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智能工厂助力“制造大国”向“制造强国”转型

时间:2018-07-26 15:09   作者: www. 点击:

  最近几年♤欧美国家最早针对流程工业提出了智能工厂的概念⊙流程工业智能工厂由商业智能、运营智能、操作智能三个层次组成♤由于自身的自动化水平较高♤因此实施智能工厂相对比较容易⊙与流程工业相比♤离散制造业首先在底层制造环节由于生产工艺的复杂性♤如车、铣、刨、磨、铸、锻、铆、焊对生产设备的智能化要求很高♤投资很大⊙特别是装备制造业、家电、汽车、机械、模具、航空航天、消费电子等产品大都要求产品智能化♤设计智能⊙

  因此♤在《中国制造2025》及工业4.0信息物理融合系统CPS的支持下♤离散制造业需要实现生产设备网络化、生产数据可视化、生产文档无纸化、生产过程透明化、生产现场无人化等先进技术应用♤做到纵向、横向和端到端的集成♤以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产♤从而建立基于工业大数据和互联网的智能工厂⊙

  生产设备网络化♤实现车间物联网

  工业物联网的提出给《中国制造2025》、工业4.0提供了一个新的突破口⊙物联网是指通过各种信息传感设备♤实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息♤其目的是实现物与物、物与人♤所有的物品与网络的连接♤方便识别、管理和控制⊙传统的工业生产采用M2M(MachineToMachine)的通信模式♤实现了设备与设备间的通信♤而物联网通过ThingsToThings的通信方式实现人、设备和系统三者之间的智能化、交互式无缝连接⊙

  在离散制造企业车间♤数控车、铣、刨、磨、铸、锻、铆、焊、加工中心等是主要的生产资源⊙在生产过程中♤将所有的设备及工位统一联网管理♤使设备与设备之间、设备与计算机之间能够联网通讯♤设备与工位人员紧密关联⊙

  数控编程人员可以在自己的计算机上进行编程♤将加工程序上传至DNC服务器♤设备操作人员可以在生产现场通过设备控制器下载所需要的程序♤待加工任务完成后♤再通过DNC网络将数控程序回传至服务器中♤由程序管理员或工艺人员进行比较或归档♤整个生产过程实现网络化、追溯化管理⊙

  生产数据可视化♤利用大数据分析进行生产决策

  《中国制造2025》提出以后♤信息化与工业化快速融合♤信息技术渗透到了离散制造企业产业链的各个环节♤条形码、二维码、RFID、工业传感器、工业自动控制系统、工业物联网、ERP、CAD/CAM/CAE/CAI等技术在离散制造企业中得到广泛应用♤尤其是互联网、移动互联网、物联网等新一代信息技术在工业领域的应用♤离散制造企业也进入了互联网工业的新的发展阶段♤所拥有的数据也日益丰富⊙离散制造企业生产线处于高速运转♤由生产设备所产生、采集和处理的数据量远大于企业中计算机和人工产生的数据♤对数据的实时性要求也更高⊙

  在生产现场♤每隔几秒就收集一次数据♤利用这些数据可以实现很多形式的分析♤包括设备开机率、主轴运转率、主轴负载率、运行率、故障率、生产率、设备综合利用率(OEE)、零部件合格率、质量百分比等⊙首先♤在生产工艺改进方面♤在生产过程中使用这些大数据♤就能分析整个生产流程♤了解每个环节是如何执行的⊙

  一旦有某个流程偏离了标准工艺♤就会产生一个报警信号♤能更快速地发现错误或者瓶颈所在♤也就能更容易解决问题⊙利用大数据技术♤还可以对产品的生产过程建立虚拟模型♤仿真并优化生产流程♤当所有流程和绩效数据都能在系统中重建时♤这种透明度将有助于制造企业改进其生产流程⊙再如♤在能耗分析方面♤在设备生产过程中利用传感器集中监控所有的生产流程♤能够发现能耗的异常或峰值情形♤由此便可在生产过程中优化能源的消耗♤对所有流程进行分析将会大大降低能耗⊙

  生产文档无纸化♤实现高效、绿色制造

  构建绿色制造体系♤建设绿色工厂♤实现生产洁净化、废物资源化、能源低碳化是《中国制造2025》实现制造大国走向制造强国的重要战略之一⊙目前♤在离散制造企业中产生繁多的纸质文件♤如工艺过程卡片、零件蓝图、三维数模、刀具清单、质量文件、数控程序等等♤这些纸质文件大多分散管理♤不便于快速查找、集中共享和实时追踪♤而且易产生大量的纸张浪费、丢失等⊙

  生产文档进行无纸化管理后♤工作人员在生产现场即可快速查询、浏览、下载所需要的生产信息♤生产过程中产生的资料能够即时进行归档保存♤大幅降低基于纸质文档的人工传递及流转♤从而杜绝了文件、数据丢失♤进一步提高了生产准备效率和生产作业效率♤实现绿色、无纸化生产⊙

  生产过程透明化♤智能工厂的神经系统


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