【制造业动态】干货!制造业数字化升级的几种路径
既然模拟人类的思考行动模式、神经系统,智能制造的“大脑”、“中枢系统”、“神经元”又是什么呢?
如果智能制造是一整个人体的话,神经系统自然离不开制造业的生产终端——智能制造装备,这相当于人体的四肢和躯干,只有身体与精神系统高度融合,智能制造才能称为完整的系统。
一言以蔽之,智能制造系统=自动化设备+智能“神经系统。

图片来源:艾瑞咨询

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工业智能系统的构成
智能“神经系统”以ERP(企业资源计划系统)、MES(生产过程执行系统)等管理软件组成中枢神经,以传感器、嵌入式芯片、RFID标签、条码等组件为神经元,以PLC(可编程逻辑控制器)为链接控制神经元的突触,以现场总线、工业以太网、NB-IoT等通信技术为神经纤维。
企业能够借助完善的“神经系统”感知环境、获取信息、传递指令,以此实现科学决策、智能设计、合理排产,提升设备使用率,监控设备状态,指导设备运行,让自动化生产设备如臂使指。

中枢神经——ERP+MES
企业要搭建一套健康的智能“神经系统”,ERP与MES就如同大脑,也如同“任督二脉”一般,必须要将两者打通,构成计划、控制、反馈、调整的完整系统,通过接口进行计划、命令的传递和实绩的接收,使生产计划、控制指令、实时信息在整个ERP系统、MES系统、过程控制系统、自动化体系中透明、及时、顺畅地交互传递并逐步实现生产全过程数字化。
神经突触——PLC
PLC即可编程逻辑控制器,具备逻辑控制、顺序控制、定时、计数等功能,能够完成对各类机械电子装置的控制任务,是控制层的核心装置。
在智能制造系统中,PLC不仅是机械装备和生产线的控制器,还是制造信息的采集器和转发器,类似于神经系统中的“突触”,一方面收集、读取设备状态数据并反馈给上位机(SCADA或DCS系统),另一方面接收并执行上位机发出的指令,直接控制现场层的生产设备。
神经元——传感器与RFID标签
在智能制造“神经系统”中,担任此角色的就是与物料、在制品、生产设备、现场环
境等物理界面直接相连的传感器、RFID标签、条码等组件。
传感器使智能制造系统有了触觉、味觉、嗅觉等感官。
RFID标签具有读取快捷、批量识别、实时通信、重复使用、标签可动态更改等优秀品质。通过射频识别技术,企业可以将物料、刀具、在制品、成品等一切附有RFID标签的物理实体纳入监测范围,帮助企业实现减少短货现象、快速准确获得物流信息等目标。
神经纤维——工业通信网络
企业在日常经营过程中,研发、计划、生产、工艺、物流、仓储、检测等各个环节都会产生大量数据,要让海量数据在智能制造神经系统内顺畅流转,就要综合利用现场总线、工业以太网、工业光纤网络、TSN、NB-IoT等各类工业通信网络建立一套健全的神经纤维网络。工业通信网络可以分为有线通信网络和无线通信网络。
现阶段工业现场设备数据采集主要采用有线通信网络技术。无线通信网络技术正逐步向工业数据采集领域渗透,是有线网络的重要补充。
躯干——智能制造装备
智能生产的落地基础即是智能制造装备。智能制造装备是指具有感知、分析、推理、决策、控制功能的制造装备,它是先进制造技术、信息技术和智能技术的集成和深度融合。
目前智能制造装备的两大核心即是数控机床与工业机器人。
数控机床的数控系统能自动地将零件加工出来,能够较好地解决复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题。
工业机器人在汽车制造、电子设备制造等领域广泛应用,能够高效、精准、持续地完成焊接、涂装、组装、物流、包装、检测等工作。

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如何打通生产过程全数字化?
生产全过程数字化是将“人、机、料、法、环”五个层面的数据连接、融合并形成一个完整的闭环系统,通过对生产全过程数据的采集、传输、分析、决策,优化资源动态配置,提升产品质量管控。
生产全过程数字化需要企业在人员配备、自动化设备、设备连接、环境感知等各方面具备良好的基础,即智能“神经系统”包含的要素必须齐全。
在此基础上,生产全过程数字化的重点工作是打通各种数据流,包括从生产计划到生产执行(ERP与MES)的数据流、MES与控制设备和监视设备之间的数据流、现场设备与控制设备之间的数据流。
有条件的企业可以自主研发或委托开发生产数字化集成平台,将不同生产环节的设备、软件和人员无缝地集成为一个协同工作的系统,实现互联、互通、互操作。

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数字化升级的几种路径
路径一:数字化设计+定制平台
为应对激烈的市场竞争,拓展商业模式,提升品牌价值,某机械键盘制造企业正准备由批量化生产向大规模定制模式转型。

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路径二:智造单元+智能物流仓储
某汽车配件厂商,随着业务的发展和客户的增加,产品线不断拓展,生产车间由3个增加至10个。生产规模扩大、产品种类增加带来了设备利用率不足、交货期难以保证、物料及在制品积压严重等一系列问题,亟需智能化转型来应对生产经营中的重重挑战,保持竞争活力。

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路径三:PLM+智能远程运维
某高端农业机械研发制造企业,确立了以研发生产智能化产品、为客户提供智能远程运维服务作为企业的未来发展方向。

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摘自:土猫网微信公众号2019/11/8发文



