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智能制造的五大特征

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发表时间:2022-06-30 19:38

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“你们厂搞智能制造了吗?”随着“第四次工业革命”大潮的来袭,哪个工业企业要是不谈智能制造,好像就已经落后于时代了。然而智能制造究竟是怎么回事,是个怎样的概念,目前并没有统一的结论。智能工厂装配自动化生产线设备项目技术对接定制平台.jpg


智能制造的五大特征、十大技术与八大模式,以帮助大家更好地理解智能制造的概念,抓住智能制造趋势带来的新机遇。


一、五大特征


1.生产现场无人化,真正做到“无人”工厂


工业机器人、机械手臂等智能设备的广泛应用,使工厂无人化制造成为可能。数控加工中心、智能机器人和三坐标测量仪及其他柔性制造单元,让“无人工厂”更加触手可及。


2.生产数据可视化,利用大数据分析进行生产决策


当下信息技术渗透到了制造业的各个环节,条形码、二维码、RFID、工业传感器、工业自动控制系统、工业物联网、ERP、CAD/CAM/CAE/CAI等技术广泛应用,数据也日益丰富,对数据的实时性要求也更高。这就要求企业顺应制造的趋势,利用大数据技术,实时纠偏,建立产品虚拟模型以模拟并优化生产流程,乃至降低生产能耗与成本。


3.生产设备网络化,实现车间“物联网”


物联网是指通过各种信息传感设备,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息,其目的是实现物与物、物与人,所有的物品与网络的连接,方便识别、管理和控制。


4.生产文档无纸化,实现高效、绿色制造


构建绿色制造体系,建设绿色工厂,实现生产洁净化、废物资源化、能源低碳化,是我国“智能制造”的重要战略之一。传统制造业,在生产过程中会产生繁多的纸质文件,不仅产生大量的浪费现象,也存在查找不便、共享困难、追踪耗时等问题。实现无纸化管理之后,工作人员在生产现场即可快速查询、浏览、下载所需要的生产信息,大幅降低基于纸质文档的人工传递及流转,从而杜绝了文件、数据丢失,进一步提高了生产准备效率和生产作业效率,实现绿色、无纸化生产。


5.生产过程透明化,智能工厂的“神经”系统


推进制造过程智能化,通过建设智能工厂,促进制造工艺的仿真优化、数字化控制、状态信息实时监测和自适应控制,进而实现整个过程的智能管控,是中国制造2025的重大战略。在机械、汽车、航空、船舶、轻工、家用电器和电子信息等行业,企业建设智能工厂的模式为推进生产设备(生产线)智能化,目的是拓展产品价值空间,基于生产效率和产品效能的提升,实现价值

增长。


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二、八大模式


1.互联工厂-打通企业运营的“信息孤岛”


在石,探索形成了打通企业运营“信息孤岛”为核心的互联工厂模式主要应用于石化、钢铁、电子、家电等领域,通过应用物联网技术,识别产品、物料的身份,使生产和物流装备具备数据采集和通信等功能,构建了生产数据采集系统、制造执行系统(MES)和企业资源计划系统(ERP),并实现这些系统之间的协同与集成。


2.全生产过程能源优化管理-提高能源资源利用率


全过程能源优化管理模式主要应用于石化化工、有色、钢铁等行业,该模式以提高能源资源利用率为核心,通过MES采集各装备、各环节的能效数据,构建能源管理系统(EMS)或MES中具有能源管理模块,对生产过程、设备、能源供给及人员等实时进行优化。


3.产品全生命周期可溯-提升产品质量管控能力


产品全生命周期可追溯模主要应用于食品、制药等领域,该模式以质量管控为核心,主要做法是让产品在全生命周期具有**标识,通过MES系统开展质量判异和过程判稳等在线质量检测和预警等。


4.柔性制造-快速响应多样化市场需求


快速响应多样化市场需求的柔性制造模式,主要应用于铸造、服装等领域,主要做法是实现生产线可同时加工多种产品/零部件,车间物流系统实现自动配料,构建高级排产系统(APS),并实现工控系统、制造执行系统(MES)、企业资源计划系统(ERP)之间的高效协同与集成。


5.大规模个性化定制,满足用户个性化需求


大规模个性化定制模式主要应用于服装、纺织、家居、家电等消费品领域,通过产品模块化设计、构建产品个性化定制服务平台和个性化产品数据库等手段,实现定制服务。


6.远程运维服务-提高装备/产品运维服务水平


互联工厂模式主要应用于石化、钢铁、电子、家电等领域,应用物联网技术构建生产数据采集系统、制造执行系统(MES)和企业资源计划系统(ERP),打通企业运营中的“信息孤岛”。


7.网络协同制造- 供应链上下游协同优化


网络协同制造模式主要应用于航空航天、汽车制造等领域,该模式以供应链优化为核心,建设跨企业制造资源协同平台,实现企业间研发、管理和服务系统的集成和对接,开展制造服务和资源的动态分析和柔性配置等。


8.产品生命周期数字一体化,实现缩短产品研制周期


产品全生命周期数字一体化模式主要应用于航空装备、汽车、船舶、工程机械等装备制造领域,通过(MBD)产品研发技术、全生命周期管理系统(PLM)等手段,实现缩短产品研制周期这一核心目的。

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三、十大关键技术


1. 智能决策(Smart Decision Making)


企业在运营过程中,产生了大量的数据,比如与合同、回款、费用、库存、现金、产品、客户、投资、设备、产量、交货期等,这些数据一般是结构化的数据,可以进行多维度的分析和预测。同时,应用这些数据还可以提炼出企业的KPI,并与预设的目标进行对比。


2.智能管理(Smart Management)


制造企业核心的运营管理系统包括人力资产管理系统(HCM)、客户关系管理系统(CRM)、企业资产管理系统(EAM)、能源管理系统(EMS)、供应商关系管理系统(SRM)、企业门户(EP)、业务流程管理系统(BPM)等。实现智能管理和智能决策,最重要的条件是基础数据准确和主要信息系统无缝集成。


3.智能物流与供应链(Smart logisTIcs and SCM)


制造企业内部的采购、生产、销售流程都伴随着物料的流动,因此,越来越多的制造企业在重视生产自动化的同时,也越来越重视物流自动化,自动化立体仓库、无人引导小车(AGV)、智能吊挂系统得到了广泛的应用;而在制造企业和物流企业的物流中心,智能分拣系统、堆垛机器人、自动辊道系统的应用日趋普及。WMS(Warehouse Management System,仓储管理系统)和TMS(Transport Management System,运输管理系统)也受到制造企业和物流企业的普遍关注。


4.智能研发(Smart R&D)


研发对智造企业来讲至关重要。企业要开发智能产品,需要机电软多学科的协同配合;要缩短产品研发周期,需要深入应用仿真技术,建立虚拟数字化样机,实现多学科仿真,通过仿真减少实物试验;需要贯彻标准化、系列化、模块化的思想,以支持大批量客户定制或产品个性化定制;需要将仿真技术与试验管理结合起来,以提高仿真结果的置信度。

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5.智能产线(Smart ProducTIon line)


自动化生产线就是智能产线的一种形式。很多行业的企业高度依赖自动化生产线,比如钢铁、化工、制药、食品饮料、烟草、芯片制造、电子组装、汽车整车和零部件制造等。自动化生产线可以分为刚性自动化生产线和柔性自动化生产线,为了提高生产效率,工业机器人、吊挂系统在自动化生产线上应用越来越广泛。


6.智能车间(Smart workshop)


一个车间通常有多条生产线,要实现车间的智能化,需要对生产状况、设备状态、能源消耗、生产质量、物料消耗等信息进行实时采集和分析,进行高效排产和合理排班,显著提高设备利用率(OEE)。因此无论哪个制造行业,制造执行系统(MES)成为企业的必然选择。


7.智能工厂(Smart Factory)


一个工厂通常由多个车间组成,大型企业有多个工厂。作为智能工厂,不仅生产过程应实现自动化、透明化、可视化、精益化,同时,产品检测、质量检验和分析、生产物流也应当与生产过程实现闭环集成。

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8.智能产品(Smart Product)


任何制造企业都应该思考如何在产品上加入智能化的单元,提升产品的附加值。典型的智能产品包括智能手机、智能可穿戴设备、无人机、智能汽车、智能家电、智能售货机等。


9.智能装备(Smart Equipment)


智能装备也是一种智能产品,可以补偿加工误差,提高加工精度,


10.智能服务(Smart Service)


智能服务是一种大数据技术:基于传感器和物联网(IoT)可以感知产品的状态,从而进行预防性维修维护,及时帮助客户更换备品备件,甚至可以通过了解产品运行的状态,帮助客户带来商业机会。还可以采集产品运营的大数据,辅助企业进行市场营销的决策。

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