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解讀離散製造

日期:2020-04-21 來源:币游国际

在工業製造領域,我們經常會使用“離散”和“過程”這樣的詞來描述各類行業應用,比如:食品飲料的加工、石油天然氣...等行業常被稱為是過程行業,而像汽車、家用電器、消費電子...等產品的製造,則一般被稱為是離散的。

那麽,“離散”和“過程”之間的差別在哪裏呢?我們應該如何區分它們呢?

解讀離散製造_heydanbo.com

首先,我們知道,離散其實是一個數學概念,是相對連續而言的,指的是分散開來、不存在中間值的變量,比如:Bool型或某些事件狀態的變量..等。而如果拿這個數學名詞用來形容某類行業或應用,那麽通常表示其產品製造或加工的流程是非連續、間斷性的。同時,離散製造其實還有一個十分有趣的特征,就是它的產品往往都是可以用數量(件數)來統計的。

比如,我們可以先來看一下手機的製造過程。一般來說,手機的製成會需要這樣一些部件,包括:塑料或金屬外殼,LCD屏幕(觸摸屏或僅僅是一台顯示器),主板,電池,按鍵和鍵盤...等等。這些部件往往是由不同的生產線、不同的設備、不同的工廠製造出來的。當這些零件經過不同的流程製造完成後,它們會被運送到一條整機組裝生產線,從手機外殼開始,經過屏幕、主板、電池、存儲卡...等部件的安裝,最終完成手機產品的製造。

不難看出,手機組裝的過程是非連續、間斷性的,並且經過上述工序步驟後最終製成的產品,也就是手機,是可以用件數(台或支)去量化的。所以,從這個意義上說,手機的製造過程就是離散的。

再比如,汽車製造,尤其是乘用車的製造,是需要經過衝壓、焊接、塗裝和總裝這四大工藝環節才能完成的,並且每一個環節也都是由很多個相互之間非連續的工序步驟所組成的,例如:總裝就包含了車門、車燈、內飾、儀表盤、座椅...等部件的安裝;而從產線上生產出來的產品,也就是汽車,也是可以用件數(輛)去統計並量化的。因此,汽車製造也是一個很典型的離散製造領域。

離散製造有一個很明顯的特點,就是其過程基本上是可以隨時啟動和停止的。這一方麵是指,過程停止時對於產線的影響比較有限且可控;另一方麵是說,其停止以後過程的再恢複也相對比較容易些。

拿上麵手機行業中外殼加工的例子來說,假設某工廠目前的工藝可以每小時生產1千件純色或5百件彩色的手機外殼,每次產品規格的調整需要1個小時,現在它需要完成5萬件不同顏色手機外殼的生產,訂單包括不鏽鋼、黑、白、金和彩色各1萬件,那麽其完成此批訂單所需的時長則為64個小時。若不考慮產線意外停機,在每天隻有一班、每班工作8小時、且沒有周末的情況下,需要8天時間完成該訂單;若是每天3班連續生產,則隻需要不到3個工作日的時間就可以完成這批訂單了。而如果在生產過程中遇有意外停產的情況,那麽一般對於企業來說,其損失基本上就是延誤的工時和期間消耗的人工和物料,通常不會有很多過程行業出現的那些高危、高風險的狀況。

而除了上述這些組裝類的產品製造流程,很多物料加工類的應用,比如:金屬成型、木工家具、玻璃製品、以及上述汽車和手機行業的零配件製造...等等,其實也都屬於是離散的。

值得注意的是,在當今的工業製造體係中,很多行業的離散和過程應用其實是混合存在的。

比如:在食品飲料行業隻有在後續產品充填和包裝的環節才屬於是離散應用,玻璃加工也隻有到了材料切割、成型、碼垛...的階段才算是離散的,而它們前道的物料製成過程其實都是過程應用;

另外,即使製造過程總體上也是離散的,並且最終製成的產品是可以按件計數的,但具體到某些工藝環節,卻也有可能是過程應用,例如:輪胎製造過程中的壓延、裁斷、成型...主要是離散和傳動應用,但之後的硫化則主要是過程應用。

離散和過程之間的區別,看上去是個老生常談的話題,但個人覺得,從製造業當前的發展趨勢看,它仍然是非常值得我們重點關注的,因為在IT/OT融合的大背景下,它的影響其實已經不僅限於是自動化架構與控製策略的層麵了,還將涉及到流程體係和信息模型...等方麵的差異,這會在很大程度上決定各行業在信息化、智能化過程中將會以什麽樣的方式和方法去運用各類新出現的技術手段,比如:物聯網、數字孿生、虛擬現實、人工智能...等等。


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