2019-11-04 廣州接點(diǎn)
近幾年,伴隨著(zhù)信息技術(shù)向工業(yè)滲透,工業(yè)大數據、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、數字化工廠(chǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺等一批新的智能制造方案開(kāi)始成為熱門(mén)詞匯。不過(guò)我國制造業(yè)門(mén)類(lèi)齊全,各行各業(yè)都有,而且數字化和智能化程度各不相同,不同企業(yè)適合不同的方案。為方便對制造企業(yè)的數字化和智能化進(jìn)行分析,億歐智庫認為可以將企業(yè)數字化和智能化劃分成四大階段進(jìn)行討論。
一、自動(dòng)化產(chǎn)線(xiàn)與生產(chǎn)裝備
不論是離散制造企業(yè),還是流程加工企業(yè),使用自動(dòng)化裝備進(jìn)行生產(chǎn),也就是實(shí)現工廠(chǎng)的裝備自動(dòng)化,都是智能制造的基本方式。自動(dòng)化行業(yè)發(fā)展了很多年,很多行業(yè)都有專(zhuān)門(mén)的自動(dòng)化解決方案商,近兩年機器人也被越來(lái)越多的企業(yè)所采用。使用自動(dòng)化裝備實(shí)現機器換人,直觀(guān)地提升生產(chǎn)效率,只要投資回收期在可接受范圍內,是企業(yè)最了解,也意愿最強的升級改造方案。
二、設備聯(lián)網(wǎng)與數據采集
智能化生產(chǎn)以信息化為基礎,而將工廠(chǎng)里各式設備接入網(wǎng)絡(luò ),采集設備的數據,則是信息化的基礎。針對不同工業(yè)設備,數據采集有不同的方式:
有數據接口的設備,如機器人,機床,PLC控制器,智能化儀器儀表等,將設備數據傳輸到網(wǎng)關(guān)。
沒(méi)有現成數據的設備,通過(guò)安裝傳感器或進(jìn)行智能化改造,增加通訊能力,基于有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)方式,將數據傳輸到網(wǎng)關(guān)。
數據傳輸到網(wǎng)關(guān)后,網(wǎng)關(guān)基于邊緣計算進(jìn)行數據就地分析和存儲,或將數據、分析結果匯總,通過(guò)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)的方式,傳輸到公有或私有云服務(wù)器進(jìn)行顯示和后續分析。
設備的聯(lián)網(wǎng)接入需要達成三個(gè)層次:互聯(lián)(硬件接口的連接)、互通(軟件層面的數據格式與規范)、語(yǔ)義互操作(語(yǔ)義的定義與規范),其中前兩個(gè)層次相對簡(jiǎn)單,第三個(gè)層次由于標準不統一,實(shí)現起來(lái)較難,不過(guò)也有OPC UA等協(xié)議正逐步成為推薦的規范標準。
三、數據打通與直接應用
1.新型MES/ERP軟件
除了設備處采集的數據,工廠(chǎng)生產(chǎn)管理軟件中,也存在很多數據。過(guò)去這些數據以離散的數據孤島存在,彼此信息隔離,各級管理數據不能很好的綜合分析。如今一些企業(yè)開(kāi)始通過(guò)新型管理軟件,對工廠(chǎng)的數據進(jìn)行整合打通,并在此基礎上提供更高效的信息傳遞、生產(chǎn)管理和協(xié)同。新形態(tài)管理軟件名稱(chēng)以MES/ERP等呈現,但功能基本是實(shí)現過(guò)去MES、ERP、CRM甚至OA等功能的綜合集成。很多企業(yè)提供給工廠(chǎng)的通常不只是一套軟件,而是整套工廠(chǎng)改造的解決方案。
2.遠程運維系統
基于設備聯(lián)網(wǎng),一些企業(yè)為自家產(chǎn)品或裝備制造企業(yè)提供裝備遠程運維解決方案。通過(guò)在裝備中加裝物聯(lián)網(wǎng)設備,使裝備廠(chǎng)商可以遠程隨時(shí)隨地對設備進(jìn)行監控、升級和維護等操作,更好的了解產(chǎn)品的使用狀況,完成產(chǎn)品全生命周期的信息收集,指導產(chǎn)品設計和售后服務(wù)?;?a target="_blank" style="box-sizing: border-box; color: rgb(6, 129, 208); text-decoration-line: none; background-color: rgba(0, 0, 0, 0); outline: none; cursor: pointer; transition: color 0.3s ease 0s; touch-action: manipulation;">IoT可以遠程監控的指標如:設備分布,狀態(tài),用戶(hù)活躍度監測;行業(yè)、地區、企業(yè)用量統計分析;遠程異常報警,故障分析,授權開(kāi)關(guān)機設備監測等。
在設備聯(lián)網(wǎng)的基礎上,還可以開(kāi)展諸如設備租賃、設備保險、精準供應鏈等創(chuàng )新業(yè)務(wù)。
3.AR輔助作業(yè)
AR眼鏡可以在不影響工人雙手操作的情況下進(jìn)行信息顯示,在工人進(jìn)行生產(chǎn)操作、操作培訓、設備巡檢、設備維修等場(chǎng)景時(shí),AR眼鏡額外提供設備的圖紙、運行數據、結構原理、操作步驟等信息引導或輔助操作人員執行操作。還可以基于A(yíng)R眼鏡,將現場(chǎng)圖像傳給遠程專(zhuān)家,方便遠程專(zhuān)家實(shí)時(shí)指導。
四、數據智能分析與應用
1.工業(yè)大數據
大數據技術(shù)興起后,誕生了一批以工業(yè)大數據應用為核心應用方向的企業(yè),開(kāi)展在工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域的應用,主要應用方向有:預防性維修、智能生產(chǎn)優(yōu)化、智慧供應鏈、智能營(yíng)銷(xiāo)等,其中側重生產(chǎn)環(huán)節的主要是預防性維修和生產(chǎn)環(huán)節優(yōu)化。
預防性維修主要面向設備的運用環(huán)節,基于AI進(jìn)行灰度建模,提前對故障進(jìn)行預測,減少設備停機,提高設備利用率,避免停機損失,將設備維修從事后維修轉向預防性維修。生產(chǎn)過(guò)程優(yōu)化是在制造過(guò)程數字化監控的基礎上,用大數據、人工智能算法建立模型,研究不同參數變化對設備狀態(tài)與整體生產(chǎn)過(guò)程的影響,并根據實(shí)時(shí)數據與現場(chǎng)工況動(dòng)態(tài)調優(yōu),提供智能設備故障預警、工藝參數最優(yōu)推薦、降低能耗、提升良品率等一項或多項功能。
2.數字化雙胞胎
在工廠(chǎng)全面數字化的基礎上,產(chǎn)品研發(fā)類(lèi)企業(yè)通過(guò)數字化雙胞胎,從而實(shí)現更高階段智能化邁進(jìn)。數字化雙胞胎以數字化方式為真實(shí)產(chǎn)品、設備、工廠(chǎng)等物理對象創(chuàng )建虛擬模型,模擬其在現實(shí)環(huán)境中的行為特征,創(chuàng )建對應的仿真數字化模型,完整真實(shí)在數字世界中再現整個(gè)企業(yè),使企業(yè)在實(shí)際投入生產(chǎn)之前即能在虛擬環(huán)境中優(yōu)化、仿真和測試,在生產(chǎn)過(guò)程中也可同步優(yōu)化整個(gè)企業(yè)流程。數字化雙胞胎具體包括“產(chǎn)品數字化雙胞胎”、“生產(chǎn)工藝流程數字化雙胞胎”和“設備數字化雙胞胎”三個(gè)領(lǐng)域。
以上四個(gè)階段并不是嚴格按順序進(jìn)行的,各階段不是孤立的,邊界比較模糊,很多具體應用方案可能跨越其中多個(gè)階段。工廠(chǎng)的改造也不一定都是從自動(dòng)化裝備開(kāi)始。多數情況下客戶(hù)工廠(chǎng)需要的方案跨越了數字化改造的多個(gè)階段,但不同供應商的業(yè)務(wù)側重點(diǎn)和覆蓋范圍各不相同,不少供應商或工廠(chǎng)實(shí)施的是跨越多階段的方案,但自身技術(shù)和能力會(huì )側重其中某個(gè)階段的工作。也有一些企業(yè)聲稱(chēng)提供智能工廠(chǎng)整體解決方案。
在單個(gè)工廠(chǎng)數字化的基礎上,工廠(chǎng)還可以通過(guò)C2M模式與消費者建立連接,通過(guò)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,與整個(gè)行業(yè)和產(chǎn)業(yè)上下游建立起連接。
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