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2019第六届日本智能工厂考察之旅圆满结束

2020-01-10 22:18

  2019年12月15日,由e-works数字化企业网组织的“2019第六届日本智能工厂考察”圆满结束。

  2019年12月15日,由e-works数字化企业网和中国人工智能学会智能制造专业委员会组织的“2019第六届日本智能工厂考察”圆满结束。

  在中国工程院李培根院士和e-works CEO黄培博士的带领下,考察团在为期8天的时间里参观了日本最大的紫外油墨和涂料制造商T&K TOKA、日本株式会社沙迪克(Sodick)、工程机械制造企业小松建机中心、日本最大的半导体制造商东芝、高效率加工技术领导者牧野厚木工厂和富士胜山工厂、雅马哈船外机工厂、丰田产业技术纪念馆、松下SUNX工厂以及三菱电机福山制作所。考察团学习了日本领先的精益生产模式与智能制造技术、了解了智能制造最新发展及成果、领略了日本企业以人为本的生产理念、感受了日本企业专注与执着的企业文化,收获巨大。

  考察团首站来到了位于日本埼玉县的T&K TOKA总部并参观了工厂。T&K TOKA已经专注从事油墨生产70余年,其中T&K代表着Technology and Kindness,是油墨行业的隐形冠军。T&K TOKA的标准产品大约有10万种,每年生产量约为24,000吨。通过交流本次考察团员了解了油墨生产过程,并近距离参观了T&K TOKA “配合工厂”如何从清墨原料经过溶解、高温反应、助剂添加、混合搅拌等一系列工艺后,最终形成成品油墨。此外,作为典型的多品种、小批量生产模式,T&K TOKA还分享了其Asprova生产计划排程APS应用心得。

  第二站,考察团来到全球著名智能装备制造企业沙迪克(Sodick)公司。沙迪克公司由古川利彦先生创立于1976年,非常注重核心技术的不断创新,致力于“制造世界上没有的东西”,主要产品包括电火花加工机、线D打印机、超高速铣削加工中心、注塑机等,还生产工业陶瓷等产品。沙迪克的高精密机床应用了自主研发的直线电机,无需丝杠,实现了高精密加工。沙迪克是一家上市公司,现有3600多名员工,2018财年的收入达到7.55亿美元。

  沙迪克在创立之初便开发了世界首台NC放电加工机,近年来开发出兼顾高精度和高速加工的纳米加工机、电子束PIKA面加工装置EBM等(可以在瞬间实现金属表面的抛光)。在增材制造方面,沙迪克推出的OPM系列3D金属打印机可以实现复合加工,进行增材制造和铣削,提高了成形精度,可以用于制造精密模具。沙迪克的专家还给考察团成员介绍了自动化示范生产线,将注塑机放置在组装线两边,通过调整各个工序的节拍,多台机器人协同装配,实现了全自动化。在沙迪克公司的展示中心,考察团成员近距离参观了电火花加工机、线切割机、加工中心等各种应用,包括创新研发的纳米加工机、电子束抛光装置等,给考察团员留下了深刻印象。

  第三站,沈阳柴油发电机组考察团来到位于日本千叶县的小松集团智能建机体验中心。成立于1921年的小松公司拥有6万多名员工。小松通过人、理念、软件三位一体形成Smart Construction,即智能施工解决方案。通过使用无人机对工地进行勘测,将传送数据至云端,生成三维的地理信息模型,并与工程的地基模型进行比对,计算出需要挖掘的土方量、工程机械,并生成项目计划。在施工过程中,通过无人机测量实际的工程量,并通过信息通信技术指导施工,对工程变更也可以及时反馈到生产现场,对于施工进程可以实现智能监控。考察团员还实际体验了智能挖掘机的操作,进一步加深了对小松智能施工模式的理解。

  第四站,2019年12月10日下午,e-works第六届日本智能工厂考察团来到了位于日本川崎市的东芝集团总部,聆听了东芝数字解决方案公司对东芝公司的物联网、人工智能、增强现实、数字孪生等技术和应用案例,以及东芝制造业IoT解决方案MeisterSeries的相关讲话。

  东芝利用在社会基础设施、能源行业等广泛行业领域的物理领域中培养的经验与实绩,以及将现场得出的数据进行AI等网络技术,朝着成为创造新价值的CPS(Cyber Physical System)技术企业变革的方向不懈努力。在制造业领域,东芝公司通过生产技术与制造诀窍的集结与数字化技术,实现制造流程的IoT数据收集、积蓄、和高效利用,在进一步提高生产性与品质,传承技术know-how及减少作业失误、点检自动化、运用AI进行不良解析等方面进行了深入实践。

  考察团还参观了东芝智能社区中心相邻的东芝科学馆,加深了对东芝的发展历程和最新技术的理解。

  在东芝科学馆,展示有东芝公司研发的的自立型氢能源供给系统(H2ONE)、重粒子线癌症治疗装置、锂离子电池(SCiB)、站厅自动检票系统等高新技术的产品。观摩了别开生面的超导技术应用实验,静电技术实验。讲解员还展示了一百多年前日本工匠制作的通过上发条可以送茶,还可以射弓的机器人偶。一些考察团成员还体验了超电导以及静电等等的实验演示。东芝科学馆,让考察团成员流连忘返。

  第五站,考察团参观了全球最大的铣削加工中心制造企业牧野机床的厚木工厂和富士胜山工厂,沈阳柴油发电机组牧野社长井上真一先生亲自接待了考察团一行,并诠释了牧野“Quality First(质量第一)”的经营理念及其LOGO的深刻含义。牧野机床创建于1937年5月,是全球高端铣床和加工中心的领导厂商,服务于模具、航空航天、汽车零部件、医疗健康行业。主要产品有加工中心、NC电火花加工、NC铣床、DNC铣床、FMS、CAD/CAM等的制造与服务。目前,牧野机床全球员工共4800余人。截止2019年3月的财年全球的营业额是2047亿日元(约132亿人民币)。牧野机床在欧洲、北美洲、 中国、新加坡、东南亚、印度设有技术中心及工厂。牧野中国公司总部在昆山市,主要产品有电火花机和线切割机,供应全球市场。牧野机床还在武汉建立了汽车装备公司。

  考察团首先参观了厚木工厂,由牧野机床(中国)有限公司总裁朱良先生、销售总监史久波先生、销售经理高田健一先生带领,依次参观了精密加工车间,了解了主轴部件生产、装配和检测流程,近距离考察了柔性制造系统(FMS)的规划布局与生产现场。为保证加工质量,机加工和装配车间运用了恒温系统(加工车间1度,装配车间0.4度)。牧野机床采用了硬轨面和机身一体化结构设计,在可承载50吨的地基上加工,结合自动化生产与工匠的精雕细琢来确保机床高刚性、高精度以及质量的稳定性。在主轴装配过程中,精确调整关键零部件的同心度,还进行动平衡检测,确保精度。对于导轨面,既通过自动化设备进行刮研,同时,还保留了由高级工匠进行手工刮研的工艺,确保机床的精度要求达到亚微米级别。牧野机床生产的电主轴最高转速达到每分钟4.5万转。电主轴部件有2400多个零件,牧野拥有专利技术100多项。超高转速、超大功率及超大扭矩三个方向的主轴,牧野都能够生产。部分机床也配备了直线电机。精益求精的品质,使牧野机床的产品成为模具行业的标配。

  考察团还观摩了牧野机床自主研发的搭载了协作机械手的AGV iAssist,这台AGV可以实现自动抓取刀具,从刀库取刀,换刀。运送刀具时会主动避让障碍物,自主规划行走路线。这台AGV采用了传感器技术、机器视觉技术、机器学习技术、测量技术以及激光导航技术,定位精度达到了0.1mm。在精密加工车间,团员们还看到了由牧野机床生产的高精度模具,像汽车车灯模具,即要满足几何要求,表面光洁度要求,还要满足光学要求。牧野机床还针对航空铝材、钛合金等不同材料的加工要求设计了专门的机床产品。

  随后,考察团前往牧野机床的富士胜山工厂,参观了大型加工中心的床身部件生产和总装车间。在装配车间,环境温度、湿度、清洁度必须在规定的范围内,传感器实时测量并报告数据。牧野机床应用了自主开发的MPMax系统调度无人叉车(AGF)自动取料,AGF可以自己上电梯,将物料送到指定位置。MES展现生产进度、质量追溯、设备稼动率等的,一目了然。高田先生向大家介绍了牧野的IOT应用情况。ProNet Connex平台可视化的展示,支持客户提升机床稼动率。实现远程支持服务,迅速诊断机床故障,制定维修保养计划。即使发生问题,也可以最短的时间内恢复运行,缩短停机时间。

  考察结束后,李培根院士用“质量”和“共生”两个词分享了考察心得。李院士提到,不能靠检查来保证质量,企业不仅要关注每个工序的加工质量,在研发设计阶段就需要充分考虑质量问题。而且,质量不仅仅指产品本身的质量,一个企业的质量还包含对客户服务的质量。比如牧野就非常用心地去满足航空航天、汽车等不同行业的客户需求。我们讲以客户为中心,不能停留在口号上,需要体现在方方面面。关于共生,一是企业应用先进技术的同时,始终不要忘记匠心,即先进技术与工匠精神的共生,牧野采用了自动化技术,柔性制造系统FMS,工业机器人,AGF等等,但不等于说可以丢掉工匠精神。他们在轨道研磨工序,仍需要工人手工工作达到更高的精度。共生的第二个方面是企业与客户的共生,牧野研发部针对客户的需求进行研究就是个小例子。第三就是企业要有与员工共生的意识。企业家要思考靠什么文化使得员工与企业共生。第四就是思考上下游的合作,生态链上下游的共生。比如:牧野使用法那科的控制系统,法那科采用牧野机床生产产品,也是一种共生关系。

  第六站,考察团来到了位于滨松市的雅马哈船外机工厂,考察团得到企业负责人的热情接待。雅马哈创立于1887年,于1955年成立雅马哈发动机株式会社,1960年5月开始生产船外机业务,已累计生产1200万台。2018年全球船外机市场为84.2万台,其中雅马哈生产了31.4万台,市场占有率为37.3%,远销世界180个国家和地区,居全球第一。目前,雅马哈船外机有4个工厂,其中2个在日本国内,其它2个分别位于泰国和巴西。本次考察团参观的袋井南船外机加工厂建立于2008年5月份,共有700多名员工,占地118,000平方米,主要进行船外机的组装、加工、喷漆、检测、包装等工序。

  考察团参观了船外机柔性加工中心和装配线,装配线主要分为A、B、C三条,分别对应大、中、小三种不同规格的船外机产品,其中A线明星产品为主。为提升组装效率,组装线采用了零件的自动配给,通过导轨将装有一台发动机所有零件的绿盒随着每个加工环节有序递进,既保证了加工效率,也防止了零件的漏装(最后一个环节后盒中无剩余零件)。此外,袋井南工厂还采用了水蜘蛛人工配送、使用磁条导航的AGV、人工智能AGV(自然导航)三种模式进行零件的配送,并配备了数字拣货系统。由于船外机生产是小批量多品种的生产模式,袋井南工厂并不盲目追求自动化,而是强调人机结合。在生产过程中,每个船外机都配有RFID芯片,实现了加工过程的追溯。由于船外机品类众多,整个组装线还具有柔性化的特点,组装不同产品的转换节拍仅为2-3分钟。

  雅马哈工厂强调“理论值生产”,追求绝对质量。结合MotionBoard生产管理软件与现场看板,整个组装过程都实现了可视化,每个工位的情况一目了然,甚至可以反应每个工位员工的心情状态,这也体现了雅马哈以人为本的精神。在袋井南工厂,雅马哈为每个工人定制了5级人才培养计划,促进他们从单线到多线最终掌握全工序的技能成长,致力于让每一位员工都成为多面手。

  李培根院士在点评时指出,企业不仅仅要追求“利”,更需要“益”,这中间需要通过人来连接。在谈到人对企业的重要性上,李院士以“阴阳”作比,“阴”主内代表企业员工,“阳”主外代表客户。李院士表示企业对内要注重员工的培养,提升员工能力的同时让员工有随同企业成长的认同与参与感,例如雅马哈从单一到复合型的人才培养计划。对外需要提升客户体验与满意度,如雅马哈提出的“感动创造企业”理念,雅马哈观察渔民对于船外机的使用,通过换位思考不断进行技术创新感动用户,让雅马哈产品使用者对生活工作有了更美好的向往。李院士强调中国企业家必须注重以人为本,思考如何通过自身产品让用户和员工找到“存在感”,让参加第六届e-works日本智能工厂考察团的成员获益匪浅。

  第七站,考察团来到兵库县龙野市,考察了松下神视(Sunx)竜野工厂。竜野工厂成立于1970年12月12日,现有员工458人,主要生产各种精密传感器、控制器、变频器等产品。该工厂隶属于松下集团的IDSBU(产业元器件解决方案业务线)。

  竜野工厂总经理大野博先生为考察团介绍了松下神视的基本情况、主要产品,以及能源可视化和工艺改善实践。考察团参观了竜野工厂的产品展示厅,走进世界上最小的光电传感器的生产车间,参观了光电传感器的注塑、线缆自动化生产、熔接、检测和封装过程。松下神视持续改善制造工艺,提升产品性能,实现了生产和能源可视化应用,给考察团成员留下了深刻印象。

  作为本次考察的最后一站,考察团走进三菱电机株式会社福山制作所参观学习。三菱电机中国总代表富泽克行先生、三菱电机福山制作所柴田渝所长、万代博康副所长等领导热情接待了考察团一行。学员参观了断路器生产车间和产品展厅,聆听了三菱电机福山制作所的节能实践案例及其节能增效综合解决方案。

  三菱电机创建于1921年,是全球工业自动化领导厂商之一,世界500强,业务范围涵盖能源、电力设备、电子元器件、家电、信息通讯系统及工业自动化系统。福山制作所主要生产低压断路器、计测控制器及节能产品。三菱电机不仅向全球客户提供节能产品,自身也为构建环保节能的智能工厂持续改进优化。福山制作所自1997年起率先开始节能实践活动改善,在节能环保方面取得了突出成绩。同时,福山制作所还将其全体员工节能改善活动获得的技术诀窍应用到节能设备的研发上,推动其节能产品的发展。

  考察团参观了福山制作所的产品展厅,工作人员重点介绍了三菱能量测量仪EcoMonitor Plus,可编程控制器电能测量模块,可视化监控系统等产品,由此构建的绿色环保节能解决方案不仅可以进行“电力监测”,还可根据不同的使用方法,构建可视化系统确保生产设备的预防保全、稳定运行、提高生产率等附加价值。其产品可根据需要组合增减模块,避免浪费,可对设备故障进行预警。在断路器装配车间,考察团成员观摩了W75、W90和W105系列断路器的全自动组装、检测和包装线,广泛应用了六轴和SCARA机器人、机器视觉等技术,可以生产多种产品,工作人员只负责产线的监控及故障维护。

  在能源管理方面,福山制作所的专家分享了三个节能案例。第一个案例是监控楼宇办公用电状况,可视化用电分布,发现存在的问题,并制定相应措施;第二个案例是利用WEB图表进行原单位管理,通过能耗可视化发现浪费,全员参与改善,从而提高生产率;第三个案例是设置各局部变电所的管理员,在WEB图表上进行各部门用电量的目标管理。通过18年的改善活动,与1997年相比,2015年电量削减了1500kw,节约1亿日元。在考察期间,李培根院士与三菱电机领导进行了深入交流。

  本次深度考察通过工厂现场参观、技术讲座、问答和内部研讨等方式,使考察团成员深入体会了日本制造企业如何在行业竞争日趋激烈、节能环保要求日渐提高、人口老龄化等背景下,通过精益生产、人机协作和柔性自动化产线实现工厂的高效率生产、以客户为中心的技术创新、注重产品细节的专注与执着精神、以及通过新能源和能源管理等方式实现节能环保,学习了建设智能工厂的最佳实践。

  秉承e-works一贯的“下车参观,上车讨论”考察方式,本次考察团成员不辞辛劳,途径东京、埼玉县、千叶县、川崎、滨松、兵库县最终抵达大阪,行程超过1000公里。在考察途中,李培根院士点评金句频出,考察团员也积极分享了自己的体会和感悟,让人受益匪浅。考察团成员对e-works考察安排给予了高度评价,认为此次考察是一次收获之旅、匠心之旅。

  e-works作为致力于推进两化深度融合的第三方专业服务机构,会持续为广大制造企业提供出国考察和学习交流的机会。未来,e-works将继续组织日本、德国、美国、法国、以色列等地的国际考察之旅,衷心期待与您一同前往,共同探索全球知名制造企业以及工业软件企业的先进经验。本次考察的更多详细内容,请查看e-works特别报道:2019年第六届日本智能工厂考察

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