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导读: KIT中国研究院在中德两国政府及其产学研界合作伙伴的支持下,共同建立了“中德人工智能创新工场”,以期朝着智能制造更进一步,依托人工智能创新工场,从工业机器人到虚拟现实辅助系统,来展示人工智能技术所能提供的可能性。

如果说智能制造是一场席卷全球的浪潮,那么中国无疑正在成为这一浪潮中的漩涡之地。在中国各类智能制造示范工厂、创新中心如雨后春笋般涌现的过程中,2018年11月8日揭牌的苏州“中德人工智能创新工场”,却是背景雄厚、积累丰富和相当具有看点的一个。早在2008年,德国卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)的wbk生产技术研究所在中国成立了全球先进制造研究所(GAMI),并于2015年底进一步成立了中德工业4.0技术展示创新中心,成为当时国内首家理论联系实践的创新中心。历经10年,GAMI在客户卓越运营提升的关键领域:质量、生产、供应链、物流及全新的工业4.0领域,包括劳工安全、资源利用效率等企业社会责任领域,为客户提供了一系列解决方案。

中德人工智能创新工场:智能制造 精益启航

如今,为搭建一个激发创新思维的平台、协助国内制造业满足下一阶段的产业竞争需求,KIT中国研究院在中德两国政府及其产学研界合作伙伴的支持下,共同建立了“中德人工智能创新工场”,以期朝着智能制造更进一步,依托人工智能创新工场,从工业机器人到虚拟现实辅助系统,来展示人工智能技术所能提供的可能性。

中德人工智能创新工场:智能制造 精益启航

装配衔接智能

从工业4.0展示创新中心到如今的人工智能创新工场,核心的变化来自于数据,即利用不断增加的可用性数据来有效地优化生产流程。刚刚揭牌的GAMI创新工场展示了一条完整的液压阀装配流水智能产线,其中包含了工业4.0的各种不同应用技术,实现多品种小批量的订单生产。尤为值得关注的是,该产线在智能制造方面集成了VR/AR、模拟仿真、云与大数据计算以及人机协作等代表性技术。不过,这些AI技术需要高度灵活的组件装配线加以无缝衔接——德国item则为这一场内智能制造过程提供了高效灵活的装配基础。

item 是工业应用方面装配组件系统的先驱和全球市场领导者。如今,item的产品系列包括超过 3000 个为机械设备、工作台、自动化解决方案和精益生产应用而设计的高品质组件。在人工智能创新工场中,item的精益装配系统联合数字化车间管理系统、电子防呆防错系统、看板系统和无人AGV等,搭建了一条单件流生产示范线,无需换型实现对90种不同型号产品的单件流生产。Item带来的符合人体工学及流程平衡的精益产线设计,可靠、高效而灵活的模块化工作台和内部输送组件,都给笔者留下了极其深刻的印象。

中德人工智能创新工场:智能制造 精益启航

“item ergologistic结合了人体工学与内部物流的先进设计理念,将人体工学工作台的优势与不间断的材料补给相结合,使得工人们能够完全将精力集中在液压阀的装配工作上”,item公司销售总监Florian说道,“标准容器内的小零件可以从后方一路滑行到操作侧装有挡边的托盘内。运输推车也采用与工作台相同的模块化部件制造,这样,可以方便地对两者进行调整,以实现平滑的转移。”

精益启航未来

精益生产是智能制造的基础步骤之一,因为智能制造不可能建立在低效的生产模式之上。精益生产最早就是面向多品种小批量的个性化需求而设计的,其两大支柱就是“准时化”与“智能自动化”。如今,精益已经演变为一种涉及、研发、供应链、生产、流程乃至创业的全价值链的精益管理理念和方法,带动了全球产业的转型,从制造业到服务业,其追求的“创造价值消除浪费”的思想、方法和工具促进了生产资源的优化配置,获得质量、效率和反应速度的快速提升。

作为精益生产的典型代表,单件流(One Piece Flow)成为item搭建的装配线的展示重点之一。从螺钉、螺母、阀盖的零件开始,经过螺纹连接、压装和密封件装配等工序,最终组装完成液压阀产品,单件流的生产模式通过合理的制订标准生产流程并安排好每个工序的人员量、设备量,使每个工序耗时趋于一致,以达到缩短生产周期、提高产品质量、减少转运消耗的目的。在item看来,人体工学的合理性与内部物流的高效性结合,正是完成单件流生产的重要保障。

“首先我们必须保证任何流程不会延迟”,Florian说道,“关键点在于对工作台上的工人进行材料补给。对补给系统进行有效管理,尽可能少的干扰手工装配工人的生产作业,是精益生产中一个不可或缺的重要部分。”根据FIFO(先进先出)流程和准时化程序,item通过尽可能大的标准容器为工作台供应材料,而且还不需要进行分拣。同时item也会通过抓取容器和抓取盘的型材结构,构建出与各个工业工作台直接联系的接口。

中德人工智能创新工场:智能制造 精益启航

只有在任何流程都不会延迟的情况下,装配人员才能够完全利用工业工作台上人体工学的潜能。在此基础上,item还为现场装配提供高度可调的电动工作台,可以让员工在装配作业时轻松的切换坐姿或站姿。因为身高的不同,员工们可以选择最适合他们的工作台高度。“我们主要关注的并不是提供更舒适的工作条件,而是从长远角度让手工装配员维持高生产效率”,Florian表示。

只有把经过人体工学优化的手工生产步骤和完美互连的内部物流系统的省时性无缝结合,生产流程的效率才能够得以显著提高。而精益生产的实现,方能帮助员工调动自己的全部才能,持续的用更短的时间完成更高的生产质量。

时值GAMI成立十周年之际,人工智能创新工场的建立颇具开启下一征程的深远意义。对item而言,其领先的装配组件系统技术,正在赋能企业精益生产,使其在数字化和智能制造的大旗下,扬帆起航,驶向未来。

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