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从智能工厂的建立到管理

很多人以为花大钱买回一堆数控设备和机器人就建成了智能工厂。这实际上是一种误解。要建成智能工厂,除了生产流程的自动化外,关键还需要企业的信息化,一硬一软,才能发展。缺了生产流程的信息化改造,就相当于在缺水缺电的地区置办一大堆家电,不能充分发挥智能工厂的核心效能。

因此,在中国制造2025及工业4.0信息物理融合系统CPS的支持下,离散制造业需要实现生产设备网络化、生产数据可视化、生产文档无纸化、生产过程透明化、生产现场无人化等先进技术应用,做到纵向、横向和端到端的集成,以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产,从而建立基于工业大数据和“互联网”的智能工厂。

1、生产设备网络化,实现车间“物联网”

工业物联网的提出给“中国制造2025”、工业4.0提供了一个新的突破口。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。传统的工业生产采用M2M(Machineto Machine)的通信模式,实现了设备与设备间的通信,而物联网通过Things to Things的通信方式实现人、设备和系统三者之间的智能化、交互式无缝连接。

在离散制造企业车间,数控车、铣、刨、磨、铸、锻、铆、焊、加工中心等是主要的生产资源。在生产过程中,将所有的设备及工位统一联网管理,使设备与设备之间、设备与计算机之间能够联网通讯,设备与工位人员紧密关联。

如:数控编程人员可以在自己的计算机上进行编程,将加工程序上传至DNC服务器,设备操作人员可以在生产现场通过设备控制器下载所需要的程序,待加工任务完成后,再通过DNC网络将数控程序回传至服务器中,由程序管理员或工艺人员进行比较或归档,整个生产过程实现网络化、追溯化管理。

2、生产数据可视化,利用大数据分析进行生产决策

“中国制造2025”提出以后,信息化与工业化快速融合,信息技术渗透到了离散制造企业产业链的各个环节,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等技术在离散制造企业中得到广泛应用,尤其是互联网、移动互联网、物联网等新一代信息技术在工业领域的应用,离散制造企业也进入了互联网工业的新的发展阶段,所拥有的数据也日益丰富。离散制造企业生产线处于高速运转,由生产设备所产生、采集和处理的数据量远大于企业中计算机和人工产生的数据,对数据的实时性要求也更高。

在生产现场,每隔几秒就收集一次数据,利用这些数据可以实现很多形式的分析,包括设备开机率、主轴运转率、主轴负载率、运行率、故障率、生产率、设备综合利用率(OEE)、零部件合格率、质量百分比等。首先,在生产工艺改进方面,在生产过程中使用这些大数据,就能分析整个生产流程,了解每个环节是如何执行的。

企业管理人员需要对生产、流通等各个环节深入了解

智能工厂可以使生产过程中设备之间实现良好的信息交互,使各个环节紧密配合。智能工厂可以使生产过程中每个环节的生产时间、原料供应以及下一环节的生产情况在设备中及时进行处理。智能化系统平台通过整体的优化,使得各个环节的生产配置最优,各个环节的设备得到了高效的利用。黄永友说道:“未来工厂生产的产品品种会越来越多,工艺也会越来越复杂,这就需要灵活有效的智能排产来管理生产,达到资源的优化配置和设备的最大使用。”

智能工厂的建立也有利于销售的管理。由于未来产品都是定制化程度越来越高,因此,每类产品(甚至每个产品)的交付信息在生产之初已经确认,智能工厂将利用自身的物流系统或者外部更为高效的物流系统进行配货,并实时掌握产品的配送进展。客户的信息也能进行及时的反馈,使得企业对于产品的优化变得可能而具体。

智能工厂的建立可以提高保障食品的安全的能力。智能工厂建立以后可以使生产过程中的质量信息得到了有效的采集,确保了产品在出现质量问题时及时发现问题出现的具体环节、具体设备以及具体的人员,进行有效的追踪,。与此同时,得益于质量信息的采集,使得企业对于质量的大数据分析变得可能,通过大量产品的数据分析,发现影响质量的关键因素,优化生产过程,使得食品的缺陷率降到最低。

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