化工儀器網(wǎng)
詳細(xì)介紹
西門子數(shù)控伺服系統(tǒng)代理商制造企業(yè)面臨著巨大的轉(zhuǎn)型壓力,。一方面,，勞動(dòng)力成本迅速攀升、產(chǎn)能過剩,、競(jìng)爭(zhēng)激烈,、客戶個(gè)性化需求日益增長(zhǎng)等因素，迫使制造企業(yè)從低成本競(jìng)爭(zhēng)策略轉(zhuǎn)向建立差異化競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),。在工廠層面,，制造企業(yè)面臨著招工難，以及缺乏專業(yè)技師的巨大壓力,，必須實(shí)現(xiàn)減員增效,，迫切需要推進(jìn)智能工廠建設(shè)。另一方面,，物聯(lián)網(wǎng),、協(xié)作機(jī)器人、增材制造,、預(yù)測(cè)性維護(hù),、機(jī)器視覺等新興技術(shù)迅速興起，為制造企業(yè)推進(jìn)智能工廠建設(shè)提供了良好的技術(shù)支撐,。再加上國(guó)家和地方政府的大力扶持,，使各行業(yè)越來越多的大中型企業(yè)開啟了智能工廠建設(shè)的征程。
我國(guó)汽車,、家電,、軌道交通、食品飲料,、制藥,、裝備制造、家居等行業(yè)的企業(yè)對(duì)生產(chǎn)和裝配線進(jìn)行自動(dòng)化,、智能化改造,，以及建立全新的智能工廠的需求十分旺盛，涌現(xiàn)出海爾,、美的,、東莞勁勝、尚品宅配等智能工廠建設(shè)的樣板,。
例如,，海爾佛山滾筒洗衣機(jī)工廠可以實(shí)現(xiàn)按訂單配置,、生產(chǎn)和裝配，采用高柔性的自動(dòng)無人生產(chǎn)線,，廣泛應(yīng)用精密裝配機(jī)器人,，采用MES系統(tǒng)全程訂單執(zhí)行管理系統(tǒng)，通過RFID進(jìn)行全程追溯,，實(shí)現(xiàn)了機(jī)機(jī)互聯(lián),、機(jī)物互聯(lián)和人機(jī)互聯(lián);尚品宅配實(shí)現(xiàn)了從款式設(shè)計(jì)到構(gòu)造尺寸的*個(gè)性定制，建立了高度智能化的生產(chǎn)加工控制系統(tǒng),，能夠滿足消費(fèi)者個(gè)性化定制所產(chǎn)生的特殊尺寸與構(gòu)造板材的切削加工需求;東莞勁勝全面采用國(guó)產(chǎn)加工中心,、國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)和國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集和車間聯(lián)網(wǎng),，建立了工廠的數(shù)字映射模型(Digital Twin),，構(gòu)建了手機(jī)殼加工的智能工廠。
但是,，我國(guó)制造企業(yè)在推進(jìn)智能工廠建西門子數(shù)控伺服系統(tǒng)代理商設(shè)方面,，還存在諸多問題與誤區(qū):
① 盲目購(gòu)買自動(dòng)化設(shè)備和自動(dòng)化產(chǎn)線。很多制造企業(yè)仍然認(rèn)為推進(jìn)智能工廠就是自動(dòng)化和機(jī)器人化,，盲目追求"黑燈工廠",，推進(jìn)單工位的機(jī)器人改造，推行機(jī)器換人,，上馬只能加工或裝配單一產(chǎn)品的剛性自動(dòng)化生產(chǎn)線,。只注重購(gòu)買數(shù)控設(shè)備，但卻沒有配備相應(yīng)的軟件系統(tǒng),。
② 尚未實(shí)現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集和車間聯(lián)網(wǎng),。企業(yè)在購(gòu)買設(shè)備時(shí)沒有要求開放數(shù)據(jù)接口，大部分設(shè)備還不能自動(dòng)采集數(shù)據(jù),，沒有實(shí)現(xiàn)車間聯(lián)網(wǎng)。目前,，各大自動(dòng)化廠商都有自己的工業(yè)總線和通信協(xié)議,，OPC UA標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用還不普及。 西門子數(shù)控伺服系統(tǒng)代理商
程追溯,，與生產(chǎn)管理息息相關(guān)的制造BOM數(shù)據(jù),、工時(shí)數(shù)據(jù)也不準(zhǔn)確。
④ 設(shè)備績(jī)效不高,。生產(chǎn)設(shè)備沒有得到充分利用,，設(shè)備的健康狀態(tài)未進(jìn)行有效管理，常常由于設(shè)備故障造成非計(jì)劃性停機(jī),，影響生產(chǎn),。
⑤ 依然存在大量信息化孤島和自動(dòng)化孤島。智能工廠建設(shè)涉及到智能裝備、自動(dòng)化控制,、傳感器,、工業(yè)軟件等領(lǐng)域的供應(yīng)商，集成難度很大,。很多企業(yè)不僅存在諸多信息孤島,，也存在很多自動(dòng)化孤島，自動(dòng)化生產(chǎn)線沒有進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃,，生產(chǎn)線之間還需要中轉(zhuǎn)庫(kù)轉(zhuǎn)運(yùn),。
究其原因，是智能制造和智能工廠涵蓋領(lǐng)域很多,，系統(tǒng)極其復(fù)雜,，企業(yè)還缺乏深刻理解。在這種狀況下,，制造企業(yè)不能貿(mào)然推進(jìn),，搞"大躍進(jìn)"，以免造成企業(yè)的投資打水漂,。應(yīng)當(dāng)依托有實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)的咨詢服務(wù)機(jī)構(gòu),，結(jié)合企業(yè)內(nèi)部的IT、自動(dòng)化和精益團(tuán)隊(duì),，高層積極參與,，根據(jù)企業(yè)的產(chǎn)品和生產(chǎn)工藝，做好需求分析和整體規(guī)劃,，在此基礎(chǔ)上穩(wěn)妥推進(jìn),，才能取得實(shí)效。西門子數(shù)控伺服系統(tǒng)代理商
二,、何謂智能工廠?
究竟何謂智能工廠?智能工廠具有以下六個(gè)顯著特征:
① 設(shè)備互聯(lián),。能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備與設(shè)備互聯(lián)(M2M)，通過與設(shè)備控制系統(tǒng)集成,，以及外接傳感器等方式,，由SCADA(數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng))實(shí)時(shí)采集設(shè)備的狀態(tài)，生產(chǎn)完工的信息,、質(zhì)量信息,，并通過應(yīng)用RFID(無線射頻技術(shù))、條碼(一維和二維)等技術(shù),，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的可追溯,。
② 廣泛應(yīng)用工業(yè)軟件。廣泛應(yīng)用MES(制造執(zhí)行系統(tǒng)),、APS(*生產(chǎn)排程),、能源管理,、質(zhì)量管理等工業(yè)軟件，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的可視化和透明化,。在新建工廠時(shí),，可以通過數(shù)字化工廠仿真軟件，進(jìn)行設(shè)備和產(chǎn)線布局,、工廠物流,、人機(jī)工程等仿真，確保工廠結(jié)構(gòu)合理,。在推進(jìn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的過程中,，必須確保工廠的數(shù)據(jù)安全和設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)安全。在通過專業(yè)檢測(cè)設(shè)備檢出次品時(shí),，不僅要能夠自動(dòng)與合格品分流,，而且能夠通過SPC(統(tǒng)計(jì)過程控制)等軟件，分析出現(xiàn)質(zhì)量問題的原因,。
③ 充分結(jié)合精益生產(chǎn)理念,。充分體現(xiàn)工業(yè)工程和精益生產(chǎn)的理念，能夠?qū)崿F(xiàn)按訂單驅(qū)動(dòng),，拉動(dòng)式生產(chǎn),，盡量減少在制品庫(kù)存，消除浪費(fèi),。推進(jìn)智能工廠建設(shè)要充分結(jié)合企業(yè)產(chǎn)品和工藝特點(diǎn),。在研發(fā)階段也需要大力推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和系列化,，奠定推進(jìn)精益生產(chǎn)的基礎(chǔ),。
④ 實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化。結(jié)合企業(yè)的產(chǎn)品和生產(chǎn)特點(diǎn),，持續(xù)提升生產(chǎn),、檢測(cè)和工廠物流的自動(dòng)化程度。產(chǎn)品品種少,、生產(chǎn)批量大的企業(yè)可以實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化,，乃至建立黑燈工廠;小批量、多品種的企業(yè)則應(yīng)當(dāng)注重少人化,、人機(jī)結(jié)合，不要盲目推進(jìn)自動(dòng)化,，應(yīng)當(dāng)特別注重建立智能制造單元,。工廠的自動(dòng)化生產(chǎn)線和裝配線應(yīng)當(dāng)適當(dāng)考慮冗余，避免由于關(guān)鍵設(shè)備故障而停線;同時(shí),，應(yīng)當(dāng)充分考慮如何快速換模,，能夠適應(yīng)多品種的混線生產(chǎn),。物流自動(dòng)化對(duì)于實(shí)現(xiàn)智能工廠至關(guān)重要，企業(yè)可以通過AGV,、行架式機(jī)械手,、懸掛式輸送鏈等物流設(shè)備實(shí)現(xiàn)工序之間的物料傳遞，并配置物料超市,，盡量將物料配送到線邊,。質(zhì)量檢測(cè)的自動(dòng)化也非常重要，機(jī)器視覺在智能工廠的應(yīng)用將會(huì)越來越廣泛,。此外,，還需要仔細(xì)考慮如何使用助力設(shè)備，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度,。
⑤ 注重環(huán)境友好,，實(shí)現(xiàn)綠色制造。能夠及時(shí)采集設(shè)備和產(chǎn)線的能源消耗,，實(shí)現(xiàn)能源高效利用,。在危險(xiǎn)和存在污染的環(huán)節(jié)，優(yōu)先用機(jī)器人替代人工,，能夠?qū)崿F(xiàn)廢料的回收和再利用,。
⑥ 可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)洞察。從生產(chǎn)排產(chǎn)指令的下達(dá)到完工信息的反饋,，實(shí)現(xiàn)閉環(huán),。通過建立生產(chǎn)指揮系統(tǒng)，實(shí)時(shí)洞察工廠的生產(chǎn),、質(zhì)量,、能耗和設(shè)備狀態(tài)信息，避免非計(jì)劃性停機(jī),。通過建立工廠的Digital Twin(數(shù)字映射),，方便地洞察生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)，輔助各級(jí)管理人員做出正確決策,。
僅有自動(dòng)化生產(chǎn)線和工業(yè)機(jī)器人的工廠,，還不能稱為智能工廠。智能工廠不僅生產(chǎn)過程應(yīng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,、透明化,、可視化、精益化,，而且,，在產(chǎn)品檢測(cè)、質(zhì)量檢驗(yàn)和分析,、生產(chǎn)物流等環(huán)節(jié)也應(yīng)當(dāng)與生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)閉環(huán)集成,。一個(gè)工廠的多個(gè)車間之間也要實(shí)現(xiàn)信息共享,、準(zhǔn)時(shí)配送和協(xié)同作業(yè)。
智能工廠的建設(shè)充分融合了信息技術(shù),、*制造技術(shù),、自動(dòng)化技術(shù)、通信技術(shù)和人工智能技術(shù),。每個(gè)企業(yè)在建設(shè)智能工廠時(shí),，都應(yīng)該考慮如何能夠有效融合這五大領(lǐng)域的新興技術(shù)，與企業(yè)的產(chǎn)品特點(diǎn)和制造工藝緊密結(jié)合,，確定自身的智能工廠推進(jìn)方案,。
三、智能工廠的體系架構(gòu)
著名業(yè)務(wù)流程管理專家August-Wilhelm Scheer教授提出的智能工廠框架強(qiáng)調(diào)了MES系統(tǒng)在智能工廠建設(shè)中的樞紐作用,。
▲Scheer教授提出的智能工廠架構(gòu)
智能工廠可以分為基礎(chǔ)設(shè)施層,、智能裝備層、智能產(chǎn)線層,、智能車間層和工廠管控層五個(gè)層級(jí):
▲智能工廠五級(jí)金字塔
① 基礎(chǔ)設(shè)施層
企業(yè)首先應(yīng)當(dāng)建立有線或者無線的工廠網(wǎng)絡(luò),，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)指令的自動(dòng)下達(dá)和設(shè)備與產(chǎn)線信息的自動(dòng)采集;形成集成化的車間聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，解決不同通訊協(xié)議的設(shè)備之間,，以及PLC,、CNC、機(jī)器人,、儀表/傳感器和工控/IT系統(tǒng)之間的聯(lián)網(wǎng)問題;利用視頻監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)車間的環(huán)境,，人員行為進(jìn)行監(jiān)控、識(shí)別與報(bào)警;此外,，工廠應(yīng)當(dāng)在溫度,、濕度、潔凈度的控制和工業(yè)安全(包括工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的安全,、生產(chǎn)環(huán)境的安全和人員安全)等方面達(dá)到智能化水平,。
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