《電子技術(shù)應(yīng)用》
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深度解讀智能制造的十大方向

2018-10-19

  智能制造是實(shí)現(xiàn)整個(gè)制造業(yè)價(jià)值鏈的智能化和創(chuàng)新,是信息化與工業(yè)化深度融合的進(jìn)一步提升。智能制造融合了信息技術(shù),、先進(jìn)制造技術(shù),、自動(dòng)化技術(shù)和人工智能技術(shù)。智能制造包括開發(fā)智能產(chǎn)品,;應(yīng)用智能裝備;自底向上建立智能產(chǎn)線,構(gòu)建智能車間,,打造智能工廠;踐行智能研發(fā),;形成智能物流和供應(yīng)鏈體系,;開展智能管理;推進(jìn)智能服務(wù),;最終實(shí)現(xiàn)智能決策,。

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  目前智能制造的“智能”還處于smart的層次,智能制造系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集,、數(shù)據(jù)處理,、數(shù)據(jù)分析的能力,能夠準(zhǔn)確執(zhí)行指令,,能夠?qū)崿F(xiàn)閉環(huán)反饋,;而智能制造的趨勢(shì)是真正實(shí)現(xiàn)“Intelligent”,智能制造系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自主學(xué)習(xí),、自主決策,,不斷優(yōu)化,。

  在智能制造的關(guān)鍵技術(shù)當(dāng)中,智能產(chǎn)品與智能服務(wù)可以幫助企業(yè)帶來商業(yè)模式的創(chuàng)新,;智能裝備,、智能產(chǎn)線、智能車間到智能工廠,,可以幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)模式的創(chuàng)新,;智能研發(fā)、智能管理,、智能物流與供應(yīng)鏈則可以幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)模式的創(chuàng)新,;而智能決策則可以幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)科學(xué)決策。智能制造的十項(xiàng)技術(shù)之間是息息相關(guān)的,,制造企業(yè)應(yīng)當(dāng)漸進(jìn)式,、理性地推進(jìn)這十項(xiàng)智能技術(shù)的應(yīng)用。

  1. 智能產(chǎn)品

  智能產(chǎn)品通常包括機(jī)械,、電氣和嵌入式軟件,,具有記憶、感知,、計(jì)算和傳輸功能,。典型的智能產(chǎn)品包括智能手機(jī)、智能可穿戴設(shè)備,、無人機(jī),、智能汽車、智能家電,、智能售貨機(jī)等,,包括很多智能硬件產(chǎn)品。智能裝備也是一種智能產(chǎn)品,。企業(yè)應(yīng)該思考如何在產(chǎn)品上加入智能化的單元,,提升產(chǎn)品的附加值。

  2. 智能服務(wù)

  基于傳感器物聯(lián)網(wǎng)(IoT),,可以感知產(chǎn)品的狀態(tài),,從而進(jìn)行預(yù)防性維修維護(hù),及時(shí)幫助客戶更換備品備件,,甚至可以通過了解產(chǎn)品運(yùn)行的狀態(tài),,幫助客戶帶來商業(yè)機(jī)會(huì)。還可以采集產(chǎn)品運(yùn)營(yíng)的大數(shù)據(jù),,輔助企業(yè)進(jìn)行市場(chǎng)營(yíng)銷的決策,。此外,企業(yè)通過開發(fā)面向客戶服務(wù)的APP,也是一種智能服務(wù)的手段,,可以針對(duì)企業(yè)購(gòu)買的產(chǎn)品提供有針對(duì)性的服務(wù),從而鎖定用戶,,開展服務(wù)營(yíng)銷,。

  3. 智能裝備

  據(jù)羿戓制造所了解,制造裝備經(jīng)歷了機(jī)械裝備到數(shù)控裝備,,目前正在逐步發(fā)展為智能裝備,。智能裝備具有檢測(cè)功能,可以實(shí)現(xiàn)在機(jī)檢測(cè),,從而補(bǔ)償加工誤差,,提高加工精度,還可以對(duì)熱變形進(jìn)行補(bǔ)償,。以往一些精密裝備對(duì)環(huán)境的要求很高,,現(xiàn)在由于有了閉環(huán)的檢測(cè)與補(bǔ)償,可以降低對(duì)環(huán)境的要求,。

  4. 智能產(chǎn)線

  很多行業(yè)的企業(yè)高度依賴自動(dòng)化生產(chǎn)線,,比如鋼鐵、化工,、制藥,、食品飲料、煙草,、芯片制造,、電子組裝、汽車整車和零部件制造等,,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的加工,、裝配和檢測(cè),一些機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)也應(yīng)用了自動(dòng)化生產(chǎn)線,,比如軸承,。但是,裝備制造企業(yè)目前還是以離散制造為主,。很多企業(yè)的技術(shù)改造重點(diǎn),,就是建立自動(dòng)化生產(chǎn)線、裝配線和檢測(cè)線,。美國(guó)波音公司的飛機(jī)總裝廠已建立了U型的脈動(dòng)式總裝線,。自動(dòng)化生產(chǎn)線可以分為剛性自動(dòng)化生產(chǎn)線和柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線,柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線一般建立了緩沖,。為了提高生產(chǎn)效率,,工業(yè)機(jī)器人、吊掛系統(tǒng)在自動(dòng)化生產(chǎn)線上應(yīng)用越來越廣泛。

  5. 智能車間

  一個(gè)車間通常有多條生產(chǎn)線,,這些生產(chǎn)線要么生產(chǎn)相似零件或產(chǎn)品,,要么有上下游的裝配關(guān)系。要實(shí)現(xiàn)車間的智能化,,需要對(duì)生產(chǎn)狀況,、設(shè)備狀態(tài)、能源消耗,、生產(chǎn)質(zhì)量,、物料消耗等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和分析,進(jìn)行高效排產(chǎn)和合理排班,,顯著提高設(shè)備利用率(OEE),。因此,無論什么制造行業(yè),,制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)成為企業(yè)的必然選擇,。

  6. 智能工廠

  一個(gè)工廠通常由多個(gè)車間組成,大型企業(yè)有多個(gè)工廠,。作為智能工廠,,不僅生產(chǎn)過程應(yīng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、透明化,、可視化,、精益化,同時(shí),,產(chǎn)品檢測(cè),、質(zhì)量檢驗(yàn)和分析、生產(chǎn)物流也應(yīng)當(dāng)與生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)閉環(huán)集成,。一個(gè)工廠的多個(gè)車間之間要實(shí)現(xiàn)信息共享,、準(zhǔn)時(shí)配送、協(xié)同作業(yè),。一些離散制造企業(yè)也建立了類似流程制造企業(yè)那樣的生產(chǎn)指揮中心,,對(duì)整個(gè)工廠進(jìn)行指揮和調(diào)度,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決突發(fā)問題,,這也是智能工廠的重要標(biāo)志,。智能工廠必須依賴無縫集成的信息系統(tǒng)支撐,主要包括PLM,、ERP,、CRM、SCM和MES五大核心系統(tǒng),。大型企業(yè)的智能工廠需要應(yīng)用ERP系統(tǒng)制定多個(gè)車間的生產(chǎn)計(jì)劃(ProducTIon planning),,并由MES系統(tǒng)根據(jù)各個(gè)車間的生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行詳細(xì)排產(chǎn)(producTIon scheduling),,MES排產(chǎn)的力度是天、小時(shí),,甚至分鐘,。

  7. 智能研發(fā)

  離散制造企業(yè)在產(chǎn)品研發(fā)方面,已經(jīng)應(yīng)用了CAD/CAM/CAE/CAPP/EDA等工具軟件和PDM/PLM系統(tǒng),,但是很多企業(yè)應(yīng)用這些軟件的水平并不高,。企業(yè)要開發(fā)智能產(chǎn)品,需要機(jī)電軟多學(xué)科的協(xié)同配合,;要縮短產(chǎn)品研發(fā)周期,需要深入應(yīng)用仿真技術(shù),,建立虛擬數(shù)字化樣機(jī),,實(shí)現(xiàn)多學(xué)科仿真,通過仿真減少實(shí)物試驗(yàn),;需要貫徹標(biāo)準(zhǔn)化,、系列化、模塊化的思想,,以支持大批量客戶定制或產(chǎn)品個(gè)性化定制,;需要將仿真技術(shù)與試驗(yàn)管理結(jié)合起來,以提高仿真結(jié)果的置信度,。流程制造企業(yè)已開始應(yīng)用PLM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工藝管理和配方管理,,LIMS(實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng))系統(tǒng)比較廣泛。

  8. 智能管理

  制造企業(yè)核心的運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)還包括人力資產(chǎn)管理系統(tǒng)(HCM),、客戶關(guān)系管理系統(tǒng)(CRM),、企業(yè)資產(chǎn)管理系統(tǒng)(EAM)、能源管理系統(tǒng)(EMS),、供應(yīng)商關(guān)系管理系統(tǒng)(SRM),、企業(yè)門戶(EP)、業(yè)務(wù)流程管理系統(tǒng)(BPM)等,,國(guó)內(nèi)企業(yè)也把辦公自動(dòng)化(OA)作為一個(gè)核心信息系統(tǒng),。為了統(tǒng)一管理企業(yè)的核心主數(shù)據(jù),近年來主數(shù)據(jù)管理(MDM)也在大型企業(yè)開始部署應(yīng)用,。實(shí)現(xiàn)智能管理和智能決策,,最重要的條件是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確和主要信息系統(tǒng)無縫集成。

  9. 智能物流與供應(yīng)鏈

  制造企業(yè)內(nèi)部的采購(gòu),、生產(chǎn),、銷售流程都伴隨著物料的流動(dòng),因此,,越來越多的制造企業(yè)在重視生產(chǎn)自動(dòng)化的同時(shí),,也越來越重視物流自動(dòng)化,自動(dòng)化立體倉庫、無人引導(dǎo)小車(AGV),、智能吊掛系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用,;而在制造企業(yè)和物流企業(yè)的物流中心,智能分揀系統(tǒng),、堆垛機(jī)器人,、自動(dòng)輥道系統(tǒng)的應(yīng)用日趨普及。WMS(Warehouse Management System,,倉儲(chǔ)管理系統(tǒng))和TMS(Transport Management System,,運(yùn)輸管理系統(tǒng))也受到制造企業(yè)和物流企業(yè)的普遍關(guān)注。

  10. 智能決策

  企業(yè)在運(yùn)營(yíng)過程中,,產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù),。一方面是來自各個(gè)業(yè)務(wù)部門和業(yè)務(wù)系統(tǒng)產(chǎn)生的核心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),比如與合同,、回款,、費(fèi)用、庫存,、現(xiàn)金,、產(chǎn)品、客戶,、投資,、設(shè)備、產(chǎn)量,、交貨期等數(shù)據(jù),,這些數(shù)據(jù)一般是結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù),可以進(jìn)行多維度的分析和預(yù)測(cè),,這就是BI(Business Intelligence,,業(yè)務(wù)智能)技術(shù)的范疇,也被稱為管理駕駛艙或決策支持系統(tǒng),。同時(shí),,企業(yè)可以應(yīng)用這些數(shù)據(jù)提煉出企業(yè)的KPI,并與預(yù)設(shè)的目標(biāo)進(jìn)行對(duì)比,,同時(shí),,對(duì)KPI進(jìn)行層層分解,來對(duì)干部和員工進(jìn)行考核,,這就是EPM(Enterprise Performance Management,,企業(yè)績(jī)效管理)的范疇。從技術(shù)角度來看,,內(nèi)存計(jì)算是BI的重要支撐,。


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