流程车间智能化:从选型到落地的踩坑手记

摘要:本文基于三次流程车间智能化改造项目的实际经验,梳理了从前期测算到落地运行中容易踩的坑,给负责改造项目的中级工程师提供可落地的参考,没有空泛的理论,全是实际跑出来的经验。

别上来就买机器人:先算你的流程稼动率账

很多刚接触改造项目的工程师,第一反应就是找机器人厂商、找MES厂商,把能堆的自动化设备都堆上去。我刚接第一个改造项目的时候也这么想。那是长三角一家做汽车底盘冲压件的民营企业,老板想省工人,开口就要上十台上下料机器人。

做方案算钱的时候我才醒过来,先拉了一周的历史运行数据算了算。原来他们车间多品种转产频繁,换模时间平均42分钟,一天换3次,光换模就占两个多小时,整体设备稼动率才61%。就算机器人把上下料的工人省了,线还是停那么久,产能根本提不上来,两百万投进去,回收期要12年,老板疯了才会投。

流程车间智能化改造前稼动率测算表
流程车间智能化改造前稼动率测算表

按照GB/T 39116-2020 《智能制造能力成熟度模型》的要求,流程类车间做智能化改造的第一步,一定是做现有流程的OEE测算。公式也很明确:
OEE = 时间开动率 × 性能开动率 × 合格率
这个数算出来,你才能知道你的钱该花在哪里。

很多供应商上来就堆设备,根本不帮你算这个账。我那次差点被领导骂死,最初的方案没算这个,被甲方总工打回来,改了半个月才拿出新方案。真坑。

说实话,要是你的现有流程OEE低于70%,先别搞智能化。先把换模流程标准化,把设备日常维护的制度理顺,把小故障的停机降下来,把OEE拉到75%以上再搞智能化,性价比高十倍都不止。

数据采集不是越多越好:要卡准流程节点的痛点

现在一说智能化,必提大数据,必提全数据采集。我见过一个汽配车间改造,三十台设备装了一百二十多个传感器,每一秒的数据都存,结果三个月就把服务器存满了,真要找某台设备的故障数据,翻半天找不到,几十万的采集模块钱打了水漂。

我第二个项目是轴承套圈磨加工流程车间的改造,最开始客户要求每台磨床都装振动、温度、电流三个传感器,全数据存储。我带着两个工程师蹲了三天生产线,跟着工人走了三遍全流程,发现整个流程真正出问题的节点,只有两个:毛坯上料后的尺寸初检、精磨完成后的终检。中间磨床的参数波动,只要超过阈值触发报警就行,根本不需要存每一秒的历史数据,存了也没人看。

轴承磨加工流程车间智能化数据采集节点分布图
轴承磨加工流程车间智能化数据采集节点分布图

后来我改了方案,只在两个检测工位加了机器视觉检测和全参数存储,磨床只留了报警触点信号接入车间SCADA系统,异常数据才自动留存,正常运行的数据不存。整个项目的数据存储需求直接降了70%,成本少了28万,运行两年多,从来没出过数据拥堵的问题。

流程车间的核心是“流”,数据采集要跟着“流”的断点走,不是跟着设备走。 哪里容易堵、哪里容易出质量问题,就在哪里采数据,其他地方点到为止就行。别听厂商忽悠什么“全数据中台”,那都是给不差钱的大厂做政绩用的,中小流程车间,吃不下也用不上。

人员适配比技术先进更重要:别让智能化变摆设

人员适配比技术先进更重要:别让智能化变摆设
人员适配比技术先进更重要:别让智能化变摆设

我见过不下五个改造项目,设备都是顶好的,进口六轴机器人,国产高端MES,上线验收的时候皆大欢喜,结果开了半年,工人还是绕开智能化回到原来的手工操作,设备落灰,系统变成摆设。

为什么?大部分情况都是太追求技术先进,忘了天天用设备的是车间的班长和操作工。我第一个项目刚上线的时候也出过这个问题,我们把操作界面做的全是专业术语,又是OEE统计又是工艺参数调优,五十多岁的班长老花眼,看了就头大,出个小报警不知道怎么点,停线半个钟头,后来干脆把机器人电断了自己干。

后来我们整个项目组跟着工人倒了三个夜班,把整个操作界面重新做了,所有复杂的计算和参数调整都放后台,工人能看到的就三个大按钮:启动生产、故障报修、换模申请,字体调到二号,故障报修点完直接给维修班长发微信弹窗,不到十分钟就能过来修。从那之后,工人再也没绕过系统。

不过话说回来,流程车间大多是多品种小批量转产,智能化系统能不能支持五分钟内换完参数,这个太要命了。我见过一个系统,换产品要技术部重新导BOM,要车间主任线上签字,走完流程半个小时,工人肯定不愿意等,干脆手动干。

我们现在做项目改完之后,必须留一周的“乱造期”,让工人随便用,出什么问题当场改,改到工人觉得顺手了再验收。别拿什么规范压人,工人用的顺手,你的智能化才是活的,不然就是一堆废铁。

现在很多人说智能化就是无人车间,其实大部分流程车间,根本不需要完全无人。把工人从重复的体力劳动里解放出来,少出点质量问题,多赚点钱,就已经是成功的智能化了。

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