通常來(lái)說(shuō)，制造業(yè)分為兩個(gè)大的方向，一般我們稱為流程工業(yè)和離散制造業(yè)，流程工業(yè)就像石油天然氣、化學(xué)工業(yè)、冶金，這類工業(yè)的特點(diǎn)通常為化學(xué)反應(yīng)較多，具有連續(xù)性，因此流程工業(yè)通常指的是連續(xù)性生產(chǎn)，而其主要的控制對(duì)象是溫度、壓力、液位、流量這些模擬量參數(shù)。

　　1、流程工業(yè)為離散提供原材料

　　流程工業(yè)主要是為后面的離散制造業(yè)生產(chǎn)原材料，包括：

　　冶金工業(yè)為離散制造業(yè)提供金屬板材、卷材、棒材等各種形式的材料;石油天然氣也為塑料工業(yè)提供塑料顆粒、紡織品所需的人造纖維如氨綸、腈綸材料(這些被稱為人造纖維，區(qū)別于棉花，絲，麻這樣的天然纖維)。

　　化學(xué)工業(yè)為后道提供生產(chǎn)所需的膠黏劑、軟化劑、發(fā)泡劑、印刷油墨，半導(dǎo)體光刻膠等材料，而造紙工業(yè)則為印刷提供紙張材料、硅酸鹽工業(yè)提供玻璃原料供后道進(jìn)行折彎、鋼化處理，因此，總體來(lái)說(shuō)，流程工業(yè)主要為后道離散制造業(yè)提供原材料。

　　當(dāng)然，流程工業(yè)也有提供直接的消費(fèi)產(chǎn)品，例如電力、汽油、天然氣、水處理就屬于直接到消費(fèi)端。有一些流程工業(yè)和離散制造集成在一個(gè)工廠里，如生物發(fā)酵完成直接就包裝為發(fā)酵粉，而啤酒工廠的發(fā)酵糖化然后到后道灌裝、裝箱就屬于把流程和離散連續(xù)進(jìn)行。這類通常又是一種被稱為批處理的生產(chǎn)模式，即，酵母每個(gè)批次配方不同(發(fā)面、白酒、紅酒酵母)，但是每個(gè)批次內(nèi)的生產(chǎn)則是連續(xù)的過(guò)程控制，但是，這個(gè)過(guò)程控制往往需要中斷—在一個(gè)批次和一個(gè)批次之間會(huì)需要清洗重新添加原料進(jìn)行另一個(gè)批次的生產(chǎn)，又是一個(gè)離散過(guò)程。

　　2、離散制造業(yè)分為成型與組裝

　　離散制造業(yè)通常以物理加工為主，其多為物理過(guò)程，進(jìn)行成型加工，分為兩個(gè)部分，第一部分是工藝成型，例如機(jī)床主要是對(duì)金屬進(jìn)行切削成型、彈簧的成型、塑料的注射、擠出、吹塑成型，印刷的壓印、包裝的紙盒、薄膜的熱復(fù)合等等成型方式，其控制主要是對(duì)根據(jù)材料的物理特性進(jìn)行加工。

　　機(jī)床加工

　　所有成型過(guò)程之所以難，就在于被加工的材料種類實(shí)在千變?nèi)f化，即使一個(gè)輪胎，根據(jù)規(guī)格(尺寸規(guī)格、用途)其內(nèi)膠、面膠、側(cè)膠、三角膠、簾子線、鋼絲圈，也會(huì)產(chǎn)生大量的變化，這個(gè)變化可以產(chǎn)生上萬(wàn)種可能性—因此，設(shè)備需要考慮各種組合進(jìn)行工藝參數(shù)(物理的材料特性、加工機(jī)械的傳動(dòng)參數(shù))的變化。

　　輪胎的構(gòu)成

　　在成型工藝部分，機(jī)器本身就是一個(gè)生產(chǎn)流程，在機(jī)器內(nèi)部完成，一般來(lái)說(shuō)控制對(duì)象主要是邏輯順序、速度、位置、扭矩控制，以及輸入也包括編碼器，輸出PWM都是數(shù)字量。很多人把PLC當(dāng)做一個(gè)邏輯控制器，但是，今天的設(shè)備已經(jīng)復(fù)雜到PLC邏輯控制完全不能滿足要求，而今天大家說(shuō)的PLC用于邏輯控制也是20年前的事情。當(dāng)然，機(jī)器上同時(shí)也有過(guò)程，如溫度控制塑料的塑化過(guò)程、像光伏里的擴(kuò)散、刻蝕、PECVD、LPCVD、ALD工藝等，都包含了過(guò)程控制。

　　像印刷的放卷、牽引、印刷(壓印)、烘干(溫度控制)、裁切動(dòng)作，這些都是機(jī)器的過(guò)程，機(jī)器的成型復(fù)雜在于材料的多變，因?yàn)榧垙埖姆N類達(dá)到1000種以上。塑料也是如此，塑料粒子的種類也有4000種左右，那么，這些材料它的張力、溫度特性都會(huì)不同，而機(jī)器的速度、加速度也在變化，以及生產(chǎn)的流程也在變化、工藝也在變化，例如塑料就分為注射成型、擠出(又分為片材、型材、板材、管材)、吹塑成型(中空吹塑成型、多層共擠吹塑成型、流延膜)。因此，它的工藝復(fù)雜性非常高，機(jī)器要適應(yīng)各種材料、各種工藝、各種流程，參數(shù)匹配才能確保生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，溫度過(guò)高材料就發(fā)生變形，細(xì)微的偏差都會(huì)導(dǎo)致良品的缺失。

　　數(shù)字印刷技術(shù)

　　傳統(tǒng)印刷是以降油墨壓印到紙張上形成圖案，包括凹版、柔版、膠印，又分為單張和卷筒印刷，還包括了后道的裁切、表面處理、燙金、模切，才形成大家用的紙盒、數(shù)據(jù)、軟包裝的千變?nèi)f化—這個(gè)變化有多大，大家在超市里看到的琳瑯滿目的商品就可以知道。

　　而數(shù)字印刷則無(wú)需制版，可以實(shí)現(xiàn)批量為1的可變數(shù)據(jù)印刷，而其核心在油墨和噴墨的毛細(xì)管，顆粒必須是納米級(jí)的均勻度，而毛細(xì)管則僅數(shù)十微米，需要高精度的加工工藝，以適合于不同的場(chǎng)景，如標(biāo)簽印刷、書(shū)刊印刷。

　　而半導(dǎo)體也更為復(fù)雜，半導(dǎo)體包括了物理和化學(xué)的過(guò)程，從半導(dǎo)體晶棒、切片、研磨、清洗成裸晶圓，然后進(jìn)入涂膠、光刻顯影、刻蝕、離子注入、氣相沉積、拋光、清洗各個(gè)流程，而半導(dǎo)體最驚人的在于單個(gè)設(shè)備就已經(jīng)很復(fù)雜，且要把這個(gè)過(guò)程重復(fù)百次，千次(5n工藝需要重復(fù)千次)，而在這么多次重復(fù)后，良品率如何保障?如果你有基本概念，就知道99.99%*99.99%.....*99.99%,這個(gè)乘積進(jìn)行1000次還能剩下多少?

　　芯片的生產(chǎn)，就是一層層蓋房子，在微小的空間上，蓋上百層的房子，每層都要進(jìn)行電路生成、刻蝕、摻雜、絕緣層、清洗，然后再來(lái)一層，就這樣一直蓋下去。昨天做精益咨詢的章老師說(shuō)，這就相當(dāng)于一個(gè)人堅(jiān)持每天跑10公里，而且堅(jiān)持1000天，然后每天這個(gè)路徑偏差不能大于1mm—你怎么做到?

　　成型后生產(chǎn)出各個(gè)零配件，例如一部手機(jī)，會(huì)生產(chǎn)出金屬外殼、注塑件、電路板，然后進(jìn)行組裝過(guò)程，組裝過(guò)程是離散的，不像流程工業(yè)是必須連續(xù)的，產(chǎn)線可以下班，而流程工業(yè)經(jīng)常一年365天連續(xù)運(yùn)行。

　　iPhone拆解圖，可以看到，其中包括了金屬外殼-這通常由CNC加工設(shè)備成型、塑料結(jié)構(gòu)件-精密注塑機(jī)、光學(xué)器件的生產(chǎn)(成型、鍍膜設(shè)備)、鋰電(電池的正極、負(fù)極、電芯成型等成型設(shè)備及后道組裝)、電路板制造、LED屏幕成型加工設(shè)備、芯片，然后這些到了貼片、涂膠、焊接、組裝、測(cè)試、包裝等組裝線。

　　因此整個(gè)工廠由大量來(lái)自不同領(lǐng)域的成型設(shè)備生產(chǎn)出組件，然后才是去組裝。

　　過(guò)去，中國(guó)的制造業(yè)很多講的是大型裝置的流程工業(yè)大型聚乙烯工程、大型丙烯項(xiàng)目、煤化工項(xiàng)目，發(fā)電設(shè)備(大型汽輪機(jī)組、燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組、水利發(fā)電機(jī)組)、大型化工反應(yīng)裝置、千萬(wàn)噸級(jí)煉鋼爐、軋鋼線。這些都是國(guó)家規(guī)劃的重大項(xiàng)目，一般都是國(guó)家投資。

　　而制造業(yè)另一個(gè)大的就是離散制造業(yè)，但是，我們都是以后道組裝為主，買了設(shè)備，然后快速去生產(chǎn)，利用廉價(jià)勞動(dòng)力進(jìn)行組裝，現(xiàn)在廉價(jià)勞動(dòng)力沒(méi)有了，希望通過(guò)機(jī)器人把生產(chǎn)連續(xù)，上下料、搬運(yùn)、輸送，減少人工成本，但是，還是組裝為主，因此，過(guò)去幾年大力發(fā)展了機(jī)器人。

　　離散制造連續(xù)后，需要運(yùn)營(yíng)管理，就大談MES/ERP的作用，數(shù)字化就聚焦到了這里。但是，我們一直沒(méi)有解決核心被卡脖子的問(wèn)題—機(jī)器的成型工藝。也是最近一直寫(xiě)關(guān)于裝備制造業(yè)話題的原因，還是希望大家注重對(duì)裝備制造業(yè)的認(rèn)識(shí)，并重視。