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危險環(huán)境下的生產(chǎn)必然要走向追求現(xiàn)場無人化的黑燈生產(chǎn)。黑燈生產(chǎn)從字面上來說似乎就是一種高度的自動化，也是工業(yè)實際應用當中的運行效果表征。

黑燈生產(chǎn)的范圍是什么?

一臺套自動化裝置的運行，有了輸入，然后通過一系列的自動執(zhí)行動作，產(chǎn)生輸出。單臺套的自動化裝置對于我們來說是一種黑盒子，或者一個縮小版的黑燈運行生產(chǎn)線。日常中見到的很多產(chǎn)品，例如洗衣機、電腦、電視都可以看作是一個黑盒子。我們現(xiàn)在語境下的黑燈生產(chǎn)，遠遠不止于針對單臺套的具體產(chǎn)品，而是從一個更廣泛的產(chǎn)線或者車間的角度而言的。

黑燈生產(chǎn)的特點是什么?

黑燈生產(chǎn)一個最典型的特點是現(xiàn)場的無人化。人需要通過視覺對現(xiàn)場進行感知的，否則很大程度上無法掌握生產(chǎn)狀態(tài)，而黑燈生產(chǎn)是要去掉人的介入。

黑燈生產(chǎn)另一個典型的特點是高度的自動化。高度的自動化是不可避免的，并且這種自動化更突出的是連續(xù)性、無間斷的執(zhí)行，是一種指令流的自然驅(qū)動，也是數(shù)據(jù)驅(qū)動的一種體現(xiàn)。

如何實現(xiàn)現(xiàn)場的無人化?

要分析人在現(xiàn)場能夠發(fā)揮什么樣的作用，是否可以用機器替換掉人在現(xiàn)場的作用?想要實現(xiàn)黑燈生產(chǎn)的現(xiàn)場無人化，就必須分析人對產(chǎn)線或者車間內(nèi)的融入與介入機制，或是廣義上的人機交互都有哪些形式和內(nèi)容?只有當這些清楚的時候，才算是為黑燈生產(chǎn)打下了第一個基礎。

黑燈生產(chǎn)下的高度自動化有什么要求?

無論大小如何，黑燈生產(chǎn)其實是一個制造系統(tǒng)。而對于任何一個制造系統(tǒng)而言，必然涉及到傳統(tǒng)的信息流、物質(zhì)流、能量流。

信息流(控制流或者執(zhí)行流)

所有的自動化本質(zhì)從本質(zhì)而言，都是工藝動作的規(guī)范與重復執(zhí)行，通過下達指令來啟動。如果黑燈生產(chǎn)只是針對單一產(chǎn)品的一種自動化，相對而言與傳統(tǒng)自動化產(chǎn)線并沒有多少區(qū)別。但黑燈生產(chǎn)在控制執(zhí)行方面肯定不僅限于這種程度，比如可以支持多產(chǎn)品并行的柔性生產(chǎn)。這就需要一個直接面向底層硬件執(zhí)行指令的分發(fā)控制機制，有點類似新奔馳，安貝格工廠里面所提出的NC program generater，如果不是自動產(chǎn)生，那一定是有一個精確和精準的方法控制中心，這個方面其實有點類似數(shù)字主線的味。，但這主要是面向底層硬件的控制執(zhí)行以及重構(gòu)協(xié)調(diào)等方面。從某種程度上來說，黑燈生產(chǎn)是IT與OT融合的典型體現(xiàn)。

物質(zhì)流

絕大部分產(chǎn)線或者車間是產(chǎn)品在流動的，也涵蓋為了生產(chǎn)進行的輔助性工具。黑燈生產(chǎn)下的物質(zhì)流相比于傳統(tǒng)非黑燈生產(chǎn)的產(chǎn)線或者車間，實物的周轉(zhuǎn)必須進行全狀態(tài)全過程的精細管控。

能量流

黑燈生產(chǎn)需要全過程全狀態(tài)的實時監(jiān)控，因此必然要求一個較為完善的能源供應網(wǎng)絡。

黑燈生產(chǎn)出現(xiàn)了異常怎么辦?

黑燈生產(chǎn)必然要求全過程全狀態(tài)的實時監(jiān)控。大部分的黑燈生產(chǎn)面向的產(chǎn)線或者車間都是較為緊密的，比較突出的是一旦某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，整個產(chǎn)線應該立即叫停，從這個角度而言與傳統(tǒng)的那種安東系統(tǒng)或者精益生產(chǎn)線有點類似。所以對于生產(chǎn)狀態(tài)的監(jiān)控，乃至實時性，必然是要求非常高的。

另外一個方面，黑燈生產(chǎn)所依托的制造系統(tǒng)也必然要求具有一定的容錯機制?；蛘?，黑燈生產(chǎn)下的產(chǎn)線不僅要直接支持正向的流程執(zhí)行，也要支持異常情況下的流程判斷與處理。產(chǎn)品設計當中的產(chǎn)品族或產(chǎn)品平臺理念，生產(chǎn)現(xiàn)場當中的總線理念，在底層的指導思想上面來說，都可以提供一定的參考。

裝置或者產(chǎn)線的預測性維護也將是黑燈生產(chǎn)的重要考慮內(nèi)容。由于黑燈生產(chǎn)的高度自動化也代表了裝置或者產(chǎn)業(yè)線具有緊密的耦合關(guān)系，相當于是一種牽一發(fā)而動全身的制造系統(tǒng)架構(gòu)。為了保證必要的MTBF等可靠性要求，需要開展深度的預測性維護方面的工作。

黑燈生產(chǎn)的必要性

安全是黑燈生產(chǎn)首要的考慮的因素，效率其次。危險環(huán)境下要實現(xiàn)安全生產(chǎn)，無法達到人處在最安全的狀態(tài)，同時還要防范人之外的物理裝置的危險性運作。雷霆生產(chǎn)是一種極端的方式，人的安全，物的安全，都是基于關(guān)注的重點。

事務性、重復性的操作動作由機器來替代是相對簡單的，這是當前大部分黑燈生產(chǎn)所達到的結(jié)果，是一種傳統(tǒng)自動化。但更復雜的是人的決策判斷如何能夠沉淀到黑燈生產(chǎn)系統(tǒng)當中，以支持和實現(xiàn)知識自動化，并且這種自動化與硬件裝置或產(chǎn)線的自動化能夠深度的有機的耦合起來。

黑燈生產(chǎn)是否等于無人化生產(chǎn)

黑燈生產(chǎn)的外在表現(xiàn)是一種高度自動化下的無人化，但黑燈生產(chǎn)并不能簡單的視同為高度自動化的無人化。黑燈生產(chǎn)的出發(fā)點及核心在于安全，可以直接稱為自動化，而安全除了人的安全，是需要自動化、無人化還有物的安全，包括無論產(chǎn)品是否是危險產(chǎn)品，生產(chǎn)危險產(chǎn)品的裝置的關(guān)聯(lián)性也要保證是安全的。

黑燈生產(chǎn)的經(jīng)濟性如何考慮?

剛興起863計劃以及CIMS工程的時候，有資料介紹，日本在70年代末就已經(jīng)實現(xiàn)了無人化工廠，但最后卻逐漸的走向了消亡，其根本原因在于性價比。就如同現(xiàn)在的很多電子工廠中，能夠看到現(xiàn)象：有一個脈沖性的突發(fā)任務，組織一批工人沿著工作臺排好隊，每一個人做自己的一個工藝環(huán)節(jié)，形成人工下的流水生產(chǎn)，這是一種常態(tài)組織方式，面對的是一種非常態(tài)的突發(fā)任務。如果這種任務是常態(tài)的，那可能就要構(gòu)建固定的物理自動化產(chǎn)線了。這里面考慮的也是性價比。但面向本質(zhì)安全性的黑燈生產(chǎn)，時代的發(fā)展和政策環(huán)境的要求，都是要求不計成本的要保證安全的，這時的性價比是不需要考慮的。

面向黑燈生產(chǎn)的制造系統(tǒng)運行三原則

對于黑燈生產(chǎn)的制造系統(tǒng)，應該秉持著三個方面的步驟：減少/杜絕問題發(fā)生、隔離問題的影響、快速響應解決問題。

在減少或者杜絕問題發(fā)生方面，一是，對黑燈生產(chǎn)下制造系統(tǒng)的固有安全可靠性，提出了更高的要求;二是，在問題發(fā)生苗頭還不是問題的時候，需要及時地做出態(tài)勢評估，將問題消滅在萌芽之中。

當問題不可避免已經(jīng)發(fā)生時，要采取的第一個措施就是將問題隔離掉，減少它的影響范圍。要想隔離問題的影響范圍，必須對問題發(fā)生的原因進行及時有效的分析，并對問題發(fā)生原因所涉及到的制造系統(tǒng)要素及其相關(guān)聯(lián)的制造要素進行關(guān)聯(lián)性的影響分析，才能夠采取針對性的措施進行解決。

快速響應解決問題，指當不能夠隔離時或者已經(jīng)采取了隔離手段之后，根據(jù)問題的危險程度評估，根據(jù)等級做出決策性安排并付諸實施。這種決策性的安排是有各種各樣的模板預案的。這種預案一般具有成套性的特點，這種預案的執(zhí)行也應該是自動執(zhí)行的。