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阅读对智能制造的全面了解

2016/3/31 8: 24: 40

资料来源:电子工程

目前,智能制造已成为业界的热点。 2015年,工业和信息化部批准了46个智能制造试点示范项目和94个智能制造项目,并发布了“国家智能制造标准体系建设指南”(2015年版)。许多企业都渴望通过推动智能制造来实现并希望实现“少人”。降低成本,灵活应对市场变化,更好地满足客户需求。

那么,智能制造到底是什么?范围是什么?目前,业界尚未达成共识。来自不同背景的专家给出的解释通常非常不同。许多概念飞遍天空,这使制造公司很容易陷入困境。因此,我想从制造企业的角度系统地分析这个问题,希望能够发挥原始资源的作用。可以肯定的是,智能制造这个“制造”这个词很广泛,指的是“制造”,而不仅仅是生产。

许多与智能制造相关的概念

下面列出:数字化制造:这是一种软件技术,是指通过仿真软件对产品进行仿真和处理,以及车间的设备布局,物流,人机工程学等,目前的主要软件包括Tecnomatix来自西门子和DassaultSystèmes的Delmia。在CIMdata对PLM的定义中,DM属于其中一个领域。

数字工厂:数字工厂是指从产品开发,工艺,制造,质量和内部物流到产品制造价值链的所有方面。它由数字软件和自动化系统支持,可实现实时数据采集。并分析。西门子使用此概念。西门子拥有一家专门提供相关产品和解决方案的数字工厂集团。西门子成都电子厂也被称为数字工厂。工厂广泛使用RFID和机器视觉来实现工业控制产品的混流生产。数字工厂的一个重要标志是MES(制造执行系统)软件和WMS(仓库管理系统)软件的支持。智能工厂:智能工厂目前没有统一的定义。根据业务流程专家Scheer教授的说法,工业4.0的底层被称为实时智能工厂。我相信,与数字工厂相比,智能工厂主要强调生产数据,测量数据和质量数据的自动化。它们不需要手动输入信息,可以实现对采集数据的实时分析,实现PDCA循环。 SAP拥有MII系统(制造集成和智能),可实现工厂数据的多维分析。

业务流程管理专家Scheer教授解释智能工厂

关于智能制造,我认为其内涵是实现整个制造业价值链的智能和创新,进一步加强信息化与产业化的深度融合。智能制造结合了信息技术,先进制造技术,自动化技术和人工智能技术。智能制造包括开发智能产品;应用智能设备;自下而上建设智能生产线,建设智能车间,建设智能工厂;实践智能研发;形成智能物流和供应链系统;发展智能管理;促进智能服务;智能决策。目前,智能制造的“智能”仍处于智能化水平。智能制造系统具有数据采集,数据处理和数据分析的能力。它可以准确地执行指令并实现闭环反馈。智能制造的趋势是实现“智能化”。智能制造系统支持自学习,独立决策和持续优化。

智能制造金字塔

在智能制造的金字塔中,智能产品和智能服务可以帮助企业在商业模式中带来创新;智能设备,智能生产线,智能工厂智能工厂可以帮助企业实现生产模式的创新;智能研发,智能管理,智能物流和供应链可以帮助企业在其运营模式中实现创新;智能决策可以帮助企业做出科学决策。智能制造的十大技术密切相关,制造企业应逐步合理地推动这十大智能技术的应用。以下是对这些技术的解释。1.智能产品

智能产品通常包括具有存储器,传感,计算和传输功能的机械,电气和嵌入式软件。典型的智能产品包括智能手机,智能可穿戴设备,无人机,智能车,智能家电,智能自动售货机等,包括许多智能硬件产品。智能设备也是一种智能产品。企业应考虑如何在其产品中添加智能单元并提高其产品的附加值。例如,在建筑机械中添加传感器可以定位产品并监控关键部件的状态,为智能服务奠定基础。

2.智能服务

基于传感器和物联网(IoT),您可以感知产品的状态以进行预防性维护,帮助客户及时更换备件,甚至通过了解产品状态帮助客户带来商机。它还可以从产品运营中收集大量数据,以帮助公司制定营销决策。此外,该公司还开发了一个客户服务APP,这也是一种智能服务的手段,可以为企业购买的产品提供有针对性的服务,从而锁定用户并启动服务营销。作为世界领先的PLM公司之一,美国PTC公司在物联网和服务生命周期管理领域投入了大量资金,成为智能服务领域的领先公司之一。最着名的智能服务案例是美国通用电气公司将出售发动机以销售飞行时数。

3.智能设备

制造设备已经通过机械设备到数控设备,现在逐渐发展成为智能设备。该智能设备具有检测功能,可实现在线检测,从而补偿加工误差,提高加工精度,并补偿热变形。过去,一些精密设备需要高环境要求。现在,通过闭环检测和补偿,可以减少环境要求。智能设备最基本的要求之一是提供可以支持设备联网的开放数据接口。国外称M2M(机器和机器互连)。 3D打印机本质上是一种CNC设备,还不是智能设备。日本MAZAK智能机床配备智能功能,用于加工热位移,切削振动,机床干涉,主轴监控,维护,工作台动平衡和语音导航。它可以监控机器的运行状态并进行独立反馈。从而大大提高了机床的效率和安全性。典型的智能制造设备还包括自动装载和卸载设备,一些设备制造商还提供专用的CAM软件,如HOMAG集团的木工中心。 DMG MORI推出了新的复合加工中心LaserTec65,它结合了增材制造和加工(减去材料制造),通过激光堆焊增材制造工艺快速生产坯料。 Trumpf的激光切割加工中心可实现三维切割,多个激光加工中心可共享激光光源。这些都是智能装备。对于工业机器人,按照固定指令执行喷涂,处理和焊接等工艺的机器人不能称为智能设备。但是,如果你有机器视觉,你可以准确地识别工件,或自动化装配,自动避免工人和其他功能,甚至实现人机协作,它属于智能设备。例如,ABB的双臂机器人YUMI是智能工业机器人的典范。随着复合材料的广泛应用,复合材料加工和设备的智能设备将具有广阔的市场需求。

华中科技大学李德群院士在成型模拟的基础上,将工艺参数自动设定和自适应注射智能技术应用于注塑机,提出了在线反演和二次注入速度的平滑优化闭环控制过程曲线。开发出智能注塑机。其智能注塑机的能耗低于中国和欧洲的最高能耗标准。响应时间和位置精度等关键指标均达到国际先进水平,大大提高了注塑产品的可重复性,产量和自动化程度。李德群院士介绍,该智能注塑机内置人工智能算法,具有机器学习能力。通过三次实验,可以准确找到最合适的注射参数,以确保产品质量。该设备不仅具有智能功能,还具有智能功能。4.智能生产线(智能生产线)

许多行业的公司严重依赖自动化生产线,如钢铁,化学品,药品,食品和饮料,烟草,芯片制造,电子组装,汽车和零件制造,以实现自动化加工,装配和检验,以及生产一些机械标准件。还使用自动化生产线,例如轴承。然而,设备制造公司仍然以离散制造为主。许多企业技术改造的关键是建立自动化生产线,装配线和检验线。美国波音公司的飞机装配厂建立了一个U形脉动装配线。自动化生产线可分为刚性自动化生产线和柔性自动化生产线,灵活的自动化生产线通常具有缓冲。为了提高生产效率,工业机器人和悬挂系统越来越多地用于自动化生产线。

目前,许多汽车原始设备制造商已经实现了混流生产,并且可以在一条装配线上同时组装各种型号。食品和饮料行业的自动化生产线可以调整DCS或PLC系统,以改变生产各种产品的工艺路线。汽车工业正在实施一种灯系统,以在生产线上实现故障报警。汽车工业的装配线通常由许多装配线组成,例如主体和底盘的装配线,它们组装成最终产品。在装配过程中,通过Just In Sequence实现混合流动生产。目前,汽车,家电,轨道交通等行业的企业都在对生产和装配线的自动化和智能化改造有强烈需求。许多企业正逐步将关键站和高污染站改造成机器人进行加工,装配或装卸。 。

目前,智能生产线在中国制造企业的应用还处于起步阶段,但必将成为发展方向。智能生产线的特点是:在生产和组装过程中,数据可以通过传感器或RFID自动采集,实时生产状态可以通过电子板显示;可以通过机器视觉和各种传感器执行质量检查,并且不执行自动拒绝。合格产品,SPC分析收集的质量数据,找出质量问题的原因;能够支持各种同类产品的混合生产和组装,灵活的调整过程,适应小批量,多品种的生产模式;灵活,如果生产线上有设备故障,可以调整到其他设备生产;对于手动操作,它可以提供智能提示。事实上,我认为西门子成都电子厂的装配线已达到智能化生产线的水平。西门子成都电子厂智能组装线

5.智能车间

商店通常具有多条生产线,这些生产线或者生产类似的零件或产品,或者具有上游和下游组装关系。为了实现车间的智能化,有必要实时收集和分析生产状态,设备状态,能耗,生产质量和材料消耗等信息,并进行有效的调度和合理的调度。因此,无论制造业是什么,制造执行系统(MES)都成为企业的必然选择。

目前,中国的MES市场非常受欢迎。国际大牌自动化制造商西门子,罗克韦尔,通用电气,施耐德电气拥有MES软件平台,管理软件巨头SAP,ORACLE,EPICOR提供MES软件,德国MPDV,PSI,国内浙江大学,中,宜尚,明基,德普,华工,远广国际,兰光创新,广州苏威等厂家也非常活跃。此外,先进生产调度(APS)系统也进入了制造公司的愿景,并已开始初步实践,以实现基于实际生产约束的调度。主流制造商包括日本的ASPROVA和德国的JobDISPO APS(兰光创新)。经销),国内永凯,安达发,一普友等,远通国际也提供APS解决方案。 APS软件对基本数据(如设备容量和工作时间)要求非常高的精度。

对于制药,食品和其他行业,国家有强制性的可追溯性要求,并且需要通过GMP等行业认证,因此推广MES更为迫切。上面提到的数字制造(DM)技术也是智能车间的支持工具。它可以帮助企业在建设新工厂时按照设计的生产能力进行设备布局,提高物流效率,提高工人的舒适度。

MES是一个车间级综合管理系统,可以帮助企业显着提高设备利用率,提高产品质量,实现生产过程的可追溯性,防止喂料错误,提高生产效率。需要强调的是,纯离散制造企业也可以应用MES系统,但MES系统的应用与企业的生产模式密切相关。如果一个纯粹的离散制造公司实施MES,然后将其转换为自动化或智能化生产线,MES系统可能会被推迟。因此,公司在进行MES应用时需要谨慎。智能车间必须建立有线或无线工厂网络,以便自动发布生产指令并自动收集设备和生产线信息。对于机械制造企业,可以通过DNC技术上传和交付设备状态信息和处理代码。目前,已有成熟的产品,如兰光创新,盖洛普和印地致远。此外,实现车间的无纸化也是智能车间的重要标志。企业可以应用三维轻量技术将设计和处理文档传输到工作站。上海名尚智能公司开发了一种智能网关,可以将基于不同厂商通信协议的生产现场数据转换为OPC标准,解决车间信息通信的问题。远远国际联合亚洲控制,杭兴,中科传斯和研华推出了设备网络解决方案,网络PLC,CNC,机器人,仪器/传感器和工业控制/IT系统,统一配置监控和3D Live平台,实现模拟生产。有一种新兴技术可以在虚拟3D商店模型中实时显示MES系统收集的数据,不仅可以提供车间的VR(虚拟现实)环境,还可以显示设备的实际状态以实现虚拟和真实的整合。西门子和PTC将此技术用作Digital Twin的典型应用。德国PSI和武汉创景也拥有此类产品,天河软件帮助海尔胶州工厂实现了相关应用。此外,智能车间还有一个典型的应用,即视频监控系统不仅可以记录视频,还可以监控,识别和报警车间的环境和人员行为。例如,如果工人没有戴头盔,进入一个不允许进入的区域或掉到地上,它就会自动报警。在这方面,三星已经成功实践。此外,智能车间在温度,湿度,清洁度控制和工业安全(包括工业自动化系统的安全性,生产环境的安全性和人员安全性)方面应该是智能的。

6.智能工厂

工厂通常由多个工厂组成,大型企业有多个工厂。已经提到了智能工厂和数字工厂之间的区别。普遍的共识是,只有自动化生产线和大量机器人,而不是智能工厂。作为一个智能工厂,不仅生产过程应该是自动化的,透明的,可视化的和精益的。同时,产品测试,质量检验和分析以及生产物流也应与生产过程紧密结合。应在工厂的多个研讨会之间实现信息共享,准时交付和协作工作。一些离散制造公司还建立了生产指挥中心,如流程制造公司,指挥和派遣整个工厂,以及时发现和解决意外问题。这也是智能工厂的重要标志。智能工厂必须依靠无缝集成的信息系统支持,包括PLM,ERP,CRM,SCM和MES五大核心系统。大型企业的智能工厂需要应用ERP系统来制定多个车间的生产计划,MES系统根据每个车间的生产计划执行详细的生产计划。 MES调度的粒度是日和小时。甚至几分钟。 MES是一种企业级实时信息系统。 MES的选择不得允许每个研讨会或分支机构独立。三星已经开展了移动工厂的实践。工人可以通过智能手机查询工作单,可以打开视频会议,维护人员遇到困难问题,通过移动视频寻求专家解答,并为智能手机提供RFID和条形码。扫描界面,这也是智能工厂的创新实践。此外,一些公司已经实现了工具管理的智能化。通过在工具架上植入RFID芯片,可以管理工具的整个生命周期,从而延长工具的使用寿命。智能工厂还应注意智能测试仪器的使用,测试结果直接进入信息系统,无需人工干预。展望未来,AR(增强现实)技术也将用于智能工厂。戴着AR眼镜的工人可以“看到”需要操作的工作位置。例如,在需要拧紧螺栓的情况下,拧紧扭矩是正常的,并且会有相应的提示来提高工人的工作效率。

最近,美国GE公司宣布开放工业互联网平台Predix。据我所知,Predix实际上是智能工厂的集成开发平台。通用电气正试图抓住“工业操作系统”的地位,成为智能工厂领域的“微软”。思科的Everthing(IOE)理念,技术和解决方案也可以支持智能服务和智能工厂。

GE提出的智能工厂概念

7.智能研发(Smart R









时间:2019-01-08 08:43:10 来源:双人牛牛 作者:匿名