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未来的数字工厂,就是让设备能“说话”

雷锋网 2020-08-13 10:24:35

对于许多电子行业的企业来说,产品生产的过程往往牵一发而动全身,不同工序、不同职能之间的生产数据,需要通过快速的传递,才能最极致的提高生产效率。

面临如今日益高速发展的经济,原有的生产模式显然不足以支撑当下的发展刚需,如何提高生产效率的同时为企业降低成本并提升生产质量就变得尤为重要。

电子行业已经迈向数字化方向发展
提到数字工厂,就是产品从研发、生产到上市等全流程的生产过程中都在数字化环境下实现,对于企业的管理者来说,将不再受到时间、空间的限制,在办公室里,在出差途中,甚至任何时间和地点,都可以通过IT系统,直观的了解产品生产细节,快速做出决策。

在广东惠州的TCL电子工厂里,一个个设备、一排排机器正忙碌着。广为熟知的TCL电子是全球电视机行业的领先企业,已有近40年研发、生产及销售消费电子产品的经验。对于TCL电子来说,建设数字化工厂,是促进TCL电子的智能制造发展,能够让TCL电子系统化、全面的规划数字化工厂,建设数字化工厂、深化智能制造应用是其保持产品领先的必要保障。

而原有的IT系统已经很难满足新一代数字化工厂管理的需要,对于传统制造业来说,想要进行数字化改革,其中就包括搭建设备互联平台(IoT平台),向下实现关键设备运行数据采集,向上为上层应用系统提供数据支持,并且,全面推行全员生产维护(TPM应用);通过对积累的设备数据进行分析,完成关键设备和TOP故障的建模和预测,实现设备管理的智能化。

设备联网让信息不再是孤岛,设备维保不再经验化
电子行业离散型制造模式导致大多数企业面临信息孤岛的困扰。

一方面,生产现场的制程数据是各自独立的,信息透明化程度不足,依赖人工去收集处理再上报,另一方面,“工厂的设备运维保养工作,一般是线下进行的、不可量化的。”

一直以来,TCL电子IT项目经理叶波和业务经理李业生紧跟公司数字化转型战略,负责TCL电子数字工厂规划的落地和执行。

“家电制造行业的工厂中,很多设备属于非标设备。当工厂导入新设备时,一开始设备的故障率往往非常高,如果没有一个好的维保方案来快速解决问题,降低故障率,将非常影响产能。这是一个非常关键的痛点。”

李业生在日常管理中发现,没有设备维保数据的统计,导致企业很难计算出设备导致的产能损失。不仅如此,设备的维修高度依赖维修工程师的个人经验,故障处理的方法和经验都没有系统地管理起来,当遇到下次的故障问题还需要人工去研讨处理方法,这也将造成大量产能的浪费。

基于此,TCL电子选择在广东惠州的注塑厂、TV厂和机芯厂试点开展数字化工厂建设,并将成功经验推广到全球其他工厂进行应用。

“惠州的液晶产业园是主要的生产基地,拥有注塑厂、机芯厂、TV厂三个工厂,有非常好的代表性和示范意义。”叶波表示,截止目前,工厂已有600台设备接入了系统,这三个工厂基本实现了关键设备管理的数字化,以及TPM的全面推广。

”在惠州的注塑厂、TV厂和机芯厂已经实现了设备运维人员的统一管理,运维人员的工作量和绩效同时也能做到在线管理。”叶波表示,格创东智(创新型工业互联网公司,拥有制造业多种业态实践经验)设备互联平台的导入降低了设备异常导致的无作业工时和产能损失,节省了大量成本。

通过设备联网,可以进行预防性的维护和保养、减少设备突发性故障,这也是项目的总体布局。如果用一个平台去统一管理设备的维保记录,就像做一个记录笔记,将在线运维经验进行沉淀。而设备互联项目将建设一个设备管理及自动采集的平台,覆盖所有的生产设备,使设备管理统一化,生产透明化,实现异常预警。

搭建平台需要大量的前期调研
“我们团队和格创东智的技术开发团队一起到各个工厂和关键业务部门的人员沟通调研,看看这个方案如何进行,一起制定项目方案并进行蓝图规划和系统的设计开发工作。”李业生表示,“‍系统的开发、测试、验证以及上线的过程都需要双方团队共同的协作和磨合。”

“TCL电子提供业务经验,以场景为驱动,而格创东智提供相应的技术方案,双方紧密沟通是非常重要的”,李业生一直强调这点。‍”内部关键用户和格创东智团队共同组成项目组,随时分享他们的想法和经验,这为项目组从场景的捕获,到最后落地过程的实施有了重要的保障。”

在TCL电子设备互联平台项目二期建设里,TCL电子和格创东智通过大量的调研和论证,最终确定项目的目标:在PC端,通过设备联网,应用格创东智IoT 2.0实现了数据的采集;通过自研的组态工具,实现数据的组态显示;开发的流程工具和东智TPM应用,实现了在线维保的功能;大数据多因子分析建模工具东智MFA,实现了设备预测性维护。

与此同时,在移动端上线IoT应用,可支持设备、告警、应用、事件、维保、绩效查看,并可实现任务与消息处理功能。移动端应用数据与PC端一致,并支持双端联动,采用更适用于移动端的交互操作,并添加相关扫码接单等移动专属功能。

‍碰撞的火花迸发出全新的观点
尽管前期沟通协调做的非常到位,但项目交付和实施过程中,两个团队的想法也会不同。

“就维保人员绩效而言,原本项目组在方案设计时候,采用的绩效方案为所有厂共用,但是功能开发完成后,注塑厂提出其绩效评价的方案跟其他两个厂要有所不同,”‍李业生表示。

“搭建平台的时候并没有进行这方面的设计,这里就存在变更的问题,因为工厂对员工工作量的评估和绩效考评的标准的确存在差异。”

“每个厂的情况差异其实还是很大的。”李业生在与注塑厂一线工人沟通时发现,注塑厂的设备就和其他两个工厂不一样,而每个工厂的设备维护人员数量也不同,所以对不同设备、不同故障的恢复时间就要有不同的指标和权重。

“这就需要将方案进行优化,整理出一套可灵活配置的设计方案,由各个厂根据自己的实际情况自己配置一套绩效标准。”格创东智产品经理严旭东表示。

为了更好地沟通协调,整个项目的进行过程中,两个团队在每周的例会中,先回顾整周的工作情况,并聚焦各个业务模块遇到的一些问题。

“我带着IT团队和格创东智的团队以项目组的方式沟通,会针对一些具体问题进行沟通。”叶波表示。“平时遇到具体的问题,两个团队将组织专题会议进行讨论,快速提出完整的解决方案。”

数据不光要采集更需要分析
项目在实现了设备联网和设备运维管理的协同之后,更重要的是利用积累的数据,进行全面深入的数据分析,实现数据价值。因此,格创东智和TCL电子在设备数据联网的基础上,利用数据分析工具实现设备上抛数据的分析和建模,为工厂提供设备预测性维护。

但这个过程不是一蹴而就的。

电子行业的一个显著特征是多型号、小批量,而这种生产方式的非常普遍,例如几百台的批量就意味着要重新转产,一旦发生转产后,人、机、料、法、环也要跟着变,作业方法要变,设备的参数也随之变化。

“比方说,目前一个生产线生产产品A需要几个人即可,但是生产B产品需要十几个人,那么这时候,物料肯定是要变的,配送上限变了之后如何迅速配套生产呢?这个问题对于生产线来说影响很大,需要通过数字化把这些要素实现提速,降低损失,最终实现柔性和智能化的生产方式。”李业生表示。因此,对于大部分电子行业来说,多型号、小批量对供应链和现场精益管理的要求会更高。

‍基于此,数据分析项目在之前的基础上额外增加了一些全新设备的接入,例如OC机、点胶机的设备数据预测,并连动MES系统实现了生产计划的匹配与转产工单的自动创建。

1、数据分析的落地是不断磨合修正的过程

在项目实现的过程中,两个团队在利用东智MFA进行数据建模过程中需要面临从设备改造、数据上报、数据标识、建模分析的诸多挑战。

(格创东智MFA,是一款大数据多因子分析建模工具,通过数据预测,能够通过设备的实时数据,预测出其可能的异常,对设备故障实现预警。)

“选定分析建模场景后,工厂生产设备的技术人员和设备维修人员需要给我们提供机器的工作原理,我们需要知道要使用哪些数据然后才能进行建模分析,最后转化成模型输出。”李业生认为,这也是项目的难点。他举了一个例子,某个部位的压力在生产过程会发生规律性的变化,为了采集到这个参数就需要进行设备硬件的改造。

“我们需要设备人员在现场为我们讲解生产过程,然后产品经理需要将生产逻辑和建模逻辑给到我们开发团队, IT人员进行数据分析,寻找对应算法,进行建模。模型建立完成之后,设备人员在实际生产过程中进行反复地验证。”

“要知道,不是所有数据都是有效的,需要区分哪些是有效数据,这个环节需要双方共同努力才能搭建起来。”格创东智高级项目经理邱传熙带领团队在项目一开始和电子团队反复磨合和沟通,才梳理和建立了一套建模的工作流程和方法。

2、工作方式的转变

由于设备信息和运维人员的管理也加入到了平台中,这就意味着管理人员对工厂运维人员的一部分工作,如计划排配、工作排配会转移到平台里面,“这样他们可以进行一些计划性的安排,例如维保预案的编辑和任务的下发。”李业生展示了管理界面。

在这个界面里,运维人员可以进行接单操作、抢单操作,进行维修记录等操作。此外,上级会对员工进行评价,可以显示出对应的绩效考核结果,而管理者‍可以通过平台的 PC端或者移动端,根据报表监控生产线设备运行状态和不良情况,分析出故障机器给公司带来多少损失。

”例如注塑厂,当员工发现设备的故障,就可以确认后将这转化为一个维修单,那么运维人员就会立即去现场确认进行故障分析和维修。”严旭东表示,而对于工厂来说,可以通过这种模式快速掌握故障的维修方法。

电子设备互联效果显著
格创东智采用的容器化部署和微服务可以让平台可以快速实现拓展,‍并且根据客户的需求灵活的调整模块,未来可以通过全程计划部署,直接添加相应的服务器资源,可以通过这种分行设备的接入。而这种快速伸缩性是非常良好的。而对于没有IT经验的人员来说,可以非常容易地进入平台进行操作。‍

目前,项目二期的建设给三个工厂带来最直观的改变就是设备联网以后变成了设备在线的实时监控,运维人员可以对设备的健康状态有非常明确感受,降低了故障的处理时长,减少了设备故障导致的无作业工时。

‍并且,在人效方面,实现了绩效在线、工作量在线,管理者可以看到运维人员的工作量情况,而工作人员可以实时看到自己的绩效排名,“这对员工来说有非常大的积极作用,可以说侧面地提高了工作效率,可降低30%无作业工时。”叶波表示。

而比较亮眼的功能部分就是利用东智MFA大数据多因子分析建模工具,对工厂的关键设备完成了将近10个模型的建立,对设备进行预测性维护,这能给工厂效率带来非常直观的积极作用。

在项目一期,设备互联就为TCL电子这三座工厂节约了几百万的成本,而在二期选择将OC点胶机和螺丝机这些故障率很高的设备进行互联和改造,减少设备问题造成的屏幕损坏,也可以节约几百万的成本。

“目前试点的三座工厂已经做了非常扎实的准备,后续将逐步向全国甚至全球其他工厂推广。”李业生表示,循序渐进地达成柔性生产和智能化生产。

设备管理精度的提高需要循序渐进
“设备管理的精度是需要一个不断迭代的过程,需要逐步积累。”李业生深知,设备的损耗问题,在实际保养过程中很难发现,只能定点去添加润滑油等操作,而磨损积累到一定程度机器就会突然坏掉,这大大地影响产能。

另外,产品适配性问题,例如使用不同模具生产的产品结构件,会有一些公差存在,但是通过设备去自动安装的时候,仅仅按照一种规格去设计安装夹具时,会造成不同模具生产出的产品结构件符合标准要求,但是安装的时候会出现偏差,这时候故障就会显现出来。

‍如今,通过设备联网和生产管理数字化升级改造,可以通过数据采集方式有效地识别出来,这样再去修正就可以提前预防处理。‍‍

对于电子行业来说,提出互联概念的时间并不长,‍对于许多企业来说,如今没有一个明确的路径,各个企业需要自己去探索。

例如TCL电子,在惠州的三家工厂的生产模式就不同,不同产业不同的生产类型会有很多差异化的需求,工作模式‍将有一些区分,对于劳动密集型企业,就要加强远程监控,也会更侧重于人员对生产运维的改善,而这也是未来的数字工厂发展的趋势之一。

李业生表示,“对于传统电子企业来说,通过制造技术的智能化升级,借助物联网进行工厂自动化改造,智能化精工制造和信息化品质管理,才能为消费者带来更高品质的产品。”

自在天魔记

◎净彬 文

记得在八年前初初受三皈五戒时,曾听宣公上人开示:“要让正法住世,一定要持诵《楞严经》和〈楞严咒〉;《楞严经》在,即正法住世”。弟子依教奉行,每天持〈楞严咒〉三遍或四遍。不管任何法师或善知识规劝改修其他法门,弟子仍不动心地持诵下去。过了半年,魔考来了。

有一位从美国回来的大居士名“黄老师”,传说功夫高超,显密皆通,会治病,也会看相;针灸把脉无所不能,甚至可以用针灸帮人“开天眼”……等,因此跟他学的人不少。大家都一窝蜂地“往大师那钻”,整天跟前跟后的,无非就是要“贪得”老师传授“密法”,渴求佛法修持上的“密诀”。

除了传授佛法以外,黄老师常说某某某是过去生他的弟子、妻子、侍者……等,还说此世来娑婆度众是要带一些“宿世曾发愿”的弟子“回去”。回去哪里呢?老师常说回去“原来的那个地方”,其实就是指天上“魔王的宫殿”。因为,他不提倡往生西方净土,他是要回归“天上的极乐世界”。

这时我刚入佛门半年,才在专科学校里的“菩提社团”学佛。班上学佛的同学不少,算来也有十余人,很多都是宣公上人的皈依弟子。结果大家都努力地“亲近”善知识(“黄老师”),连我班上已受菩萨戒的同学也去依止他。

刚开始实在是看不出黄老师的“底细”;一脸清秀,圆满白晳,且额头印堂也很光亮,所说的佛法都是“佛说”,尤其重《金刚经》的“应无所住而生其心”之句。常勉励学生多参此句经文,也指导大家拜忏,修《六祖坛经》、念经咒等。当然我也很好奇地去亲近此位善知识。但说也奇怪,我就是跟他“不相应”。他所教的修持法门,我也听不下去,总是没有“法喜”。仰慕他的学生有从高雄、屏东、台中、台北等来亲近的,老师就暂住在离我台南家二公里的地方。

说实在我内心很惭愧,也很着急,一味谴责自己为什么业障这么重,连“海外进口”的善知识都无缘亲近学佛,真是感到万分地惭愧。每看见班上同学及师兄弟去亲近,得法喜回来,自己心里头真不是滋味;心情不好时,还半夜骑机车去无人的海边“散心”,就这样地过着一种“躲避”的日子。虽然如此,我每天依旧“傻傻”地念我的〈楞严咒〉。

黄老师的事情就这样过了半个月。某天,那些常去亲近的师兄弟和同学,很奇怪地对我有点“排斥”。我也说不上来他们怎么突然与我有点“距离”起来。起先我还不在乎,渐渐地就很明显。

原来他们不知何时去跟老师学了“密法”回来,个个已都“神通广大”。怎么广大呢?比如说他们人虽在台南,但耳朵却可以“听”到身在高雄的老师;嘴巴也可以“透过隔空”,跟在高雄的老师对话。这真是厉害了!偶而打打坐,他会跟你说他去了“天上”转了一圈回来,甚至已得“天眼通”可以看见一些东西。

这时候我就用那《楞严经》五十阴魔上的道理跟他们说,但他们却因此很排斥我,对《楞严经》五十阴魔的道理完全听不下去,甚至非常讨厌这样的道理。我劝他们也念念〈楞严咒〉,如果那位黄老师是真的、正的,念〈楞严咒〉应该是“无碍”的,甚至于“多多益善”,但他们已完全被“控制”住(极可能让恶灵缠住了),无法听进这一番话。那时我看他们气色一个比一个差,印堂又黑又暗,直觉已经无法挽救了。

过了一个月,终于出现救星。高雄元亨寺的法师恰巧来台南,也跟这些人碰了面。法师也察觉到这些人已不对劲,就持大悲咒水加持他们,也劝他们要离开恶知识。终于在三宝的加被下一个一个都被救醒了。

被救醒的同学回忆说,当他有“灵力”的那段日子,不晓得怎搞的,一直地梦见宣公上人(这些亲近黄老师的有不少都是上人的皈依弟子),才晓得上人老早就在默默地加被弟子早日脱离魔境。等大家清醒后个个都痛下决心忏悔,好好地念〈楞严咒〉却魔。这件八年前“黄老师魔事记”是千真万确的事。当时受害人将近二十人,如今也都脱离了魔王的掌控,结束了这段“魔考”。

这件事令人反省《楞严经》卷九上所说得:“口中好言:我于前世,于某生中,先度某人,当时是我妻妾兄弟,今来相度,与汝相随,归某世界,供养某佛。或言别有大光明天,佛于中住,一切如来所休居地。彼无知者,信是虚诳,遗失本心。此名疠鬼,年老成魔,恼乱是人,厌足心生,去彼人体,弟子与师俱陷王难。汝当先觉,不入轮回;迷惑不知,堕无间狱。”

这都是魔王来收眷属的,修行的人一定要“不作圣心,名善境界;若作圣解,即落群邪”,时时把五十阴魔的经文记在心头,这样才不会走错路。所谓“宁可千年不往生,不可一日入魔道”,平常要依《楞严经》作为修行上的照妖镜,加上持诵〈楞严咒〉以不争、不贪、不求、不自私、不自利、不妄语的心去修行,相信一定是“百魔不侵”的。

《楞严经》卷七上说:“不持此咒而坐道场,令其身心远诸魔事,无有是处!”

“是咒常有八万四千那由他恒河沙俱胝金刚藏王菩萨种族,一一皆有诸金刚众而为眷属,昼夜随侍。”

卷十云:“一心劝令,持我佛顶陀罗尼咒。若未能诵,写于禅堂,或带身上,一切诸魔所不能动。”

〈楞严咒〉在〈朝暮课诵本〉中,早已是天下丛林所必念的早课,期望大家每天不忘持诵〈楞严咒〉,尤其在末法“邪师说法如恒河沙”的今天,更要格外谨慎小心坚守“四种清净明诲”,一定不会走入魔道的。

【编注】摘自《万佛城金刚菩提海》月刊  第348期


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