对于生产汽车清洗剂、护理液等产品的工厂来说,真正影响产品稳定性的往往不是某一台设备,而是每一批原料到底加了多少、什么时候加入、搅拌多长时间,以及现场人员是否严格按照配方执行。订单量较小时,依靠熟练员工和纸面工艺还能维持生产;产量开始上升以后,同一种产品由不同班组生产,人工操作带来的差异便会逐渐暴露出来。
8月17日公开的MotorOne Group墨尔本工厂自动化项目,正是从这个问题入手。这家汽车后市场产品企业将原本较多依赖人工操作的化学品生产环节进行数字化改造,把生产配方、原料使用、设备控制和制造执行系统连接起来。改造的核心区域是工厂罐区,汽车清洗及相关养护产品在多个标准化储罐和生产罐中完成配制。
这次项目并没有把重点放在增加更多大型设备,而是先把原本依靠人员执行的生产步骤固定下来。MES根据生产订单下发相应任务,控制系统按照已经设定的配方执行生产,各个储罐采用统一的控制点和设备配置,原料加入和生产步骤能够按照既定流程运行。对于配方型生产企业而言,这种变化看似不如增加一条新生产线直观,却直接关系到产品批次之间的一致性。
配方生产长期存在一个现实问题:经验很重要,但经验很难复制。一名熟悉生产的操作人员知道某种原料什么时候加入、出现轻微变化时应该怎样调整,但新员工需要较长时间才能掌握。如果企业扩充产能,只增加设备和人员,而生产方法仍然主要依赖个人经验,产量提高之后,质量波动和返工风险也容易随之增加。
MotorOne此次改造把配方管理放到了整个项目的中心位置。生产程序经过标准化后,不同批次执行的是同一套生产步骤,同时利用条码系统核对进入生产批次的原材料,减少人工取错料的可能。原料使用记录与生产订单建立联系以后,一旦后续出现产品质量问题,也能够更快追溯对应的生产批次和物料信息。
值得关注的是,这套系统并不是单独建立一个自动化控制岛。项目将Siemens PCS Neo过程控制平台与Opcenter MES进行了集成,MES负责生产层面的订单和执行管理,过程控制系统负责现场储罐、IO和生产动作,两边的数据能够进行双向交换。按照项目方公布的信息,这是两套平台采用这种架构进行集成的首个实际应用案例之一。
这类上下层系统打通,对于规模并不算特别大的流程制造企业开始具有现实意义。过去MES更多出现在大型汽车、电子或复杂制造基地,中小型化学品和食品类企业往往认为系统投入太重,生产现场仍然采用PLC加人工记录的方式。随着基于Web的控制平台和标准化软件逐渐进入市场,这种界限开始发生变化。
MotorOne在项目实施前面临的并不是没有生产能力,而是如何让现有生产能力可以继续扩大。企业如果只是继续增加储罐,原来的人工配方和物料管理方式也会同步放大。此次项目先对最初的8个储罐采用标准化控制结构,后续扩建时可以沿用相同架构,而不需要每增加一个生产单元就重新设计一套控制方式。
这种“先把标准做出来,再复制产能”的方式,对不少非标和批次生产企业有参考价值。现实中很多工厂第一次建线时没有考虑后期扩展,设备增加几年以后,控制柜、PLC程序和操作画面各不相同,维修人员需要同时维护多套程序。新项目如果在控制点、设备命名、配方和通信接口上提前统一,扩产时的工程工作会明显减少。
原料管理也是此次项目比较实际的一部分。清洗剂和汽车护理化学品通常包含多种原料,不同产品使用比例不同。如果领料、投料和生产记录相互分离,库存数量很容易与实际使用发生偏差。MES与现场生产连接以后,生产订单和物料消耗能够形成更直接的对应关系,企业也更容易判断实际库存和后续采购需求。
对于工控行业来说,这种项目带来的需求并不集中在某一种热门产品。储罐生产需要液位、流量、温度等现场检测,泵和搅拌设备需要电机控制,阀门需要位置反馈,控制系统要处理IO和联锁,上层MES则需要知道每一批产品目前进行到了哪一步。真正决定项目效果的,是这些设备和数据能不能按照同一套生产逻辑运行。
据项目披露,数字化系统投入运行后的数月内,MotorOne已经实现约20%的业务增长。这个数字属于企业项目运行后的实际反馈,并不能简单推导为所有自动化改造都能够获得相同增长,但至少说明,生产过程标准化之后,工厂能够在不继续依赖大量人工管理的情况下承接更多生产任务。
更值得注意的是,这类自动化正在进入中小流程制造企业。过去行业讨论智能制造时,常把注意力放在大型工厂,而大量汽车用品、涂料、清洗剂、日化、食品配料等企业,同样存在配方管理、人工投料、批次追溯和扩产问题。这些企业未必需要复杂的大型智能工厂项目,却非常需要把最容易出错的生产环节先稳定下来。
从目前制造业自动化的实际走向看,配方型工厂的升级重点正在逐渐清楚。设备能自动启停只是基础,更重要的是同一种产品每次能不能按照相同方法生产,原料出了问题能不能找到对应批次,工厂增加产量时原有控制系统是否还能继续复制。
MotorOne此次墨尔本工厂项目提供的正是这样一个案例。它没有依靠大规模机器人来体现自动化程度,而是把生产订单、配方、物料和现场控制连接在一起。对于数量众多的中小型流程制造企业而言,这种不显眼的改造,可能比单纯增加一批新设备更接近下一阶段真正的自动化需求。












