中发导读:“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。 有鉴于此,中发智造总结了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。 4.⽣产⽂档⽆纸化,实现⾼效、绿⾊制造梨花护肤品
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。
⼆、⼋⼤模式
1.互联⼯⼚-打通企业运营的“信息孤岛”
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唯⼀标识,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。
复合膜
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。
挤压成型机三、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。
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
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)
解扰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。
8.智能产品(Smart Product)
web前端性能优化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)
遥控器组合
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。