【深度】工业4.0=天方夜谭?没那么夸张,这家公司做的有声有色

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首先,一起来看看下面这段小视频吧,机器人协作传送玻璃,全程高能!

玻璃只有0.7毫米厚!这要是人工搬运保不齐就搞砸了!

这个高大上的视频拍摄自陕西彩虹电子玻璃有限公司的无人车间。彩虹电子玻璃是大名鼎鼎的彩虹集团的下属公司,生产经营液晶显示器用玻璃基板产品,玻璃基板是液晶面板的主要部件和基础载体,彩虹电子玻璃乃是我国在这方面的领军企业。

如今,工业4.0成为众望所归的大趋势,彩虹电子玻璃在这方面怎能落后?

专家指出,工业4.0最重要的一个方面就是让制造系统更加透明,使原本不可见的设备衰退、质量风险、资源浪费等问题变得可见,从而通过预测性的手段加以避免,实现无忧(worry-free) 的生产环境。

从理论到实践的巨大鸿沟仍然需要跨越,彩虹电子玻璃有勇气成为敢吃螃蟹的人!

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让小锦来告诉你,彩虹电子玻璃进军工业4.0的玻璃大数据项目于近日顺利完成,成为国内实现工业和信息化深度融合的开创性项目。该项目的生产技术打破了国外公司的垄断,产品达到了国际先进水平。锦囊专家记者有幸采访了彩虹电子玻璃IT主管李华,请他来和我们分享一下该项目的设计和实施经验,从而为渴望转型、迈向工业4.0的传统制造企业提供借鉴。

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彩虹电子玻璃IT主管李华

从2006年建厂起就在此工作的李华介对于彩虹电子玻璃的了解一清二楚,他说,在玻璃大数据项目之前,彩虹电子玻璃早已建立信息中心和覆盖全园区的企业网,在企业管理上已经建立了各种管理信息系统MIS,具备工业4.0的建设条件,企业生产在硬件设备上也已经使用可编程工业机器人和软件可定义PLC(可编程逻辑控制器)等符合工业4.0标准的设备,但是由于信息系统各自为政,总体工业信息化水平仍然处于工业2.5的阶段。“我们所做的工作是把生产环节数据和管理环节数据打通,从而真正实现工业化和信息化的融合。”

一、打通工业化与信息化任督二脉

知易行难。早在这一项目之前,李华已开始对于工业化和信息化本质的深刻思考,这也成为实现二者融合的思想基础。他认为,工业化控制是以PC类计算机或者小型机作为计 算主体,由特定的应用程序来对控制量进行分解转化后, 发送给PLC、传感器等来实现自动化生产目的,如传统的分布式控制系统、DCS系统等。其优点是数据命令有效,高速,准确,实时;但缺点是格式单一、封闭,无法进行大量数据的分析评估,数据保存周期短,无法进行有效的回溯。

信息化的特点是以PC为运算控制器,以应用程序进行流程化的运算、发布、控制,具有可灵活编辑的应用平台,具备图形、图像、报表等分析能力,可进行大数据量的存储,报警图形化提示,数据可追溯。

简而言之,工业化的层级是从数据、信号、执行到制造,信息化的层级是从数据、信息、知识到智能。在工业化和信息化割裂的情况下,一般只能用产品质量来倒推生产线中制造工序及加工工艺问题。 这其实是“僵尸还魂术” ——无法对企业的产品进行及时的反馈,因而也就无法有效地对生产风险与品质管理进行把控。

唯有通过二者的融合,对企业生产数据、生产车间、设备进行全方位的监控,才能实现对企业生产数据进行有效的分析和呈现,对企业的生产全局进行可追溯,可评价,有效实时的管理。

“工厂可视、设备可控是实现是实现智能制造和工业4.0的前两步。”李华说,目前彩虹电子玻璃的大数据项目正是实现的这前两步,从而让工业4.0不再只停留在概念阶段,而是切切实实地开始落地。

二、用生产质量保证产品质量

让我们来看看此次彩虹电子玻璃率先实现可视、可控的盖板玻璃生产车间有什么特征呢?

原来,盖板玻璃属于高铝超薄玻璃,是高端玻璃产品,广泛应用在手机,平板以及GPS的触控显示器件领域,具有超高的质量要求,废品率很高。其严格的质量管控要求,是人工检查难以做到的,依赖人工输出只能输出合格和不合格产品,无法预知和管控。

三、这样的难题怎么破?

李华认为,生产质量和产品质量是不等同的,前者是后者的优先保证。为此,他主导信息化部门设计了项目总图,由西安文易软件(简称文易)帮助研发出生产管理系统和质量检验系统。生产管理系统通过底层设备的传感器进行工业组网,把相应数据映射回信息化系统,再通过实时数据库进行分析,做到了数据可视化、生产可视化。可视化使得所有设备在控,有实时状态报警,有历史记录可查寻,从而保证了生产质量;同时还可以进行分析设备运转状态、不良状态和报警有何关系等相关问题,为未来的机器学习打下了基础。

据了解,这一大数据项目的软件投资只有100来万元,只占生产线投资的很一小部分,但作用巨大,大大减少了生产过程质量问题可能造成的产品质量损失,优化了成本。

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目前,该项目使得彩虹电子玻璃在冷端可以实现无人车间(仅有三个人监视异常),真正实现了生产数据准确化、管理精确化,从根本上提高了产品质量。据统计,生产管理系统日数据量达到225万条,质量检验系统日均数据300多万条,一天数据达到了1000万条。单条数据查询时间在20毫秒左右。

四、商用化系统助传统企业转型一臂之力

更让人高兴的是,彩虹的开创性工作不仅对自身好处巨大,其他企业也完全可以从中受益。

由文易帮助实现的彩虹电子玻璃大数据整体解决方案包括软件和硬件,其中,硬件包括文易大数据一体机,数据采集一体机(windows);软件产品有5个,包括文易工业数据采集系统、文易生产数据管理系统、文易无人车间生产数据管理系统、文易产品检验数据分析系统、文易多元异构数据分析系统),并且均取得了软件著作权(李华是其中三个软件产品的第一完成人),可以为更多制造企业提供商用化服务。

通过此次项目,文易还建立了工业大数据理论模型,建成了分布式12个节点的大数据工程中心,具备300节点的扩展能力,完成了与日本、德国、美国符合大数据标准的工业智能设备的数据采集对接,填补了国内空白。

可以说,在通往工业4.0的道路上,彩虹电子玻璃与合作伙伴一道为我们做出了可贵的示范。千里之行,始于足下,无论怎样宏大的目标,都需要我们一步步去实现。工业4.0并不遥远,唯一需要的是我们当下开始。


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