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SICK弗萊堡工廠已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)版的擁有全自動(dòng)數(shù)字化生產(chǎn)和控制流程的互聯(lián)智能工廠。這里實(shí)施的“工業(yè)4.0”項(xiàng)目為公司帶來了決定性的競爭優(yōu)勢。

隨著第四次工業(yè)革命的全面展開，現(xiàn)在似乎每個(gè)人都在談?wù)摴I(yè)4.0：采用信息和通信技術(shù)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)和控制機(jī)器及流程的能力正在徹底改變我們習(xí)以為常的生產(chǎn)流程。

雖然未來的生產(chǎn)流程尚未成型，但它們在SICK弗萊堡工廠已成為現(xiàn)實(shí)：這不是一條剛性的生產(chǎn)線，而是由12個(gè)全自動(dòng)生產(chǎn)模塊、9個(gè)手動(dòng)工作站和1個(gè)混合工作站組成，它們就像島嶼一樣分布在大廳的各個(gè)角落。寬敞明亮的SICK弗萊堡霍赫多夫工廠大廳非常安靜，只能偶爾聽到一些零星的對話。

按照“配方”生產(chǎn)傳感器

生產(chǎn)流程可根據(jù)需求狀況改變模塊使用順序。在生產(chǎn)訂單之前，首先在SICK開發(fā)的生產(chǎn)控制系統(tǒng)中根據(jù)客戶要求在線配置所需的產(chǎn)品型號。為此，生產(chǎn)系統(tǒng)將從ERP系統(tǒng)獲取客戶訂單的所有數(shù)據(jù)，以便對所需生產(chǎn)的型號進(jìn)行配置。

除產(chǎn)品屬性或數(shù)量以外，獲取的信息還包括需要使用哪個(gè)模塊的哪些生產(chǎn)步驟。特征屬性和值的組合，即所謂的配方，由SICK自己的系統(tǒng)提供，并按照配方相應(yīng)地控制生產(chǎn)流程。

生產(chǎn)系統(tǒng)將信息發(fā)送給機(jī)器并不斷地接收反饋信息。所有組成元素 ：傳感器、機(jī)器和人員 -都將通過遠(yuǎn)程控制方式進(jìn)行組織和連網(wǎng)，并且彼此之間保持通信。

靈活、可擴(kuò)展、量身定制的生產(chǎn)流程

這并非停留在測試階段，而是一個(gè)現(xiàn)實(shí)的傳感器工廠，它已經(jīng)在日新月異的市場中為SICK提供了決定性的競爭優(yōu)勢。

“我們目前在這里生產(chǎn)了五個(gè)產(chǎn)品系列，另外的12個(gè)產(chǎn)品系列也在規(guī)劃之中，可以預(yù)見，未來這里將生產(chǎn)超過500,000個(gè)產(chǎn)品型號，”光電傳感器和光纖業(yè)務(wù)部主管Joachim Schultis指出：“通過這種生產(chǎn)方式，生產(chǎn)個(gè)性化的產(chǎn)品幾乎不受限制。這使我們能很好地響應(yīng)客戶日益多樣化和個(gè)性化的需求。我們甚至能按需生產(chǎn)小批量產(chǎn)品，而且價(jià)格合理。”

該系統(tǒng)在開發(fā)新產(chǎn)品方面也具有明顯優(yōu)勢：“我們能開發(fā)新的產(chǎn)品并將其快速推向市場。我們正基于現(xiàn)有規(guī)模進(jìn)一步進(jìn)行擴(kuò)展。”除高度的靈活性以外，該系統(tǒng)還具有優(yōu)化資源利用效率的優(yōu)勢：在軟件的幫助下，我們能將訂單排定優(yōu)先順序，并以最合理的方式部署模塊和員工。這有助于實(shí)現(xiàn)“及時(shí)”生產(chǎn)。

自動(dòng)化質(zhì)量控制和管理

每個(gè)模塊都擁有基于過程數(shù)據(jù)和設(shè)定限制的自動(dòng)質(zhì)量控制系統(tǒng)。集成的自動(dòng)光學(xué)檢測系統(tǒng)(AOI) 可檢驗(yàn)攝像機(jī)系統(tǒng)的工作步驟并彈出故障提示，如即參數(shù)不在限制范圍內(nèi)的情況。在整個(gè)過程完成后，模塊將把信息傳遞給生產(chǎn)控制系統(tǒng)，并通過4.0 NOW Factory將零件搬運(yùn)到下一個(gè)工作站。

物料搬運(yùn)由自動(dòng)引導(dǎo)車輛系統(tǒng)（無人搬運(yùn)車 -  AGC）處理。它們通過網(wǎng)絡(luò)接收搬運(yùn)命令，從而通過優(yōu)化產(chǎn)品生產(chǎn)步驟來支持柔性生產(chǎn)。與呼叫出租車類似，附近的空閑AGC將會對搬運(yùn)命令做出反應(yīng)。

時(shí)刻了解最新狀況并準(zhǔn)備就緒

通過看儀表板可實(shí)時(shí)查看技術(shù)模塊、生產(chǎn)或各種關(guān)鍵指標(biāo)的當(dāng)前狀態(tài)。流程和傳感器數(shù)據(jù)被上傳到云端，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)測性維護(hù)并確保高機(jī)器可用性。

在生產(chǎn)SICK傳感器期間生成的所有信息都存儲在大數(shù)據(jù)云端，完整地記錄在文檔中并將文檔鏈接到產(chǎn)品的序列號。只需按一下按鈕就可以獲取某個(gè)產(chǎn)品的位置或其材料成分信息。如果產(chǎn)品有缺陷，與序列號相鏈接的生產(chǎn)歷史記錄將有助于確定生產(chǎn)中是否存在任何差異。這些數(shù)據(jù)由工廠中安裝的SICK傳感器生成。

人機(jī)協(xié)作攜手

經(jīng)濟(jì)學(xué)家沃倫·本尼斯(Warren Bennis) 曾經(jīng)開玩笑說：“未來的工廠將只有兩名員工：人類和狗。這個(gè)人類的工作就是喂狗，而狗的工作是防止人類接觸機(jī)器。”

SICK弗萊堡工廠的情況并非如此。按照J(rèn)oachim Schultis （SICK光電傳感器和光纖業(yè)務(wù)部主管）的說法，這個(gè)場景仍將停留在愿景階段：“我認(rèn)為，未來的工廠是一個(gè)人與機(jī)器在同一工作空間中相互成就的地方，學(xué)習(xí)型組織變得更加全面，并且越來越多地涉及機(jī)器。”

盡管從當(dāng)前角度看，4.0 NOW生產(chǎn)流程已經(jīng)非常安靜，但仍然無法想象無人工廠的場景。流程的自動(dòng)化是一個(gè)理想的目標(biāo)，但非常復(fù)雜的工作步驟仍然需要人的智慧和技能。

“在我們的弗萊堡工廠中，當(dāng)涉及到敏感零件的復(fù)雜連接工藝時(shí)，都將由人工完成。例如，將敏感的玻璃透鏡放置在傳感器外殼中需要利用人的天賦。考慮到高昂的開發(fā)成本，這一安裝步驟的自動(dòng)化在當(dāng)前階段毫無意義，”Joachim Schultis解釋說。然而，現(xiàn)在我們已經(jīng)能看到個(gè)人工作履歷的變化；例如，工廠經(jīng)理的任務(wù)已經(jīng)發(fā)生了改變。他或她不再負(fù)責(zé)計(jì)劃機(jī)器的使用。未來，工廠經(jīng)理的工作就是提高工廠效率。

投資未來

SICK很早就意識到了工業(yè)4.0的巨大潛力，并打算在弗萊堡工廠中充分利用這種技術(shù)。

通過兩年的規(guī)劃和實(shí)施以及高額投資，SICK再次扮演了行業(yè)先鋒的角色：“組建跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)面對新事物的勇氣，以及對創(chuàng)新的專注正是使SICK與眾不同的原因，這同時(shí)也賦予了我們決定性的競爭優(yōu)勢，”Joachim Schultis說。SICK已經(jīng)為該工廠的進(jìn)一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)：“我們對未來思考深遠(yuǎn)，目前的生產(chǎn)系統(tǒng)已能生產(chǎn)我們尚未開發(fā)的產(chǎn)品。”Joachim Schultis補(bǔ)充說道。

在弗萊堡，SICK為利用工業(yè)4.0技術(shù)和推動(dòng)工業(yè)4.0的發(fā)展創(chuàng)造了完美的條件：“隨著時(shí)間的流逝，我們在開發(fā)和改進(jìn)這類生產(chǎn)流程時(shí)積累了寶貴的知識，”Joachim Schultis解釋道。這些知識不僅包括數(shù)字互聯(lián)工廠中的流程，而且還涉及SICK產(chǎn)品、解決方案，以及服務(wù)的持續(xù)優(yōu)化和市場營銷。

畢竟，傳感器是任何工業(yè)4.0場景的基礎(chǔ)，負(fù)責(zé)為控制系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)。“我們在工廠中只安裝了自己的傳感器和傳感器系統(tǒng)。它們必須能在真實(shí)的環(huán)境下展示該有的性能。 這讓我們能更深入地了解傳感器的工作過程，發(fā)現(xiàn)有待改進(jìn)的地方，并激發(fā)我們開發(fā)新產(chǎn)品的靈感。”