产品应用
  • 物料运输侧倾在线记录 无线倾角模块
  • 煤矿竖井结构监测
  • 风力发电设施结构监测
  • 提升机天轮偏摆监测
  • 铁路设施结构监测
  • 高层建筑结构监测
  • 大型钢结构场馆结构监测
  • 隧道及地下工程结构监测
  • 边坡安全监测

智能工厂是布局工业4.0的第一步

发布于:2017-08-19 14:42来源:www.wuxiiot.com 作者:wuxiiot传感 点击:

      “工业4.0”是由德国联盟教研部与联邦经济技术部联手推动的战略性项目,被看作是提振德国制造业的有力催化剂,也被认为将是全球制造业未来发展的方向。继蒸汽机的发明、大规模生产和自动化之后,这一趋势被称为“第四次工业革命”——“工业4.0”(Industry 4.0)。事实上,工业4.0 这一词早在2011 年的汉诺威工业博览会中就已经被提出,它包含了智能工厂、工业网路系统、IT 系统、生产链的自主控制。“工业4.0”提倡物与服务串连,旨在物对物(M2M)的运作架构下,打通产、销任督二脉,讲究生产自动化、生产IT 化,生产模式将由批次量产转向接单后生产,落实智慧生产、绿色生产、都市生产的未来趋势。

                                     

      工厂通过“资讯物理系统(CPS)”来建立一个完整的网路系统,这当中包括了相互连结的智能机械、仓储系统、及高效的产品设备等,这些设备可以独立自主的运作,或者互相交换讯息、互相控制,并且以嵌入式系统来监测生产环境。当指令经过CPS 系统时,纵向需要经过工厂和公司的商业流程,横向则连接了可以实时管理的衍生价值体系,这两方面共同构建了嵌入式制造的系统网络。从生产机台的运动控制到整体工厂运作无不讲究智能,未来的工厂工人,将不再只是单调的操作机器,而是将自己的经验储存到系统中,更有智能地与生产机器沟通互动。“智能制造”就是“工业4.0”的一个缩影。

      此外,“工业4.0”还将解决当今世界遇到的一些挑战,比如资源效率、城镇化和人才结构调整等。工业4.0 能够持续带来覆盖整个价值网络的资源生产率和效率的增益。同时能够将人口结构变动和社会因素考虑在内,并设定合适的方式来组织生产。智能辅助系统可以把工人从单调、程式化的工作中解放出来,使其能够将精力集中在创新和增值业务上。在关于熟练工短缺的问题上,工业4.0 允许高龄的工人延长他们的工作生涯,使他们能够长时间地保持生产力。灵活的工作组织形式使得工人们能够更好地整合他们自己的工作,私人生活和持续的职业生涯发展将变得更有效率,可以说,工业4.0 为工作和生活找到了一个更好的平衡点。

     “智能工厂”的概念最早是奇思2009 年在美国提出,其核心是工业化和信息化的高度融合。智能工厂是在数字化工厂的基础上,利用物联网的技术和设备监控技术加强信息管理和服务;未来,将通过大数据与分析平台,将云计算中由大型工业机器产生的数据转化为实时信息( 云端智能工厂),并加上绿色智能的手段和智能系统等新兴技术于一体,构建一个高效节能的、绿色环保的、环境舒适的人性化工厂。目前智能工厂概念仍众说纷纭,其基本特征主要有制程管控可视化、系统监管全方位及制造绿色化三个层面。

      一是制程管控可视化。由于智能工厂高度的整合性,在产品制程上,包括原料管控及流程,均可直接实时展示于控制者眼前,此外,系统机具的现况亦可实时掌握,减少因系统故障造成偏差。而制程中的相关数据均可保留在数据库中,让管理者得以有完整信息进行后续规划,也可以依生产线系统的现况规划机具的维护;可根据信息的整合建立产品制造的智能组合。

      二是系统监管全方位。通过物联网概念、以传感器做链接使制造设备具有感知能力,系统可进行识别、分析、推理、决策、以及控制功能;这类制造装备,可以说是先进制造技术、信息技术和智能技术的深度结合。当然此类系统,绝对不仅只是在工厂内安装一个软件系统而已,主要是透过系统平台累积知识的能力,来建立设备信息及反馈的数据库。从订单开始,到产品制造完成、入库的生产制程信息,都可以在数据厍中一目了然,在遇到制程异常的状况,控制者亦可更为迅速反应,以促进更有效的工厂运转与生产。

      三是在制造绿色化方面,除了在制造上利用环保材料、留意污染等问题,并与上下游厂商间,从资源、材料、设计、制造、废弃物回收到再利用处理,以形成绿色产品生命周期管理的循环,更可透过绿色ICT 的附加值应用,延伸至绿色供应链的协同管理、绿色制程管理与智慧环境监控等,协助上下游厂商与客户之间共同创造符合环保的绿色产品。

智能工厂的建设主要基于以下三大基础技术:

      一是无线感测器。无线感测器将是实现智能工厂的重要利器。智慧感测是基本构成要素。仪器仪表的智慧化,主要是以微处理器和人工智能技术的发展与应用为主,包括运用神经网路、遗传演算法、进化计算、混沌控制等智慧技术,使仪器仪表实现高速、高效、多功能、高机动灵活等性能,如专家控制系统(expert controlsystem;ECS)、模块逻辑控制器(FLCFuzzyLogic controller) 等都成为智能工厂相关技术的关注焦点。

      二是控制系统网路化( 云端智能工厂)。随着智能工厂制造流程连接的嵌入式设备越来越多,通过云端架构部署控制系统,无疑已是当今最重要的趋势之一。在工业自动化领域,随着应用和服务向云端运算转移,资料和运算位置的主要模式都已经被改变了,由此也给嵌入式设备领域带来颠覆性变革。如随着嵌入式产品和许多工业自动化领域的典型IT 元件,如制造执行系统;(MEs) 以及生产计划系统(PPS) 的智慧化,以及连线程度日渐提高,云端运算将可提供更完整的系统和服务。一旦完成连线,体系结构、控制方法以及人机协作方法等制造规则,都会因为控制系统网路化而产生变化。此外.由于影像、语音信号等大数据高速率传输对网路频宽的要求,对控制系统网路化,更构成严厉的挑战,而且网路上传递的资讯非常多样化,哪些资料应该先传( 如设备故障讯息),哪些资料可以晚点传( 如电子邮件),都要靠控制系统的智慧能力,进行适当的判断才能得以实现。

      三是工业通信无线化。工业无线网络技术是无线物联网技术领域最活跃的主流发展方向,是影响未来制造业发展的革命性技术,其通过支持设备间的交互与物联,提供低成本、高可靠、高灵活的新一代泛在制造信息系统和环境。随着无线技术日益普及,各家供应商正在提供一系列软硬体技术,协助在产品中增加通信功能。这些技术支援的通信标准包括蓝牙、Wi- Fi、GPS、LTE 以及WiMax。然而,由于工厂需求不像消费市场一样的标准化,必须因应生产需求,有更多弹性的选择,最热门的技术未必是最好的通信标准和客户需要的技术。
      智能制造是产业技术革命发展的技术突破,其技术的优越性将突破现有生产技术条件限制。必将推动生产制造进入下一步的快速发展阶段,因此我们作为发展中国家,必须大力发展智能制造。

tag标签:
------分隔线----------------------------
------分隔线----------------------------