在自然的律动中探索现场总线设计的智慧：精益制造视角下的三大类别

无论我们讨论何种生产，精益思想对于工厂而言是基石，精益就关乎“质量”、“成本”、“交付”三个核心议题，一切都围绕这三个生产的核心议题展开。经过数十年的演进，精益制造已经成为全球优秀制造商共同执行的运营管理体系，因为必须确保稳定可靠的生产，然后才能谈论数字化转型、智能化升级，因此，我们必须让技术回归制造本质，在这个基础上探讨产线设计。

应对个性化生产挑战

智能制造正在成为产业聚焦的话题，就目标而言，智能制造要解决“个性化需求”和“成本效率”不断提升的问题，归结起来，其主要聚焦了几个难点：

（1）通过软件定义智能，让机器与产线适应变化需求；

（2）通过分析全局数据优化生产效率；

无论对于“标准流水线”还是“大规模定制”，企业竞争力来自于质量、成本与交付能力，因此，对于产线投资者而言，稳定的高品质生产才能真正带来增值，从而长期获利。

第二个问题容易理解，但第一个问题却会遇到瓶颈，因为机械的刚性使得获得柔性的难点凸显。传统机械系统需要根据工艺建模实现变化适应，但需执行机构胜任这样的变化，那么传统产线就成为了瓶颈。

评估产线投资效率关键指标是OEE，这对于大部分End User极为关注。此外，产品上市时间(TTM)和投资回报(ROI)都是关键评估指标。

回归本质—生命周期评估

如果我们仍延续传统模式，那么达到高品质生产就会变得不易。图1展示了关于OEE计算的关键影响因素，并结合控制工艺分析如下几个方面：

（1）质量(Quality）：包括开机/关机浪费，如参数调校进入稳态有过程。

（2）性能(Performance）：如机械磨损带来的无法高速运行。

（3）可用性(Availability）：小批量多品种换型减少可用性；宕机则由机械电气故障引起。

图1-OEE评估综合投资效率关键指标

个性化非易事

了解了OEE后，我们发现个性化实际上对生产提出了更多挑战：

（1）开机损失：频繁换型增加开机浪费固定值，不良品率提升。

（2）设置与调校：分母变小，加剧设备不可用的情况。

传统机械产线带来的柔性瓶颈

除了换型带来的品质及可用性的损失，还存在以下问题：

图2-传统机械链条或皮带传输方式

（1）磨损：齿轮等磨损导致精度不足、减速维修暂停。

（2-5）（不能灵活调整、不能实现调整、高缓冲区占地、高维护复杂）

综上所述，由于这些原因，机械输送系统在面临更为个性化需求时表现出的缺陷尤其突出，它们无法实现灵活调整，使得整个OEE水平较低，而面对新的订单，这些问题更加明显。

柔性电驱技术应运而生

为了应对更为复杂多样的个人定制需求，一代新式产生设计技术——柔性电驱输送系统应运而生，如ACOPOStrak。这采用长定子直流电动车辆轨道上的滑块装载加工对象运行，以及非接触轨道，可以自由选择角度构成非常灵活的组合，可用于电子行业食品饮料包装等领域：

图4-灵活组织结构

此外，在ACOPOStrak中的轨道可以根据不同场景进行选择，如汇流分流处理：

图6-数字孪生验证前期工程方案

因此，将提高利用自动车辆以及相关工业设备协同工作，以达成最大限度同步操作。另外，由于这些快速滑块调整可以在虚拟环境中模拟，在现实中也能随意调整，这使得换型变得更为简单和灵活。

提升单件产品输出量潜力

综以上所述，加强使用自动车辆作为主要推动力量，同时将其他相关工业设备整合入协同工作状态，将极大地提高单件产品输出量潜力，并且能够以最短可能时间完成任务并保持最高可能的准确度和速度，从这种方法出发，我们将能够创造一种既能满足市场要求又能保证经济有效性的创新体验，为消费者提供价值最大限度的一系列服务。在未来，如果我们继续追求这种策略发展，那么我们的每一次决策都将反映着这一理念，即持续改善我们的服务以满足日益增长客户群体越来越多样化的人口特征，而不会因为任何限制条件妥协给予他们最佳结果。这就是为什么当下如此重要的一个概念——人文主义文化融入到我们的商业实践之中，无疑会帮助我们跨越通往成功之路的一些艰难山隘。而现在正是时候开始思考如何把这一愿景转变成现实行动计划。