Kanfit 应对新冠疫情挑战，以 Composites 4.0 技术驱动增长

应对新冠疫情

在为 7 月刊撰写复合材料生产数字化文章时，我采访了 Kanfit Ltd.（以色列 Nof-Hagalil）业务开发、市场与销售执行副总裁 Shachar Fine。Kanfit 是一家高增长、多元化的复合材料制造商及航空航天一级供应商。《CompositesWorld》（CW）曾在 2018 年以色列工厂巡礼系列中简要提及 Kanfit 使用蓝牙传感器（见《航空航天领域的蓬勃先驱构建业务……》）。本文将深入探讨这一基于人工智能（AI）的系统。

应对新冠疫情

首先，Shachar Fine 与我简要讨论了 Kanfit 如何应对新冠疫情并维持复合材料生产。他解释说：“以色列政府发布指令，要求某些‘非必要’企业关闭（如健身房、美容院等），但被定义为‘必要’的企业（如新冠疫情和医疗物资、食品等）可在员工保持至少两米距离的前提下全员上岗。国防工业可允许 50% 员工到岗，其他行业可允许 30% 员工到岗，前提是遵守距离要求。”

Fine 表示：“我们每班次安排多达 50% 的员工，实行两班倒。第三班次从未被证明合理，因为生产力太低。即使现在，我们也不会那样做。但我们正在延长部分班次。例如，在机加工等部门，员工主要监控自动化设备，我们将实行 12 小时班次；而对于从事更多手工任务的部门，则实行 8-10 小时班次。”他解释说，这基本上是为了抵消因强制保持社交距离而导致的生产力损失。

Fine 表示希望了解其他复合材料制造商的应对方式。“我确信能从世界其他地区的复合材料工厂做法中学到东西。我在以色列的一个 WhatsApp 业务开发群组里，大家分享在无法见面、无法出差时如何继续业务开发的建议。当然，首要任务是确保每个人的安全和健康。”

蓝牙与 RFID 系统对比

正如 2018 年工厂巡礼文章所述，Kanfit 安装的系统由特拉维夫初创公司 Trekeye 提供。该系统由蓝牙（无线）标签组成，贴附在每个零件的工单上，即随零件流转的工单。

当零件的工单打印出来后，标签被贴上并送至生产现场。对于复合材料零件，后续步骤可能包括预浸料或干增强材料的自动切割与套料、铺层、预成型/脱泡、树脂传递模塑（RTM）或真空袋压制和高压釜固化、修边、无损检测（NDT）和喷涂。通常在这些步骤之间会有多次检验。工艺链还可能包括与大小金属零件的装配，形成更大模块。生产此类模块（包括安装布线、绝缘、分布式电源等系统）是航空航天一级供应商的增长趋势。工艺链完成、零件/组件准备发货后，蓝牙标签被取下并复用于新工单。

Fine 解释说，这些是标签而非传感器。“标签不感知，只发射信号，”他指出。每个蓝牙标签每 10 秒发射一次序列号。“天线接收这些信号并通过三角测量定位每个标签，”Fine 说。系统的最后组件是软件，它收集数据、应用算法分析，并发出警报和/或建议行动。蓝牙标签由电池供电，软件会在电量低时预警，电池寿命超过一年。

为什么选择蓝牙而非 RFID？

Kanfit 曾考虑使用 RFID 标签，但 RFID 利用射频（电磁场）传输数据，金属会干扰信号。“我们的生产环境中有大量金属，”Fine 解释道。“因此必须仔细考虑在厂房内放置 RFID 天线的位置，以确保每个标签的信号始终被接收。如果 RFID 标签周期性地无法注册，整个数据流就会受损。而我们的蓝牙标签实现了 100% 注册。我们将它们扔在金属零件中，放在不同天线附近，系统每次都能捕捉 100% 的标签。”

另一个区别：蓝牙标签是主动发射信号，而 RFID 标签通常是被动的——只有当它们经过适当放置的天线时，信号才会被拾取。“使用蓝牙标签，你可以在想要系统报告零件位置的地方安装天线，”Fine 说。“因此没有像 RFID 系统那样的技术限制。你可以把天线装在墙上、天花板或工位上。放置位置和数量取决于所需的分辨率。例如，在待料区，天花板上一个天线就足够了；但在有多个工序步骤的区域，可能需要多个天线。”

成本与实施挑战

Kanfit 安装的蓝牙系统的一个劣势是成本。“基础设施投入大，”Fine 说，“这些蓝牙标签成本以美元计，而 RFID 标签仅几美分。”还需要大量开发工作，要求 Trekeye 开发人员现场驻留。“他们帮我们确定天线位置，使收集的信息针对我们的目标进行优化，”他解释道。“他们教我们如何解决天线覆盖区域重叠导致的问题，避免系统因一个标签被两个天线以相同强度读取而混淆。这是一个过程。”

零件地图与“意大利面图”

系统运行后，输出结果包括零件地图和“意大利面图”。“我们的 IT 部门始终打开系统的在线地图，”Fine 解释道。“当工人找零件时，去 IT 部门快速定位零件位置，再去车间取回。非常容易看到所有零件的位置。”

他解释说，Kanfit 生产现场有成千上万个零件（每分钟 3000 个在制工单），且非标准化流水线。生产的零件组合会变化，不同零件所需工序不同。例如，并非每个零件都要进高压釜或机加工。看到一个零件，不一定知道它是否在正确位置，需要查看零件的工单文件才能确认。

然而，Trekeye 系统表现惊人。“尽管系统不便宜，但投资回报期（ROI）非常短，”Fine 说。“系统拥有非常先进的 AI。它不会等到零件丢失才报警。它会向经理发送短信：‘ABC’零件去错了工位。无需等待。系统会在零件偏离正常路线时立即报警。”

这些零件路径显示在所谓的“意大利面图”上。“这些图展示了零件在工厂和工艺链中的路径，”Fine 说。“我们开始看到趋势。例如，工程师编写工单时，会根据知识和经验安排检验步骤。零件先去检验再去下一工位。‘意大利面图’会显示可以改变某些动作，减少零件搬运距离。我们会看到零件在部门间往返多次。然后我们与工程部门坐下来问：为什么要往返？如何将四次减少到两次？这在图表上一目了然，但在日常现场操作中很难发现，也难以量化往返对整体生产的实际影响。你在工单上只能看到线性的步骤项，而‘意大利面图’提供了数据可视化，具有真实影响力。”

“这也帮助我们搬入新的、更大的工厂，”Fine 补充道。“学到的教训之一是将检验部门集中布置在生产区内。随着时间的推移，AI 肯定会继续帮助我们更好地布局机器和工位，即使零件和运营发生变化。它还能追踪工具。”

自动化工时记录

另一个好处是 Kanfit 可以追踪零件在每个工位停留的时间。“虽然我们尚未实施这一点，但它可以减少员工录入此类数据的时间，”Fine 指出。“我们仍有 ERP 系统供员工汇报，但蓝牙标签系统提供了更详细的零件进出工位时间等数据。”

Fine 指出，这些零件和工具监控系统不能替代 ERP，但必须与之集成才能发挥作用。“我们内部持续开发 ERP 系统，因为我们有大客户，每个客户都有自己的要求。所以我们必须在系统中开发大量功能，以提供每个客户想要的所有信息。”但他看到了蓝牙标签/AI 技术改进这些系统的力量，以及由此带来的进一步效率优势。

无需数据录入

创建工单并贴附传感器时，是否需要为每个零件录入大量数据？“不，这才是最神奇的地方，”Fine 说。“完全不需要数据录入。这是 AI 系统。它接收的只是工单号。工单号由字母数字组成，但我们的编码规则中有一种逻辑。AI 一定学会了这种逻辑。一旦开始收集数据，它就学会了零件应该在哪里。例如，所有‘ABC’工单都是纯金属零件，从不进入复合材料部门。所以当金属零件误入复合材料部门时，系统就会报警。甚至 AI 设计者都惊讶于系统学习之快。我们最初测试了 100 个零件，它在第一批就学会了。”

Fine 解释说，这正是系统的设计初衷。Trekeye 起步于医院，与一家移动医疗设备维护公司合作，帮助维护血压计、体温计、监护仪等。该公司抱怨维护技术人员 80% 的时间都在找需要维护的设备。“有了这个系统，技术人员进来，连接系统，就能看到医院里所有设备的确切位置，”Fine 说。“额外好处是盗窃减少。一旦有人带着设备走出去，系统就会报警，保安会被派去取回设备。”

未来实施计划

不幸的是，Trekeye 未能度过初创企业的关键“死亡谷”阶段，现已停止运营。“除了缺人监管，我们拥有维持系统运行所需的一切，”Fine 说。“这种系统不能只靠普通 IT 人员。需要精通 AI 的专家。我们刚搬进新工厂，尚未重启系统。”他寻找过类似公司，但尚未找到满足 Kanfit 需求的方案。“我们很快会找到方法让它重新投入运行，”他补充道。

那么真正的收益是什么？“第一，无法衡量的就无法管理，”Fine 说。“第二，即使对我们这种小工厂，数据量也大到无法由一两个人处理。我无法想象波音或空客会是什么样子。我们必须让机器之间对话。让它们擅长的事，让我们人类着眼大局，基于它们展示的信息开发新解决方案。”

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