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智能工场打造的重要情势及国内外睁开现状

2025China.cn   >2019年05月17日

  智能工场是实现智能制作的重要载体,重要颠末过程构建智能化临盆体系、网络化散布临盆举动措施,实现临盆过程的智能化。智能工场已经具有了自立能力,可收集、阐发、判断、计划;颠末过程全体可视技术停止推理预测,利用仿真及多媒体技术,将实境扩增展现设计与制作过程。体系中各构成部分可自行构成最佳体系布局,具有协调、重组及扩充特性。已体系具有了自我学习、自行掩护能力。因此,智能工场实现为了人与机械的互相协调合作,其本质是人机交互。

  一、智能工场重要打造情势

  因为各个行业临盆流程分歧,加上各个行业智能化环境分歧,智能工场有如下几个分歧的打造情势。

  第一种情势是从临盆过程数字化到智能工场。在石化、钢铁、冶金、建材、纺织、造纸、医药、食物等流程制作领域,企业睁开智能制作的内在能源在于产品品格可控,侧重从临盆数字化打造起步,基于品控需要从产品末端节制向全流程节制改变。因此其智能工场打造情势为:一是推动临盆过程数字化,在临盆制作、过程办理等单个关键信息化体系打造的基础上,构建覆盖全流程的静态透明可追溯体系,基于同一的可视化平台实现产品临盆全过程跨部分协同节制;二是推动临盆办理一体化,搭建企业CPS体系,深入临盆制作与经营办理、洽购出售等中央业务体系集成,增进企业内部资源和信息的整合和同享;三是推动供给链协同化,基于原资料洽购和配送需要,将CPS体系拓展至供给商和物流企业,横向集成供给商和物料配送协同资源和网络,实现内部原资料供给和内部临盆配送的体系化、流程化,提高工场内外供给链运行效力;四是全体打造大数据化智能工场,推动端到端集成,睁开共性化定制业务。

  第二种情势是从智能制作临盆单位(设备和产品)到智能工场。在机械、汽车、航空、船舶、轻工、家用电器和电子信息等离散制作领域,企业睁开智能制作的中央目标是拓展产品价值空间,侧重从单台设备主动化和产品智能化入手,基于临盆效力和产品效能的晋升实现价值增长。因此其智能工场打造情势为:一是推动临盆设备(临盆线)智能化,颠末过程引进各种相符临盆所需的智能设备,树立基于CPS体系的车间级智能临盆单位,提高精准制作、敏捷制作能力。二是拓展基于产品智能化的增值效劳,利用产品的智能装配实现与CPS体系的互联互通,支撑产品的长途故障诊断和实时诊断等效劳;三是推动车间级与企业级体系集成,实现临盆和经营的无缝集成和高低游企业间的信息同享,睁开基于横向价值网络的协同创新。四是推动临盆与效劳的集成,基于智能工场实现效劳化转型,提高产业效力和中央竞争力。

  例如,广州数控颠末过程利用工业以太网将单位级的传感器、工业机等、数控机床,和各种机械设备与车间级的柔性临盆线总节制台相连,利用以太网将总控台与企业办理级的各种效劳器相连,再颠末过程互联网将企业办理体系与产业链高低游企业相连,打通了产品全性命周期各关键的数据通道,实现为了临盆过程的长途数据收集阐发和收监测诊断。三一重工的18号厂房是总装车间,有混凝土机械、路面机械、港口机械等多条装配线,颠末过程在临盆车间树立“部件工作中央岛”,即单位化临盆,将每一类部件从临盆到下线统统工艺会合在一个地区内,犹如在一个自力的“岛屿”内实现全体临盆。这种构造办法,打破了传统流程化临盆线呈直线布置的弊端,在包管布局件制作工艺不改变、临盆职员不增长的环境下,实现为了削减占高空积、提高临盆效力、低落运行本钱的偏向。目前,三一重工已建成车间智能监控网络和刀具办理体系、公共制作资源定位与物料跟踪办理体系、计划、物流、品格管控体系、临盆节制中央(PCC)中央节制体系等智能体系,还与其余单还餐蟹⒘智能高低料机械手、基于DNC体系的车间设备智能监控网络、智能化平面仓库与AGV运输软硬件体系、基于RFID设备及无线传感网络的物料和资源跟踪定位体系、高级计划排程体系(APS)、制作履行体系(MES)、物流履行体系(LES)、在线品格检测体系(SPC)、临盆节制中央办理决定体系等关键中央智能装配,实现为了对制作资源跟踪、临盆过程监控,计划、物流、品格集成化管控下的均衡化混流临盆。

  第三情势是从共性化定制到互联工场。在业纭打扮、家居等距离用户最近的消费品制作领域,企业睁开智能制作的重点在于充足称心消费者多元化需要的同时实现规模经济临盆,侧重颠末过程互联网平台睁开大规模共性定制情势创新。因此其智能工场打造情势为:一是推动共性化定制临盆,引入柔性化临盆线,搭建互联网平台,增进企业与用户深度交互、普遍征集需要,基于需要数据模子睁开精益临盆;二是推动设计虚构化,依靠互联网逆向整合设计关键,打通设计、临盆、效劳数据链,采纳虚构仿真技术优化临盆工艺;三是推动制作网络协同化,变革传统垂直构造情势,以扁平化、虚构化新型制作平台为纽带集聚产业链高低游资源,睁开长途定制、异地设计、本地临盆的网络协同制作新情势。

  二、国内外智能工场打造的现状

  比年来,全球各重要经济体都在大力推动制功课的中兴。在工业4.0、工业互联网、物联网、云计算等高潮下,全球浩繁优越制作企业都睁开了智能工场打造实践。

  例如,西门子安贝格电子工场实现为了多种类工控机的混线临盆;FANUC公司实现为了机械人和伺服电机临盆过程的高度主动化和智能化,并利用主动化平面仓库在车间内的各个智能制作单位之间传递物料,实现为了最高720小时无人值守;施耐德电气实现为了电气开关制作和包装过程的全主动化;美国哈雷戴维森公司普遍利用以加工中央和机械人构成的智能制作单位,实现大批量定制;三菱电机名古屋制作所采纳人机结合的新型机械人装配产线,实现从主动化到智能化的改变,显著提高了单位临盆面积的产量;全球重卡巨擘MAN公司搭建了完备的厂内物流体系,利用AGV装载停止装配的部件和整车,便于机动调剂装配线,并树立了物料超市,获得显著成效。

  以后,我国制作企业面对着弘大的转型压力。一方面,劳能源本钱敏捷攀升、产能过剩、竞争剧烈、客户共性化需要日益增长等因素,迫使制作企业从低本钱竞争计谋转向树立差异化竞争优势。在工场层面,制作企业面对着招工难,和缺乏专业技师的弘大压力,必需实现减员增效,迫切必要推动智能工场打造。另外一方面,物联网、合作机等、增材制作、预测性掩护、机械视觉等新兴技术敏捷兴起,为制作企业推动智能工场打造供给了优越的技术支撑。再加上国度和地方政府的大力搀扶,使各行业越来越多的大中型企业开启了智能工场打造的征程。

  我国汽车、家电、轨道交通、食物饮料、制药、设备制作、家居等行业的企业对临盆和装配线停止主动化、智能化改革,和树立全新的智能工场的必要十分旺盛,涌现出海尔、美的、东莞劲胜、尚品宅配等智能工场打造的样板。

  例如,海尔佛山滚筒洗衣机工场可以或许或许实现按订单设置设备摆设、临盆和装配,采纳高柔性的主动无人临盆线,普遍应用周详装配机械人,采纳MES体系全程订单履行办理体系,颠末过程RFID停止全程追溯,实现为了机机互联、机物互联和人机互联;尚品宅配实现为了从款式设计到构造尺寸的全方位共性定制,树立了高度智能化的临盆加工节制体系,可以或许或许称心消费者共性化定制所发生的分外尺寸与构造板材的切削加工必要;东莞劲胜全面采纳国产加工中央、国产数控体系和国产工业软件,实现为了设备数据的主动收集和车间联网,树立了工场的数字映射模子(Digital Twin),构建了手机壳加工的智能工场。

  但是,我国制作企业在推动智能工场打造方面,还存在诸多成就与误区:

  ① 盲目购买主动化设备和主动化产线。很多制作企业仍然认为推动智能工场便是主动化和机械人化,盲目追求“黑灯工场”,推动单工位的机械人改革,履行机械换人,上马只能加工或装配繁多产品的刚性主动化临盆线。只看重购买高端数控设备,但却没有装备相应的软件体系。

  ② 尚未实现设备数据的主动收集和车间联网。企业在购买设备时没有请求凋谢数据接口,大部分设备还不能主动收集数据,没有实现车间联网。目前,各大主动化厂商都有自己的工业总线和通讯协定,OPC UA模范的应用还不普及。

  ③ 工场经营层还是黑箱。在工场经营方面还缺乏信息体系支撑,车间仍然是一个黑箱,临盆过程还难以实现全程追溯,与临盆办理息息相干的制作BOM数据、工时数据也不精确。

  ④ 设备绩效不高。临盆设备没有获得充足利用,设备的健康状况未停止有用办理,常常因为设备故障形成非计划性停机,影响临盆。

  ⑤ 依然存在大批信息化孤岛和主动化孤岛。智能工场打造触及到智能设备、主动化节制、传感器、工业软件等领域的供给商,集成难度很大。很多企业不只存在诸多信息孤岛,也存在很多主动化孤岛,主动化临盆线没有停止同一计划,临盆线之间还必要直达库转运。

  究其原因,是智能制作和智能工场涵盖领域很多,体系极其复杂,企业还缺乏深入懂得。在这种状况下,制作企业不能贸然推动,搞“大跃进”,以免构成企业的投资打水漂。应当依靠有实战经验的咨询效劳机构,结合企业内部的IT、主动化和精益团队,高层积极介入,根据企业的产品和临盆工艺,做好必要阐发和全体计划,在此基础上稳妥推动,能力获得实效。

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