自工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)概念提出以來，全球產(chǎn)業(yè)界積極開展應(yīng)用實踐和探索，新一輪科技變革和業(yè)務(wù)創(chuàng)新蓬勃興起，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)逐漸發(fā)展為重要的智能基礎(chǔ)設(shè)施、先進(jìn)的生產(chǎn)力和新型的經(jīng)濟(jì)形態(tài)。

自2016年6月起，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟面向成員單位及全社會啟動了先進(jìn)應(yīng)用案例征集工作，旨在尋找我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和技術(shù)的最佳實踐，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的實施部署提供示范和標(biāo)桿。通過聯(lián)盟專家組的兩輪評審，2016年共評審出12個工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)秀應(yīng)用案例并匯編成冊，于2017工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)峰會上正式發(fā)布。

        智能化生產(chǎn)領(lǐng)域案

歐姆龍智能工廠：多品種少產(chǎn)量型的生產(chǎn)系統(tǒng)

歐姆龍的生產(chǎn)系統(tǒng)，是著眼于對生產(chǎn)數(shù)量及種類的有效平衡協(xié)調(diào)而演變而來的。本案例中的歐姆龍（上海）有限公司就是不斷追求多品種少產(chǎn)量產(chǎn)品的精益生產(chǎn)系統(tǒng)革新的代表。因此歐姆龍也愿意把多年積累的經(jīng)驗作為新的服務(wù)提供給國內(nèi)的制造業(yè)同行。

構(gòu)筑多品種少產(chǎn)量的生產(chǎn)系統(tǒng)，需要在生產(chǎn)設(shè)備和信息設(shè)備兩方面下功夫。其特點(diǎn)為，以生產(chǎn)平臺概念為基礎(chǔ)，通過信息平臺整合人與設(shè)備來組建的小型生產(chǎn)單元的低成本自動化方案（LCIA）。從而盡可能用當(dāng)初少品種多產(chǎn)量的生產(chǎn)設(shè)備來滿足多品種少產(chǎn)量的產(chǎn)品要求，并且在生產(chǎn)中不間斷的對系統(tǒng)進(jìn)行完善和小步升級，從而平衡內(nèi)部短期效益和長期對外競爭力的良性組合。

這里的生產(chǎn)平臺是指作為實際生產(chǎn)系統(tǒng)的插件/貼片安裝平臺和組裝平臺（ASSY）。與此對應(yīng)的信息平臺的作用是個體動作間的有機(jī)關(guān)聯(lián)以及演變。除了有機(jī)的整合人機(jī)設(shè)備以及管理從元器件到出貨的生產(chǎn)過程，信息平臺的作用還包括通過（大）數(shù)據(jù)處理及時發(fā)現(xiàn)/預(yù)測每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)上發(fā)生的問題，最大限度的保證生產(chǎn)系統(tǒng)的高效及穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

生產(chǎn)系統(tǒng)十年磨一劍，在顧客的復(fù)雜要求和價格下降壓力之中求得生存

【諸多挑戰(zhàn)面前的盈利擴(kuò)大】

本次案例介紹的歐姆龍（上海）有限公司作為歐姆龍集團(tuán)的海外研發(fā)生產(chǎn)基地之一，工廠原有作業(yè)人員2000人左右。經(jīng)過近十年的努力，在不增加員工數(shù)量的情況下，目前每年生產(chǎn)的產(chǎn)品種類可達(dá)22000多種，而且每種產(chǎn)品的產(chǎn)量不一，有的型號產(chǎn)品最少每年只生產(chǎn)幾十件。這種情況對生產(chǎn)的安排，對產(chǎn)品的質(zhì)量，成本及發(fā)貨期等的控制都是極大的挑戰(zhàn)。因此，我們從工廠開始的2005年底就開始了LCIA解決方案的計劃與實施，直至今日仍在繼續(xù)。

【三個五年計劃的執(zhí)行】

如圖1所示，項目按照五年計劃的格局總體分為三個階段：生產(chǎn)線的徹底的標(biāo)準(zhǔn)化，分階段的自動化，以及生產(chǎn)系統(tǒng)的智能化。項目開始于2006年，每個階段的時間跨度為五年，2006 – 2011 – 2016 – 20XX。現(xiàn)在正在向智能化以及柔性化的方向努力。具體階段概要如下表所示。另外，每一階段的具體實施細(xì)節(jié)也在圖表中說明。

圖1 項目的總體架構(gòu)以及時間段

項目實施概況

【項目總體架構(gòu)和主要內(nèi)容】

項目的總體架構(gòu)以及時間段在圖1已有涵蓋。根據(jù)上面提到的三個五年計劃，我們把在2006年開始的Stage1以及2011年開始的Stage2兩個階段中的工作和成績做一細(xì)化總結(jié)，同時對2016年已經(jīng)開始的Stage3開始的柔性生產(chǎn)改善也做一個概述。

圖2 生產(chǎn)平臺的構(gòu)筑

在說明圖2 之前，介紹一下歐姆龍上海工廠的開始背景。當(dāng)時它是由三家獨(dú)立的歐姆龍工廠合并而成。所以，最初幾家部門由于歷史原因及不同的產(chǎn)品系列各自為政，從采購到設(shè)計以及生產(chǎn)管理沒有一個統(tǒng)一的考慮。因此，我們的第一步計劃是一步步通過標(biāo)準(zhǔn)化的制定執(zhí)行統(tǒng)籌規(guī)劃所有的人力物力資源，包括產(chǎn)品設(shè)計理念以及設(shè)備設(shè)計思想。

比如三個工廠的產(chǎn)品大都用到SMT操作，于是歐姆龍針對SMT做了基于標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的自動化考慮及實施。另外，在信息平臺方面，歐姆龍導(dǎo)入了MES的同時對產(chǎn)品批次跟蹤以及多種類作業(yè)支援方面做了很多更新。

圖3 U型組裝臺

 在（大部分）SMT工序完成之后，全部產(chǎn)品所需物件會被送入圖3中的ASSY組裝平臺，也就是所稱的U型臺。每個U型臺將完成產(chǎn)品出廠前所需的全部組裝操作，包括與說明書一起的貼標(biāo)封裝。

圖4 信息平臺的構(gòu)建

圖5 不同類型生產(chǎn)線的構(gòu)建

歐姆龍上海工廠的產(chǎn)品覆蓋多種少量和中種中量，所以對生產(chǎn)線的設(shè)計也作了不同的考慮。比如上圖中的安裝PF主要指電路板上的插件操作，因而針對不同的插件種類（形狀，尺寸）以及不同的訂單大小有不同特性的操作平臺。同樣的，在后期組裝線上我們也有從相對大產(chǎn)量的專用組裝平臺到柔性的混流平臺等選擇。

值得說明的是，所有這些操作及選擇都是基于Stage1之后的高度統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)果。

圖6 決定LCA的升級思路

圖6說明了Stage2的執(zhí)行LCA改進(jìn)時的決策邏輯，即利用有限的人力物力解決生產(chǎn)中的瓶頸需求。所以，如表中所示，對不同產(chǎn)品（縱向）生產(chǎn)所需要的不同工藝（橫向）做一列表，從而發(fā)現(xiàn)最通用的操作需求進(jìn)而明確局部自動化的實現(xiàn)來達(dá)到最大的設(shè)備更新投入產(chǎn)出效果。需要再次強(qiáng)調(diào)的是，如果沒有之前的合理優(yōu)化的內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)化的努力，所有這些操作都無從談起。

以下兩圖（7/8）介紹的是生產(chǎn)系統(tǒng)的可視化平臺。通過歐姆龍自行研發(fā)的包括Timeline等等的可視化管理系統(tǒng)，從現(xiàn)場操作人員到生產(chǎn)管理人員都能夠清楚了解總零部件配備，操作程序更新提示到設(shè)備運(yùn)行的所有相關(guān)信息，并且做到在不良事件發(fā)生之前就采取措施，讓生產(chǎn)效率最大化。

圖7 生產(chǎn)設(shè)備的可視化（TimeLine）

圖8 U型組裝臺的設(shè)計

經(jīng)過了近十年努力之后，歐姆龍上海工廠開始慢慢跨入智能化工程的改造階段，尤其把柔性生產(chǎn)作為一個努力方向。這個改造的目的歸根到底還是追求產(chǎn)品的成本和品質(zhì)生產(chǎn)效率，從而更好地滿足客戶及市場需求。

從以下兩圖（圖9/10）可以看出我們的實現(xiàn)目標(biāo)，即所有的平臺比如管理平臺及硬件操作平臺包括機(jī)器人都被納入一個有機(jī)的整體。其中所有設(shè)備的實時監(jiān)控及相互協(xié)調(diào)，所有數(shù)據(jù)的管理及實時分析，所有人機(jī)之間部門之間的相互分工都被統(tǒng)一管理和及時優(yōu)化。圖11顯示的是圖10中的組裝生產(chǎn)線的系統(tǒng)舉例，也稱U字生產(chǎn)平臺。

圖9 柔性生產(chǎn)系統(tǒng)的示意圖

圖10 U型組裝臺與智能管理平臺

圖11 U字生產(chǎn)平臺

【企業(yè)短期效益與長遠(yuǎn)效益的有機(jī)結(jié)合】

歐姆龍公司充分認(rèn)識到生產(chǎn)系統(tǒng)自動化的目的在于兩個方面：短期內(nèi)提高企業(yè)內(nèi)部效益，長期內(nèi)提高對外競爭優(yōu)勢。所以，歐姆龍的方式不是一蹴而就，而是滴水穿石。力爭做到每次的人力物力財力投入都會在短期內(nèi)立竿見影地解決生產(chǎn)過程中的瓶頸問題，同時又與長期系統(tǒng)升級戰(zhàn)略相吻合。

    十多年來，歐姆龍認(rèn)為在完善自身生產(chǎn)系統(tǒng)中積累的經(jīng)驗也可以滿足很多中國本土制造業(yè)的切實要求。因此歐姆龍有意愿通過合作共贏使我們的成績能夠為更多的企業(yè)帶來實際效益。

項目創(chuàng)新點(diǎn)和實施效果

經(jīng)過十年的努力，歐姆龍上海工廠在不增加員工數(shù)量的情況下，目前每年生產(chǎn)的產(chǎn)品種類可達(dá)22000多種，而且每種產(chǎn)品的產(chǎn)量不一，有的型號產(chǎn)品最少只生產(chǎn)幾十件。之前在2010年當(dāng)中國地區(qū)相應(yīng)商品銷售價格下降50%時，實現(xiàn)了生產(chǎn)量的倍增和營收的大幅增長，固定費(fèi)效率實現(xiàn)了翻番。時至今日，歐姆龍具備了更充分的實力來應(yīng)對來自產(chǎn)品的質(zhì)量，成本，發(fā)貨期等等的挑戰(zhàn)，也為客戶提供了更有價值的服務(wù)。因此在2016年國內(nèi)工業(yè)自動化行業(yè)不很景氣的大環(huán)境下，歐姆龍上海工廠所對應(yīng)的工控業(yè)務(wù)逆勢而上達(dá)到了超過以往的增長。