必然选择。

(二)

通向智能化工厂

对于中国烟草来说,虽然经过多年的发展和努力,我们初步实现了工厂的自动化,但按照智能化工厂的要求,还存在很多薄弱环节和亟需突破的瓶颈。从智能化工厂的必要条件来说,目前行业在以下几方面仍需要努力:

一是全面感知系统不完善。目前部分卷烟智能仓储系统只能识别卷烟产品的生产时间、货位等简单信息,无法进行进一步统计和分析应用,对于专卖防伪等领域不具备完整的应用价值,无法满足智能化工厂的信息要求。

二是互通互联尚未实现。各省市烟草工商企业建立的物流系统、信息管理系统等无法达到信息共享、数据互联的水平,必要的数据交换不实时,准确性无从验证。这使得省级工商企业之间、烟草行业与辅材供应商之间的完整供应链的互通互联远未实现。

三是智能应用水平较低。这体现在国家局需要的工商数据一定程度上依赖各省级工商企业人工填报,无法实时收集、管控,并且由人工上报的数据不可避免面临人为修改的风险。目前的数据收集不全面、不统一、不实时,造成行业对数据的智能化分析和处理不够。对于已经收集的数据,也面临着数据仓库建设滞后、对海量数据不能充分使用等问题。

四是还没有达到全行业规模化运作。物联网系统,需要把行业内所有的人、财、物都贴上信息标签,实时识别和管控,才能实现整体运营的规模优势。而现有的物联网技术应用还停留在物流、仓储等领域,在烟叶物流、卷烟生产物流、工商一体化物流等方面的应用仍需进一步探索。

五是还未出现广泛适用的智能化工厂建设模式。目前,一些卷烟工厂实施的基于RFID(射频识别)的仓储物流、部分3D可视化等,都是零星的、区域性的 智能化,还未达到整体化的智能生产管理水平。

同时,也要看到,烟草行业的硬件条件和技术储备、人才培养在全国制造业中处于领先水平,在自动化、信息化系统运用方面也有很多成熟的实践项目和经验,特别是烟草行业全国一体化的整体架构,顺畅有效的指令和信息传递系统等,都构成了建设智能化工厂的坚实基础。

行业工业企业需要全面了解、深入研究智能化工厂技术,搭建与之相适应的系统平台的整体框架和结构,将传感设备、嵌入式分析系统、智能控制系统和通信设施通过云端平台整合在一起,形成一个智能化网络,使人、机、服务三方面之间能够互联,共享信息,从而代替过去传统的固定式流水线作业模式,使智能化生产成为可能。

我们相信,只要行业做好整体策划,通过全体人员的积极探索,选择合适的试点项目,充分利用大数据、云计算的现代技术和工具,积累经验后总结推广,把原有的设备自动化向工厂智能化、省际互联、行业互通发展,直至形成从烟叶种植、卷烟生产、成品销售的实物流和生产计划、销售信息、客户反馈、货款结算的信息流完整融合,就能够建设一个全国范围、更广意义上的烟草智能化网络,构建中国烟草核心竞争力。

   


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