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智能工廠(chǎng)的幾大特征,對離散制造業(yè)的影響

2019-10-10 17:50:27 admin 127

離散制造業(yè)需要實(shí)現生產(chǎn)設備網(wǎng)絡(luò )化、生產(chǎn)數據可視化、生產(chǎn)文檔無(wú)紙化、生產(chǎn)過(guò)程透明化、生產(chǎn)現場(chǎng)無(wú)人化等先進(jìn)技術(shù)應用,做到縱向、橫向和端到端的集成,以實(shí)現優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活的生產(chǎn),從而建立基于工業(yè)大數據和“互聯(lián)網(wǎng)”的智能工廠(chǎng)。

生產(chǎn)設備網(wǎng)絡(luò )化,實(shí)現車(chē)間“物聯(lián)網(wǎng)”

物聯(lián)網(wǎng)是指通過(guò)各種信息傳感設備,實(shí)時(shí)采集任何需要監控、連接、互動(dòng)的物體或過(guò)程等各種需要的信息,其目的是實(shí)現物與物、物與人,所有的物品與網(wǎng)絡(luò )的連接,方便識別、管理和控制。傳統的工業(yè)生產(chǎn)采用M2M(Machineto Machine)的通信模式,實(shí)現了設備與設備間的通信,而物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)Things to Things的通信方式實(shí)現人、設備和系統三者之間的智能化、交互式無(wú)縫連接。

在離散制造企業(yè)車(chē)間,將所有的設備及工位統一聯(lián)網(wǎng)管理,使設備與設備之間、設備與計算機之間能夠聯(lián)網(wǎng)通訊,設備與工位人員緊密關(guān)聯(lián)。如:數控編程人員可以在自己的計算機上進(jìn)行編程,將加工程序上傳至DNC服務(wù)器,設備操作人員可以在生產(chǎn)現場(chǎng)通過(guò)設備控制器下載所需要的程序,待加工任務(wù)完成后,再通過(guò)DNC網(wǎng)絡(luò )將數控程序回傳至服務(wù)器中,由程序管理員或工藝人員進(jìn)行比較或歸檔,整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現網(wǎng)絡(luò )化、追溯化管理。

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利用大數據分析進(jìn)行生產(chǎn)決策

目前,信息技術(shù)滲透到了某些先進(jìn)離散制造企業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節,條形碼、二維碼、RFID、工業(yè)傳感器、工業(yè)自動(dòng)控制系統、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、MES、ERP、CAD/CAM/CAE/CAI等技術(shù)在離散制造企業(yè)中得到廣泛應用,尤其是互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應用,離散制造企業(yè)也進(jìn)入了互聯(lián)網(wǎng)工業(yè)的新的發(fā)展階段,所擁有的數據也日益豐富,隨著(zhù)柔性化智能生產(chǎn)的需求,對生產(chǎn)數據的實(shí)時(shí)性要求也更高。

在離散制造企業(yè)車(chē)間,每隔幾秒就收集一次數據,利用這些數據可以實(shí)現很多形式的分析,包括設備開(kāi)機率、主軸運轉率、主軸負載率、運行率、故障率、生產(chǎn)率、設備綜合利用率(OEE)、零部件合格率、質(zhì)量百分比等。在生產(chǎn)工藝改進(jìn)方面,在生產(chǎn)過(guò)程中使用這些大數據,就能分析整個(gè)生產(chǎn)流程,了解每個(gè)環(huán)節是如何執行的。一旦有某個(gè)流程偏離了標準工藝,就會(huì )產(chǎn)生一個(gè)報警信號,能更快速地發(fā)現錯誤或者瓶頸所在,也就能更容易解決問(wèn)題。

利用大數據技術(shù),還可以對產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程建立虛擬模型,仿真并優(yōu)化生產(chǎn)流程,當所有流程和績(jì)效數據都能在系統中重建時(shí),這種透明度將有助于制造企業(yè)改進(jìn)其生產(chǎn)流程。再如,在能耗分析方面,在設備生產(chǎn)過(guò)程中利用傳感器集中監控所有的生產(chǎn)流程,能夠發(fā)現能耗的異?;蚍逯登樾?,由此便可在生產(chǎn)過(guò)程中優(yōu)化能源的消耗,對所有流程進(jìn)行分析將會(huì )大大降低能耗。

實(shí)現高效、綠色制造

目前,在離散制造企業(yè)中產(chǎn)生繁多的紙質(zhì)文件,如工藝過(guò)程卡片、零件藍圖、三維數模、刀具清單、質(zhì)量文件、數控程序等等,這些紙質(zhì)文件大多分散管理,不便于快速查找、集中共享和實(shí)時(shí)追蹤,而且易產(chǎn)生大量的紙張浪費、易丟失等。

生產(chǎn)文檔進(jìn)行無(wú)紙化管理后,工作人員在生產(chǎn)現場(chǎng)即可快速查詢(xún)、瀏覽、下載所需要的生產(chǎn)信息,生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的資料能夠即時(shí)進(jìn)行歸檔保存,大幅降低基于紙質(zhì)文檔的人工傳遞及流轉,從而杜絕了文件、數據丟失,進(jìn)一步提高了生產(chǎn)準備效率和生產(chǎn)作業(yè)效率,實(shí)現綠色、無(wú)紙化生產(chǎn)。

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智能工廠(chǎng)的“神經(jīng)”系統

通過(guò)建設智能工廠(chǎng),促進(jìn)制造工藝的仿真優(yōu)化、數字化控制、狀態(tài)信息實(shí)時(shí)監測和自適應控制,進(jìn)而實(shí)現整個(gè)過(guò)程的智能管控。在機械、汽車(chē)、電子信息等離散制造行業(yè),企業(yè)發(fā)展智能制造的核心目的是拓展產(chǎn)品價(jià)值空間,側重從單臺設備自動(dòng)化和產(chǎn)品智能化入手,基于生產(chǎn)效率和產(chǎn)品效能的提升實(shí)現價(jià)值增長(cháng)。因此,其智能工廠(chǎng)建設模式為推進(jìn)生產(chǎn)設備(生產(chǎn)線(xiàn))智能化,通過(guò)引進(jìn)各類(lèi)符合生產(chǎn)所需的智能裝備,建立基于制造執行系統MES的車(chē)間級智能生產(chǎn)單元,提高精準制造、敏捷制造、透明制造的能力。

MES在實(shí)現生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化、智能化、數字化等方面發(fā)揮著(zhù)巨大作用。首先,MES借助信息傳遞對從訂單下達到產(chǎn)品完成的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化管理,減少企業(yè)內部無(wú)附加值活動(dòng),有效地指導工廠(chǎng)生產(chǎn)運作過(guò)程,提高企業(yè)及時(shí)交貨能力。其次,MES在企業(yè)和供應鏈間以雙向交互的形式提供生產(chǎn)活動(dòng)的基礎信息,使計劃、生產(chǎn)、資源三者密切配合,從而確保決策者和各級管理者可以在最短的時(shí)間內掌握生產(chǎn)現場(chǎng)的變化,做出準確的判斷并制定快速的應對措施,保證生產(chǎn)計劃得到合理而快速的修正、生產(chǎn)流程暢通、資源充分有效地得到利用,進(jìn)而最大限度地發(fā)揮生產(chǎn)效率。

生產(chǎn)現場(chǎng)無(wú)人化,真正做到“無(wú)人”工廠(chǎng)

在離散制造企業(yè)生產(chǎn)現場(chǎng),數控加工中心、智能機器人和三坐標測量?jì)x及其他所有柔性化制造單元進(jìn)行自動(dòng)化排產(chǎn)調度,工件、物料、刀具進(jìn)行自動(dòng)化裝卸調度,可以達到無(wú)人值守的全自動(dòng)化生產(chǎn)模式(Lights Out MFG)。在不間斷單元自動(dòng)化生產(chǎn)的情況下,管理生產(chǎn)任務(wù)優(yōu)先和暫緩,遠程查看管理單元內的生產(chǎn)狀態(tài)情況,如果生產(chǎn)中遇到問(wèn)題,一旦解決,立即恢復自動(dòng)化生產(chǎn),整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程無(wú)需人工參與,真正實(shí)現“無(wú)人”智能生產(chǎn)。