【中國玻璃模具網】目前熱炒的工業4.0概念為玻璃深加工行業帶來了新的熱點，在2016年玻璃展會上看到了很多新的概念和目前流行的4.0因素，如數據上傳云端的鋼化設備，整套設備連線的智能工廠解決方案，自動分片系統，半成品倉儲BUFFER的應用，MES系統以及功能更加強大的ERP，總之熱鬧非凡。深加工工廠在這場轟轟烈烈的大潮中如何面對？如何選擇將是每個企業經營者值得冷靜思考的問題！
企業存在的價值就是為用戶創造價值和提供解決方案，對于用戶來說，產品是用人工裝配，還是機器人裝配的，只要質量標準是一致的，就價值而言沒有區別。工業4.0雖然在某種程度上，是希望低成本實現自動化和個性化生產，但是實現工業4.0本身則是一筆耗資巨大的工程。對于玻璃深加工工廠來說，在向工業4.0努力的進程中，請明確為什么要做，怎樣做，做到什么程度。企業最好先思考應該提升哪方面的能力，應該有重點，平衡投資。最好的方法是一步一步走，比如優化生產工序，ERP，MES系統，數據整合，數據聯通，這些問題的解決并非一蹴而就，有所側重去實施的效果會更理想。
所以，與其談未來4.0怎么建設，不如先看企業的目前的現狀是什么，要實現什么樣的結果，而不是單純的以達到工業4.0為目標。
1.玻璃深加工工廠如何面對工業4.0
目前，大部份工廠進行升級改造的目的無非兩點，日漸升高的勞動力成本和產品質量的穩定。當然，兩者是有一定的關聯的，人員直接決定了生產質量。人員流動大的原因就是現在的工人和上一代工人存在觀念上的差異。上一代打工者工作目標比較單一，就是賺錢養家。但是由于信息的暢通，現代的打工者更關注個人價值的體現，關注前途，這導致工人的忍耐力下降，矛盾也容易激化。
工廠的升級改造可以節省人力資源的開支，將有限資金投入到自動化機械方面，節省不必要的資源浪費。如富士康的機器換人，先行進入工業4.0時代的企業，裁減下來人力可以進入同行業中小型企業或其他行業，所以人力成本雖然在不斷上漲，但近些年不會出現用工荒的問題。企業無論如何抉擇，還是可以生存的。但和機器相比，會有各種各樣的意外發生，所以人力總歸比不上機器的效率。
隨著智能系統價格的不斷下降，工業4.0在玻璃深加工行業的普及將是可以預見的，適應不了大趨勢，就要被淘汰。“不上ERP等死，上ERP找死”。這是十幾年前企業常說的一句話。歷史仿佛在這一刻重現了。人們開始笑談“不搞工業4.0等死，搞工業4.0找死”。但結果告訴我們，今天的玻璃深加工企業已經充分接受了ERP的概念。ERP已經成為深加工工廠不可或缺的管理手段。
如同其他產業一樣，玻璃深加工行業也經歷著或即將迎來競爭力和增長模式的三個階段，即需求驅動，效率驅動和創新驅動。
需求驅動的經濟模式，在2008年之前，LOW-E玻璃概念火爆，在這個階段，除了一些實力強大的玻璃品牌擁有自己的LOW-E資源，其他玻璃深加工工廠，拿到LOW-E原片資源就可以和客戶簽單。其他企業見勢投入大量資金擴張規模，最主要的特征是玻璃生產出來就一定有人買。第一個階段終結的標致是市場供應迅速超過了需求，開始出現較為激烈的競爭，各LOW-E原片供應商放下身段，加工廠翻身農奴把歌唱，但好景不長，隨著所有加工廠都開始生產LOW-E產品，只能以越來越低的價格來爭取客戶。結果，價格壓得越來越低，企業沒有資金投入產品品質的提高和創新中，陷入了惡性循環。管理粗放和盲目擴張的企業迅速萎縮甚至倒閉。
當企業意識到這一點。就開始了第二階段即效率驅動的經濟模式，幸存下來的精英們逐漸進入第二個階段，開始精益化管理，努力降低生產成本，提升產品質量。提升效率，車間革命開始，也就是現在的階段，利用智能工廠的方法和手段，開始新一輪的革新。
而第三階段創新驅動也已經嶄露頭角。
2.玻璃深加工工廠如何邁出工業4.0的第一步
筆者認為玻璃深加工工廠邁出工業4.0的第一步，就是先建立自動化+信息化的數字化工廠。數字化工廠是智能工廠得前提，也是實現工業4.0的必經階段。
只有構建了數字化工廠，在配合物聯網技術，云計算，云存儲，大數據分析等方法才可以建設智能工廠，實現智能制造。
目前深加工設備供應商積累了行業內相當程度的專業化知識、技術、同時憑借其自身對行業工藝的深入理解，已經開始推出各種制造系統解決方案。
如果新建一家數字化工廠，相應的會簡單一些，因為無論是加工設備還是生產系統都是一家提供的，作為企業經營者，這是最簡單的選擇，供應商會提供軟件和硬件的一攬子的系統解決方案，對于深加工經營者來說，只要一起參與工藝設計，實際就是交鑰匙工程。最后將企業ERP系統與之相連，工廠就可以運作了，如LISEC和北玻在2016年玻璃展會上提供的方案。
而大部分的玻璃深加工工廠面臨的是原有工廠的改造。不同時期，不同供應商提供的設備水平不統一，設備之間要通過系統實現互聯互通，以此為基礎，構建了一個“可測可控、可產可管”的集成環境。同時需要新增加一些關鍵設備，使得設備之間連接形成自動化；新增加生產管理系統，使得數據相連形成信息化。其中的最大難度的是不同廠商的，不同層次的設備如何通過網絡處于MES系統的統一管理之下；同時將已有的ERP系統和MES系統連接。這都需要企業經營者花費大量的精力進行設計和協調。
2016年玻璃展會出現了如上玻聯創，高力威，歐姆，派爾愚公等國產供應商提供全線或部分連線等各種解決方案。很有意思的是供應商所提供的各種解決方案采用了不同的路徑，如同目前的德國工業4.0和美國工業互聯網所采用不同的方式方法。
以Google等為代表的美國企業從I端加快走向M端，互聯網企業發現制造業是創造價值的主要陣地，開始向制造業滲透，它變得越來越硬。
而以GE為代表的德國企業開始編織“工業互聯網”，加快從M端走向I端，GE老總提出：也許你昨晚入睡前還是一個工業企業，今天一覺醒來卻成了軟件和數據分析公司。
無論是“由軟及硬”，還是“由硬及軟”，都是殊途同歸，但“融合”還是我們的主旋律。
3.如何建設玻璃深加工數字化工廠
筆者曾經主導了一個玻璃深加工數字化工廠從設計到投產的全過程，下面與大家分享一些這方面的體會。
3.1明確目標
當選擇建設一家數字化工廠前，就一定要論證項目的必要性。對于玻璃深加工工廠來說，利用各種先進的自動化，智能化設備，靈活的智能倉儲，柔性生產手段，ERP系統，MES系統來提高產品質量，降低生產成本，縮短交貨期，在提升用戶滿意度的的同時，必須要為企業自身創造價值，以達到雙贏的目的。在項目初期更要參與工廠設計，將工藝路線明確。在建設完成后還會遇到新的挑戰，因為工作方式的不同會導致與傳統理念發生沖突，要敢于面對，盡快適應。
其次請明確工廠未的產品類型，公司定位是什么，未來以什么產品為主導。
客戶不同，產品結構不同。對于門窗來說，玻璃相對面積小，玻璃厚度也相對薄；而公建項目則大部分面積較大，玻璃較厚，且夾層和異形玻璃占比大。根據所生產的產品不同會針對性的購買適合的設備，這已經是工廠的標準流程了，但如果采用系統連線的方式，就要考慮的更為清晰。
例如工廠如果以生產門窗玻璃為主，同時可以兼顧生產一些幕墻玻璃，玻璃尺寸90％以上在3500mm*2400mm之內，將關鍵設備選定，大致計算一下設備產能，基本匹配就可以了。但如果希望上全線系統，設備全部連線，則必須充分考慮用到TOC瓶頸理論。
3.2系統的節拍和BUFFER的應用
TOC把主生產計劃(MPS)比喻成"鼓"，根據瓶頸資源和能力約束資Capacity
ConstraintResources，CCR)的可用能力來確定企業的最大物流量，作為約束全局的"鼓點"，鼓點相當于指揮生產的節拍；在所有瓶頸和總裝工序前要保留物料儲備緩沖，以保證充分利用瓶頸資源，實現最大的有效產出。必須按照瓶頸工序的物流量來控制瓶頸工序前道工序的物料投放量。換句話說，頭道工序和其它需要控制的工作中心如同用一根傳遞信息的繩子牽住的隊伍，按同一節拍，控制在制品流量，以保持在均衡的物料流動條件下進行生產。
最早的連線方式為切割和磨邊工序直接連線，這樣做的最大好處是切割的下片工和磨邊的上片工為同一組人員，節約了人力成本。但當切割速度和磨邊速度不匹配時，雖然人力成本降低了，但可能受限于磨邊速度，整體切磨產量降低了。所以當時市面上最多見的是切割機與倒棱機（立式或臥式）的連線方式，生產的大多為8毫米以下的厚度。原因很明顯，倒棱機可以根據不同的玻璃尺寸適應性工作，節拍基本和切割機合拍，且供應商之間沒有軟件相連，實施簡單。但這種磨邊質量只適合與門窗且相對較薄的玻璃。
而大部份客戶所要求的玻璃邊部質量還是需要精磨的，所以雙邊磨邊機是必要的。這就會導致一個矛盾的出現。在切割時，我們需要將不同客戶的大大小小不同尺寸，但同一厚度的玻璃放在一起進行優化，以提高原片的出材率。但磨邊時我們要將尺寸規整的玻璃放到一起操作以減少磨邊機的調整，提高磨邊效率。這樣就會產生矛盾，所以在沒有進行設備連線時，我們按各自原則操作，只是在切割時將玻璃依據分架軟件形成的看板，在下片時進行分片，并形成半成品儲備。
如果希望將切割機和雙邊磨邊機通過系統連線時，那就必然會用到玻璃半成品倉儲系統，俗稱的BUFFER。BUFFER的存在不僅解決了切割機和磨邊機節拍不統一的缺點，還可以通過軟件的設計使其發揮更大的作用。
如事先定義此好切割的玻璃要求雙邊磨邊，在玻璃入庫時入庫機器人將按
倉儲管理原則（如先進先出）將同一尺寸玻璃分配到相鄰的區域，在磨邊機開始工作時，出庫機器人將尺寸同一的玻璃出庫，傳輸給雙邊磨邊機，這樣明顯較少了磨邊機尺寸調整的頻率，提高了磨邊效率。
同樣的，如果工廠在生產過程中長期生產使用四邊磨倒棱機（客戶接受）
那BUFFER的進出片的原則就是以鋼化爐上片所能裝載的最大量為原則，同時驗證最大片和最小片的尺寸差來保證鋼化質量。我們還可以在BUFFER的出片段增加任何對于工廠有利的設備，如立式加工中心等。在出片機給雙邊磨邊機送片的間隙同時給加工中心送片，由于加工中心的加工節拍很慢，所以只要通過科學的設計，BUFFER的利用將為工廠帶來極大的收益。可以取代了多個工序的上片工，且減少了搬運倒片的各種麻煩。
BUFFER具有中間倉庫的功能，但如果僅僅將其當成倉庫來用，就是大材小用。且應用不好，這個倉庫很快就會被玻璃填滿。BUFFER只是一個小型水庫，通過它可以控制上下序的節拍，使其統一。但是當水庫的蓄水量達到容量的80％時，就是一個很危險的水平了。BUFFER的使用精髓是流動性，就像整流器一樣，雜亂的信號通過它迅速流轉，輸出標準信號。
如果利用多個BUFFER，則可以依據不同的使用原則分別按各工序的核心要素來控制工序的生產，如果中空前增加BUFFER，那么BUFFER的進出片就可以按照在生產計劃設定好的原則執行，首先是配片原則，其次是裝箱原則，或是客戶提出的特殊發貨原則等，只要在計劃階段進行了指令的設計，就可以靈活的進行各種柔性操作。
如果出于成本的考慮，中空線之前沒有增加BUFFER，而且需要鋼化后的玻璃要成對，那么就可以利用鋼化工序前的BUFFER，可能會犧牲一部分的鋼化裝載率，只要計劃階段將原則定義好了，系統基本可以滿足所有的生產需求。
在BUFFER的應用上只是談了自己的一些實際應用體會，拋磚引玉。
3.3取片系統的優化
原片取片系統，無論是自動龍門取片系統還是其他廠家的整架取片系統，都有各自的優缺點。玻璃傳統的翻轉取片臺可以穩定的，高效的運行，結構簡單，維護費用低。但當玻璃版型變化多，或緊急補片時則反應較慢，而自動龍門取片系統應用起來會更加靈活，但優化后如大量使用同一版型原片時，自動龍門取片系統使用起來則有些浪費。如果可以綜合一下，將是一種更理想的方式，當然，靈活的工藝流程設計，就意味著設計更復雜的生產管理軟件。
3.4制造執行系統和ERP的關系
MES（制造執行系統）是對ERP的計劃的一種監控和反饋，MES其實是ERP業務管理在生產現場的細化，ERP是業務管理級的系統，而MES是現場作業級的系統。
ERP是一個對企業資源進行有效共享與利用的系統。通過信息系統對信息進行充分整理、有效傳遞，使企業的資源在購、存、產、銷、人、財、物等各個方面能夠得到合理地配置與利用，從而實現企業經營效率的提高。
MES是對ERP的計劃的一種監控和反饋，很多MES管理軟件都會與工業設備，通過工控技術進行實時數據采集，再上傳給ERP系統進行業務狀態改變和業務指令處理。進行舊工廠升級或新工廠建設時，一定要將生產執行系統（MES）處于ERP的管控之下，再優秀的MES系統也不能脫離工廠的ERP控制，因為兩者的側重點不同。
