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柔性生产与工业互联网

行业动态 / 作者:龙智造工业云 / 来源:本站原创 / 浏览:256

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2018-09

 
      发展工业互联网三大体系:平台体系、网络体系、安全体系。可以从生产端切入、产品端切入、平台测切入。做工业制造的时候,有信息化研发、信息化生产信息化运维、信息化供应链,每一个都有大量的内容在里面,实际上是深度信息化,是我们现在已经有的基础。

在这个过程中要解决五个如何的问题:
1.如何将客户寻求快速转变为方案和产品?
2.如何减少人工工序,以提高品质管控?
3.如何通过生产过程的透明化,缩短产品的交付周期?
4.如何使信息流快捷有效?
5.在总体的实施架构里面如何降低成本。

具体以下十一点“柔性化”做法以供参考:
      第一是工业互联网与架构,大家都知道,平台是核心、网络是技术、安全是保障。特点是设计,建设以数据为核心,打造设备与物、设备与设备,设备与应用系统之间的互通互联、互操作平台。

      第二是数字化协同创新集成研发PAAS平台,譬如基于机理模型和数据模型的工艺参数优化、质量检测和预测性维护。

      第三是数字化运营平台,特点是以客户需求驱动,供应链环节互通互联。聚焦面向客户的解決方案,带动产品定制化。

      第四是数字化精益制造平台,通过数字化仿真,实现工厂最优设置,提升单位面积的产出率。特点是采用数字化建模与仿真,利用IT技术对工厂物流进行规划。这是中间生产过程的管理,MES、APS,包括可视化平台的搭建。

      第五是安全可控的智能柔性生产线与工艺装备。通过自动化设备应用,实现各工艺执行环节的智能化和柔性化,通过非标自动化设备应用,实现自动化产线的定制化需求。

      第六是支持全流程数据采集与过程管控的智能传感与控制,对多元异构数据进行OPC UA处理与集成,实现资源、制造生产的实时监控。

      第七是智能物流平台,就是构建敏捷工厂物流管理系统和调度系统,实现订单拉动整个物流的运作和AGV自动化配送。

      第八是基于数字化检测装备的云检测平台,云端训练模型后在检测装备边缘端高效执行。

      第九是质量大数据平台,质量追溯、质量大数据和智能SPC应用。

      第十是透明化企业管控,就是MES、APS,在这里面通过数据集成,底层数据采集,通过数字化3D工厂、可视大屏展示生产数据。

      第十ー,面向产品服务的智能云运维管理系统、预测性维护、跨界打击(如基于数据的金融服务),实现真正意义上的制造即服务。

柔性制造才是发展工业互联网的目的

      当市场繁荣、竞争激烈,制造业需要更加先进的生产方式来满足日益增长的生产要求,于是柔性化生产应运而生。刚性生产,体现在产品的规模化生产方面,满足的是社会对大量工业品的需求。而伴随着消费结构升级,买方市场和消费者个性化、定制化、时效性要求的步步紧逼,满足“多样化、小规模、周期可控”的柔性化生产、柔性制造,才是企业未来生存和制胜的关键。

目前按规模大小柔性制造可划分为:

1、柔性制造系统(FMS)
      通常包括4 台或更多台全自动数控机床(加工中心与车削中心等),由集中的控制系统及物料搬运系统连接起来,可在不停机的情况下实现多品种、中小批量的加工及管理。

2、柔性制造单元(FMC)
      FMC 的问世并在生产中使用约比FMS 晚6~8 年,它是由1~2 台加工中心、工业机器人、数控机床及物料运送存贮设备构成,具有适应加工多品种产品的灵活性。FMC 可视为一个规模最小的FMS,是FMS 向廉价化及小型化方向发展和一种产物,其特点是实现单机柔性化及自动化,迄今已进入普及应用阶段。

3、柔性制造线(FML)
      它是处于单一或少品种大批量非柔性自动线与中小批量多品种FMS 之间的生产线。其加工设备可以是通用的加工中心、CNC 机床;亦可采用专用机床或NC 专用机床,对物料搬运系统柔性的要求低于FMS,但生产率更高。它是以离散型生产中的柔性制造系统和连续生产过程中的分散型控制系统(DCS)为代表,其特点是实现生产线柔性化及自动化,其技术已日臻成熟,迄今已进入实用化阶段。

4、柔性制造工厂(FMF)
      FMF?是将多条FMS 连接起来,配以自动化立体仓库,用计算机系统进行联系,采用从订货、设计、加工、装配、检验、运送至发货的完整FMS。它包括了CAD/CAM,并使计算机集成制造系统(CIMS)投入实际,实现生产系统柔性化及自动化,进而实现全厂范围的生产管理、产品加工及物料贮运进程的全盘化。FMF 是自动化生产的最高水平,反映出世界上最先进的自动化应用技术。它是将制造、产品开发及经营管理的自动化连成一个整体,以信息流控制物质流的智能制造系统(IMS)为代表,其特点是实现工厂柔性化及自动化。

      柔性生产,简单来说就是一条生产线上能制造出满足不同需求的产品。这是相对刚性生产来说的,刚性生产制造出的都是批量、标准化的产品。现在我们市场差异化的要求越来越高,比如你买个iPhone,你想买土豪金的,他想买粉色的,每个客户想要的颜色不一样,以后甚至对软件版本的要求都不一样。个性化的要求越来越高,但会带来一个矛盾,对生产线的要求越来越高。那么,该如何解决流水线批量化和柔性化的矛盾呢?采取“人机结合”的方式。利用人的灵活性,人的灵活性是什么?就是四肢。同时利用电脑的特点,逻辑性强,能够防错,一致性高。“国内首条轨道交通的智能制造生产线”,并非想象中满是四处挥舞的机械臂。相反,除了一些全自动工序,大部分工位上都有工人操作。

      你看这里有很多螺钉枪,打的时候它其实是电脑在控制。原来的时候,这里用什么螺钉、用什么螺钉枪,完全是靠人控制的。但是如果用人机结合,其中的力矩控制、包括采集都是电脑控制的,到哪里打、怎么打都会采集的。但如果全自动化的话,做开发、生产的灵活性又丧失了。除了“人机结合”,也有分析指出,柔性生产的另一重要途径是基于工业互联网的大数据。因为企业可以通过大量的数据采集、分析,更快地找准市场,让消费者介入生产、服务过程。数据显示,未来十年,全球在工业互联网上的投资将达几千亿美元,制造巨头像德国大众和日本日立公司都已斥巨资进行专项研究。

      在国内,不少制造企业正在抢滩布局工业互联网。这个系统通过传感器等终端,能实时采集产品的位置、温度、工作状态等信息。基于这些数据,可以有针对性地改进装备制造工艺、为用户提供个性化服务等。
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