《智能工厂的组成》

  • 来源专题:集成电路
  • 编译者: shenxiang
  • 发布时间:2020-10-20
  • 随着科技进步和生产的发展,智能工厂的建设也开始在工厂中普及。关于智能工厂的建造,许多人错误地理解为就是智能设备和智能机器的组合。实际上,要建造一座现代化智能工厂是一件细致、复杂的工作,其中不仅涉及到智能制造软、硬件的有机结合,更重要的是如何将其有效地布局于企业自身的生产实践中。

    现在很多人,很多企业,很多制造业都找追求智能工厂,智慧工厂,甚至很多制造业企业家到处找工程师,行业专家,打造自己的最高效,最安全,最省事,最便捷,最节约的智慧工厂。打造智能工厂需要具备三个条件:管理智能化、装备智能化、产品智能化。将坚持的事做到极致,是最高的境界。智能工厂也是普及工业4.0的理念思维。

    智能工厂是辅助在工业4.0,一种在信息技术发展到新阶段产生的新的工业发展模式。从终极目标来看,工业4.0不能为技术而技术,核心在于提高企业、行业乃至国家的整体竞争力。

    工业专用软件

    在研发设计方面,鼓励软件企业开发智能化的研发工具软件和工业设计软件,采用“共建共享”机制建设科技情报信息库、专利文献 数据库 、工业设计素材库等,推广 计算机 辅助工程(CAE)、工业仿真等技术,提高研发设计过程的自动化、智能化水平,进一步缩短研发设计周期。

    在生产加工方面,鼓励软件企业开发智能化的工业控制软件、数控系统,推广智能控制、工业机器人、快速成型、计算机辅助制造(CAM)、网络协同制造、制造执行系统(MES)等技术,提高生产设备和生产线的智能化水平,利用物联网技术实现进料设备、加工设备、 包装 设备等的联网协作,打造“无人工厂”。

    在企业管理方面,鼓励软件企业开发智能化的管理软件。鼓励工业企业开展ERP和MES集成应用,将物联网技术应用于车间管理,实现生产管理的智能化。推广商业智能(BI)系统,鼓励企业建立知识库和知识管理系统,发展辅助决策的“仪表盘”系统,通过对企业经营过程中的各种数据进行统计分析、联机处理和数据挖掘,实现管理决策的智能化。

    打造智能装备体系

    对于 机械 装备行业,发展高端智能制造装备,包括高档数控机床、智能工业机器人、自动化成套生产线等,发展智能仪器仪表、智能工程机械等。智能装备是先进制造技术、信息技术和智能技术的集成和深度融合。

    我国将重点推进高档数控机床与基础制造装备,自动化成套生产线,智能控制系统,精密和智能仪器仪表与试验设备,关键基础零部件、 元器件 及通用部件,智能专用装备的发展,实现生产过程自动化、智能化、精密化、绿色化,带动工业整体技术水平的提升。

    工业与信息化融合

    在企业内部信息化集成应用方面,以信息化推进研发设计与生产制造的集成、生产与管理的集成、生产与销售的集成、业务与财务的集成、总部与分支机构的集成,实现产销衔接、管控一体,提高企业生产经营效率,减低成本,控制风险。

    在企业之间信息化集成应用方面,以信息化推进产业链协同,鼓励行业龙头企业与配套企业之间进行信息系统对接,相互共享设计、库存、物流等信息,以提高协同效率,降低总成本,实现即时生产。

    根据我国工业与信息化融合规划:到2025年,信息化与工业化深度融合取得重大突破,信息技术在企业生产经营和管理的主要领域、主要环节得到充分有效应用,业务流程优化再造和产业链协同能力显著增强,重点骨干企业实现向综合集成应用的转变,研发设计创新能力、生产集约化和管理现代化水平大幅度提升。

    生产性服务业领域信息技术应用进一步深化,信息技术集成应用水平成为领军企业核心竞争优势。

    支撑“两化”深度融合的信息产业创新发展能力和服务水平明显提高,应用成本显著下降,信息化成为新型工业化的重要特征。

    生产需要的产品时,可以智能利用有关能源。通过IT技术,可以保证对于能源的使用是以最为有效的方式进行。物联网是把所有各种各样的部件考虑进去;而今后做决策时,是把所有的组织体系考虑进去,这是一种整体的思考方法。这将使产业链分工变得高度有效,相互又非常精准地对接。

    未来可以看到一个智能化的经济体:包括智能化的生产、工厂、生活、家居、交通、物流、治理、环境、人的活动等产业链要素。这个过程实际上由IT系统加以控制,IT系统知道如何组织生产,来收集所有的数据,并用一种控制的方式与有关各个环节进行互动。未来整个生产当中捕捉到的数据都可以进行实时分析,帮助人做出决策,进行一些设定同时进行传输,而且在发生某些故障时,自动发送警告。

    工业4.0用了很多IT技术,毫无疑问会重新塑造整个生产流程,原来的工人会受到影响。工人会产生担忧,在这种担忧下,会不配合和加以破坏;因此需要和他们进行讨论,告诉他们未来的整个工作场景是怎样的,希望他们参与进来,让这样的技术最终改善他们的处境,而不是相反。

    如此,智能工厂的生产组织变得极其高效。同时,单体智能工厂也可以成为联合体,即把外部的一些工厂包括进来。比如单体智能工厂在进行生产时,一旦某些原料用完了,厂外供应商会自动获取信息,然后就会自动交付定额的原料。智能工厂和厂外的合作伙伴完全可以通过智能系统进行整合,这是非常和谐的互动,可以诞生智能化的商业模式,即:随时在生成数据,随时按照精确的数据让生产方了解情况,来改善生产当中的状况。

    在当前环境下,迈向智能制造已经成为一种必然趋势,身处智能制造时代的企业管理者们需要擦亮双眼、时刻保持前瞻性,才能抓住智能制造飞速发展的浪潮,保持在市场竞争中立于不败之地。

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  • 《浅谈数字化工厂、智能工厂和智能制造的区别》

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    •   早在工业4.0这些战略发布之前,包括数字化工厂、智能工厂以及智能制造等概念早已为业界所熟知。往往很多企业在提及这些概念时,容易将这些概念混为一谈,数字化工厂、智能工厂以及智能制造之间到底是否可以互相替换,这些概念之间是否存在区别? 一、数字化工厂 对于数字化工厂,德国工程师协会的定义是:数字化工厂(DF)是由数字化模型、方法和工具构成的综合网络,包含仿真和3D/虚拟现实可视化,通过连续的没有中断的数据管理集成在一起。数字化工厂集成了产品、过程和工厂模型数据库,通过先进的可视化、仿真和文档管理,以提高产品的质量和生产过程所涉及的质量和动态性能:   在国内,对于数字化工厂接受度最高的定义是:数字化工厂是在计算机虚拟环境中,对整个生产过程进行仿真、评估和优化,并进一步扩展到整个产品生命周期的新型生产组织方式。是现代数字制造技术与计算机仿真技术相结合的产物,主要作为沟通产品设计和产品制造之间的桥梁。从定义中可以得出一个结论,数字化工厂的本质是实现信息的集成。 二、智能工厂 智能工厂是在数字化工厂的基础上,利用物联网技术和监控技术加强信息管理服务,提高生产过程可控性、减少生产线人工干预,以及合理计划排程。同时,集初步智能手段和智能系统等新兴技术于一体,构建高效、节能、绿色、环保、舒适的人性化工厂。     智能工厂已经具有了自主能力,可采集、分析、判断、规划;通过整体可视技术进行推理预测,利用仿真及多媒体技术,将实境扩增展 示设计与制造过程。系统中各组成部分可自行组成最佳系统结构,具备协调、重组及扩充特性。已系统具备了自我学习、自行维护能力。因此,智能工厂实现了人与机器的相互协调合作,其本质是人机交互。 三、智能制造   智能工厂是在数字化工厂基础上的升级版,但是与智能制造还有很大差距。智能制造系统在制造过程中能进行智能活动,诸如分析、推理、判断、构思和决策等。通过人与智能机器的合作,去扩大、延伸和部分地取代技术专家在制造过程中的脑力劳动。它把制造自动化扩展到柔性化、智能化和高度集成化。    智能制造系统不只是“人工智能系统,而是人机一体化智能系统,是混合智能。系统可独立承担分析、判断、决策等任务,突出人在制造系统中的核心地位,同时在智能机器配合下,更好发挥人的潜能。机器智能和人的智能真正地集成在一起,互相配合,相得益彰。本质是人机一体化。 国内很多企业都在炒作智能制造,但是绝大多数企业还处在部分使用应用软件的阶段,少数企业也只是实现了信息集成,也就是可以达到数字化工厂的水平;极少数企业,能够实现人机的有效交互,也就是达到智能工厂的水平。
  • 《智能工厂的概念以及智能工厂的体系架构》

    • 来源专题:集成电路
    • 编译者:shenxiang
    • 发布时间:2020-08-22
    • 智能工厂的概念 智能工厂是利用各种现代化的技术,实现工厂的办公、管理及生产自动化,达到加强及规范企业管理、减少工作失误、堵塞各种漏洞、提高工作效率、进行安全生产、提供决策参考、加强外界联系、拓宽国际市场的目的。 智能工厂特点 1、产设备网络化,实现车间“物联网” 以前的车间只实现了机器与机器 (也就是“Machine to Machine”) 之间的连接,这是传统工厂的T2T的通信模式。 而物联网的出现实现了物与物、物与人、所有的物品与网络(也就是“Things to Things”)的连接,我们一般称之为“M2M”。 2、过程透明化,智能工厂的“神经”系统 MES是对整个生产过程进行管理的软件系统,智能工厂的“神经网络”主要就是由MES系统(制造执行系统)构成。 因为有了MES系统的存在,整个智能系统才能够获取到足够多的生产数据,才使得智能系统的数据分析成为可能,所以说MES是智能工厂的神经系统毫不为过。 3、产数据可视化,大数据分析进行决策 在智能工厂的生产现场,智能系统每隔几秒就收集一次MES系统上传的数据。 工厂的智能系统可以利用这些数据对各个环节进行分析并制定相应的改进方案,通过不断优化来使工厂的生产达到最优状态。 4、现场无人化,真正做到“无人”工厂 在自动化生产的情况下,智能系统一般自行管理工厂中的所有生产任务,如果生产中遇到问题,一经解决,立即恢复自动化生产,整个生产过程无需人工参与,真正实现“无人”的智能生产。 5、产文档无纸化,实现高效、绿色制造 生产文档进行无纸化管理,需要的生产信息都可在线快速查询、浏览、下载,不仅提高了效率,更降低了浪费。 智能工厂的体系架构 由于CPS进入制造和物流的技术集成以及在工业流程中使用物联网及其服务,从而产生了创新的工厂系统———智能工厂。完全不同于传统的工厂自动化系统,智能工厂采用面向服务的体系架构。从中可以看出,对应于传统自动化系统的现场级使用物联网技术;对应于控制级采用CPPS;对应的监控管理级连接到安全可靠和可信的云网络主干网,采用服务互联网提供的服务。 1)基于嵌入式Internet技术、无线自组织的机器对机器通信M2M(Machine-to-Machine)通信网络。M2M是基于特定终端行业,以公共无线网络为接入手段,为客户提供机器到机器的通信解决方案,满足客户对生产过程监控、指挥调度、远程数据采集和测量、远程诊断等方面的信息化需求。 M2M不是简单的数据在机器和机器之间的传输,它是机器之间的一种智能化、交互式通信,即使人们没有实时发信号,机器也会根据既定程序主动进行通信,并根据所得到的数据智能化地作出选择,对相关设备发出正确的指令。工业控制需要实现智能化、远程化和实时化,随着无线宽带的突破,具有高数据传输速率、低占空比、IP网络支持以及泛在移动性的M2M将提供更佳的承载基础。 2)CPPS。由于工业控制的可靠性要求非常高,因而生产流程控制采用靠近工厂机器设备的CPPS。CPS是计算过程和物理过程的集成系统,利用嵌入式计算机和网络对物理过程进行监测和控制,并通过反馈环实现计算过程和物理过程的相互影响。CPPS是一种网络型嵌入式系统,它将打破在PC机时代建立的传统自动化系统的体系架构,从而全面实现分布式智能。 3)安全可靠和可信的云网络。智能工厂的IT设施建立在云计算网络基础上,云计算的本质是一种基于互联网的服务模式,它类似于远程数据中心。控制室可以理解为私有云,考虑到控制的可靠性要求非常高,为CPPS提供服务的App平台建立在工厂企业的私有云上。但是一些营运和生产管理,例如PLM,SCM,CRM,QMS,ERP以及MES的一些功能可以通过云计算网络提供服务,从而可以降低创建和优化基础架构的成本、提升生产管理的智能化水平、高效地跨地域协同以及提高快速响应市场需求的能力等。 4)基于CPS的高级工厂辅助系统。“智能工厂创新联盟”十分重视将各种无线技术、平板电脑、智能手机以及室内精确定位等多种IT领域成熟的最新技术,创新地引入新一代工厂系统,制成高级工厂辅助系统。2012年4月,谷歌公司发布了“谷歌眼镜“新产品,这是一款可穿戴移动终端产品。“谷歌眼镜“采用了“扩增实境”(AugmentedReality)又称增强现实技术,在“实境”现实基础上,将图像、声音和其他感官增强功能实时添加到真实世界的环境中,以虚拟现实把它扩增,把真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到同一个画面或空间,可以使用户充分感知和操控虚拟的立体图像。 为此,“智能工厂创新联盟”专门成立了项目组,经过研究试验,打算将该技术用于工业维护系统:通过头盔式显示器将多种辅助信息显示给用户,包括虚拟仪表的面板、被维修设备的内部结构以及被维修设备零件图等,从而大幅提高维护效率。利用这些高级工厂辅助系统还可以支持、帮助和培训新一代工作人员。 关键字: 智能工厂 体系架构 维护效率 编辑:什么鱼 引用地址: http://news.eeworld.com.cn/qrs/ic506882.html 本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。