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智能工業有哪些特徵

發布時間:2022-11-27 01:52:32

『壹』 你知道智慧工廠的五大基本特徵嗎

在中國製造2025及工業4.0信息物理融合系統CPS的支持下,離散製造業需要實現生產設備網路化、生產數據可視化、生產文檔無紙化、生產過程透明化、生產現場無人化等先進技術應用,建立基於工業大數據和"互聯網"的智能工廠。

最近幾年,歐美國家最早針對流程工業提出了"智能工廠"的概念。流程工業智能工廠由商業智能、運營智能、操作智能三個層次組成,由於自身的自動化水平較高,因此實施智能工廠相對比較容易。與流程工業相比,離散製造業首先在底層製造環節由於生產工藝的復雜性,如車、銑、刨、磨、鑄、鍛、鉚、焊對生產設備的智能化要求很高,投資很大。特別是裝備製造業、家電、 汽車 、機械、模具、航空航天、消費電子等產品大都要求產品智能化,設計智能。

因此,在中國製造2025及工業4.0信息物理融合系統CPS的支持下,離散製造業需要實現生產設備網路化、生產數據可視化、生產文檔無紙化、生產過程透明化、生產現場無人化等先進技術應用,做到縱向、橫向和端到端的集成,以實現優質、高效、低耗、清潔、靈活的生產,從而建立基於工業大數據和"互聯網"的智能工廠。

生產設備網路化,實現車間"物聯網"

工業物聯網的提出給"中國製造2025"、工業4.0提供了一個新的突破口。物聯網是指通過各種信息感測設備,實時採集任何需要監控、連接、互動的物體或過程等各種需要的信息,其目的是實現物與物、物與人,所有的物品與網路的連接,方便識別、管理和控制。傳統的工業生產採用M2M(Machineto Machine)的通信模式,實現了設備與設備間的通信,而物聯網通過Things to Things的通信方式實現人、設備和系統三者之間的智能化、互動式無縫連接。

在離散製造企業車間,數控車、銑、刨、磨、鑄、鍛、鉚、焊、加工中心等是主要的生產資源。在生產過程中,將所有的設備及工位統一聯網管理,使設備與設備之間、設備與計算機之間能夠聯網通訊,設備與工位人員緊密關聯。

如:數控編程人員可以在自己的計算機上進行編程,將加工程序上傳至DNC伺服器,設備操作人員可以在生產現場通過設備控制器下載所需要的程序,待加工任務完成後,再通過DNC網路將數控程序回傳至伺服器中,由程序管理員或工藝人員進行比較或歸檔,整個生產過程實現網路化、追溯化管理。

生產數據可視化,利用大數據分析進行生產決策

"中國製造2025"提出以後,信息化與工業化快速融合,信息技術滲透到了離散製造企業產業鏈的各個環節,條形碼、二維碼、RFID、工業感測器、工業自動控制系統、工業物聯網、ERP、CAD/CAM/CAE/CAI等技術在離散製造企業中得到廣泛應用,尤其是互聯網、移動互聯網、物聯網等新一代信息技術在工業領域的應用,離散製造企業也進入了互聯網工業的新的發展階段,所擁有的數據也日益豐富。離散製造企業生產線處於高速運轉,由生產設備所產生、採集和處理的數據量遠大於企業中計算機和人工產生的數據,對數據的實時性要求也更高。

在生產現場,每隔幾秒就收集一次數據,利用這些數據可以實現很多形式的分析,包括設備開機率、主軸運轉率、主軸負載率、運行率、故障率、生產率、設備綜合利用率(OEE)、零部件合格率、質量百分比等。首先,在生產工藝改進方面,在生產過程中使用這些大數據,就能分析整個生產流程,了解每個環節是如何執行的。

一旦有某個流程偏離了標准工藝,就會產生一個報警信號,能更快速地發現錯誤或者瓶頸所在,也就能更容易解決問題。利用大數據技術,還可以對產品的生產過程建立虛擬模型,模擬並優化生產流程,當所有流程和績效數據都能在系統中重建時,這種透明度將有助於製造企業改進其生產流程。再如,在能耗分析方面,在設備生產過程中利用感測器集中監控所有的生產流程,能夠發現能耗的異常或峰值情形,由此便可在生產過程中優化能源的消耗,對所有流程進行分析將會大大降低能耗。

生產文檔無紙化,實現高效、綠色製造

構建綠色製造體系,建設綠色工廠,實現生產潔凈化、廢物資源化、能源低碳化是中國製造2025實現"製造大國"走向"製造強國"的重要戰略之一。目前,在離散製造企業中產生繁多的紙質文件,如工藝過程卡片、零件藍圖、三維數模、刀具清單、質量文件、數控程序等等,這些紙質文件大多分散管理,不便於快速查找、集中共享和實時追蹤,而且易產生大量的紙張浪費、丟失等。

生產文檔進行無紙化管理後,工作人員在生產現場即可快速查詢、瀏覽、下載所需要的生產信息,生產過程中產生的資料能夠即時進行歸檔保存,大幅降低基於紙質文檔的人工傳遞及流轉,從而杜絕了文件、數據丟失,進一步提高了生產准備效率和生產作業效率,實現綠色、無紙化生產。

生產過程透明化,智能工廠的"神經"系統

"中國製造2025"明確提出推進製造過程智能化,通過建設智能工廠,促進製造工藝的模擬優化、數字化控制、狀態信息實時監測和自適應控制,進而實現整個過程的智能管控。在機械、 汽車 、航空、船舶、輕工、家用電器和電子信息等離散製造行業,企業發展智能製造的核心目的是拓展產品價值空間,側重從單台設備自動化和產品智能化入手,基於生產效率和產品效能的提升實現價值增長。因此其智能工廠建設模式為推進生產設備(生產線)智能化,通過引進各類符合生產所需的智能裝備,建立基於製造執行系統MES的車間級智能生產單元,提高精準製造、敏捷製造、透明製造的能力。

離散製造企業生產現場,MES系統在實現生產過程的自動化、智能化、數字化等方面發揮著巨大作用。首先,MES系統藉助信息傳遞對從訂單下達到產品完成的整個生產過程進行優化管理,減少企業內部無附加值活動,有效地指導工廠生產運作過程,提高企業及時交貨能力。其次,MES在企業和供應鏈間以雙向交互的形式提供生產活動的基礎信息,使計劃、生產、資源三者密切配合,從而確保決策者和各級管理者可以在最短的時間內掌握生產現場的變化,做出准確的判斷並制定快速的應對措施,保證生產計劃得到合理而快速的修正、生產流程暢通、資源充分有效地得到利用,進而最大限度地發揮生產效率。

生產現場無人化,真正做到"無人"工廠

"中國製造2025"推動了工業機器人、機械手臂等智能設備的廣泛應用,使工廠無人化製造成為可能。在離散製造企業生產現場,數控加工中心、智能機器人和三坐標測量儀及其他所有柔性化製造單元進行自動化排產調度,工件、物料、刀具進行自動化裝卸調度,可以達到無人值守的全自動化生產模式(Lights Out MFG)。在不間斷單元自動化生產的情況下,管理生產任務優先和暫緩,遠程查看管理單元內的生產狀態情況,如果生產中遇到問題,一旦解決,立即恢復自動化生產,整個生產過程無需人工參與,真正實現"無人"智能生產。

實現從製造業大國向製造業強國的"升級","中國製造2025"成為最有力的戰略驅動。蓋勒普是"中國製造2025"的先行 探索 者和實踐者。深度結合當前離散製造業的實際現狀,基於全球25年領先技術和中國15年的本地化經驗,蓋勒普提出了離散製造業智能工廠的五個方向,旨在藉助全球先進智能工廠整體解決方案(MES-SFC)這一生產力引擎,打破組織邊界,將企業整個生產現場都納入到管理網路中,正深刻地改變著製造模式、流程乃至整個製造業的結構,這一具有未來競爭力的創新成果將有力推動整個製造業的轉型升級,也讓離散製造企業得到了獨一無二的新技術體驗,並為行業樹立成功典範。

『貳』 和傳統的製造相比,智能製造具有的幾個鮮明的特點

1、生產設備網路化,實現車間「物聯網」
物聯網是指通過各種信息感測設備,實時採集任何需要監控、連接、互動的物體或過程等各種需要的信息,其目的是實現物與物、物與人,所有的物品與網路的連接,方便識別、管理和控制。
2、生產文檔無紙化,實現高效、綠色製造
生產文檔進行無紙化管理後,工作人員在生產現場即可快速查詢、瀏覽、下載所需要的生產信息,生產過程中產生的資料能夠即時進行歸檔保存,大幅降低基於紙質文檔的人工傳遞及流轉,從而杜絕了文件、數據丟失,進一步提高了生產准備效率和生產作業效率,實現綠色、無紙化生產。
3、生產數據可視化,利用大數據分析進行生產決策
在生產現場,每隔幾秒就收集一次數據,利用這些數據可以實現很多形式的分析,包括設備開機率、主軸運轉率、主軸負載率、運行率、故障率、生產率、設備綜合利用率(OEE)、 零部件合格率、質量百分比等。首先,在生產工藝改進方面,在生產過程中使用這些大數據,就能分析整個生產流程,了解每個環節是如何執行的。
一旦有某個流程偏離了標准工藝,就會產生一個報警信號,能更快速地發現錯誤或者瓶頸所在,也就能更容易解決問題。利用大數據技術,還可以對產品的生產過程建立虛擬模型,模擬並優化生產流程,當所有流程和績效數據都能在系統中重建時,這種透明度將有助於製造企業改進其生產流程。再如,在能耗分析方面,在設備生產過程中利用感測器集中監控所有的生產流程,能夠發現能耗的異常或峰值情形,由此便可在生產過程中優化能源的消耗,對所有流程進行分析將會大大降低能耗。
4、生產過程透明化,智能工廠的」神經」系統
在機械、汽車、航空、船舶、輕工、家用電器和電子信息等離散製造行業,企業發展智能製造的核心目的是拓展產品價值空間,側重從單台設備自動化和產品智能化入手,基於生產效率和產品效能的提升實現價值增長。因此其智能工廠建設模式為推進生產設備(生產線)智能化,通過引|進各類符合生產所需的智能裝備,建立基於製造執行系統MES的車間級智能生產單元,提高精準製造、敏捷製造、透明製造的能力。
5、生產現場無人化,真正做到「無人」廠
在離散製造企業生產現場,數控加工中心智能機器人和三坐標測量儀及其他所有柔性化製造單元進行自動化排產調度,工件、物料、刀具進行自動化裝卸調度,可以達到無人值守的全自動化生產模式(Lights OutMFG)。在不間斷單元自動化生產的情況下,管理生產任務優先和暫緩 ,遠程查看管理單元內的生產狀態情況,如果生產中遇到問題, -旦解決,立即恢復自動化生產,整個生產過程無需人工參與 ,真正實現」無人」智能生產。

『叄』 什麼是智能製造的綜合特徵

一、人機交互性
智能製造的人和機器之間,在任何時間和空間上都可以相互聯系、相互協同完成任務,除了機器本身的規劃、行動和監控外,人可以隨時隨地地架空機器的情況。在這之前的自動化存在著片面強調所有環節的自動化,幾乎忽略了人的作用,導致生產製造效率不高。然而人機一體化突出了人在製造系統中的核心地位,並在智能機器的配合下,更大的發揮人的潛能,機器智能和人的智能真正的集成在一起,在人機之間形成一種平等共事、相互協作的關系,二者各顯其能,相輔相成。

二、製造資源的全球虛擬化、網路化
人機物的互聯不僅可以形成虛擬化的智能工廠,進而形成全球性的製造資源網路化、虛擬化。互聯網打通了人和人在全球范圍內的聯系,電子商務打通了人與商品在全球上的聯系,智能製造則打通了人機物在全球范圍的聯系,使得製造企業能夠高效的整合和利用海量的製造資源,獲得資源高利用率並實現節能降耗,快速響應市場變化,提高自身的競爭力。

三、自組織、自學習和自維護
智能製造能夠搜集、理解環境和自身的信息,各組成單元能夠依據工作任務需要,自行組成一種最佳結構,運用知識進行自組織,分析、判斷和規劃自己行為的能力。智能製造應用的知識均是知識庫的知識,並在生產製造中不斷學習、充實知識庫,具有自學習能力。同時,還能在運行過程中對故障自行診斷、自行排除以及自行維護,使得智能製造系統能夠自我優化適應各種復雜環境。

『肆』 智能製造的特點以及技術有哪些

智能製造是一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化智能系統,其特點是:

1、虛擬現實技術

這是實現虛擬製造的支持技術,也是實現高水平人機一體化的關鍵技術之一。虛擬現實技術是以計算機為基礎,融合信號處理、動畫技術、智能推理、預測、模擬和多媒體技術為一體;

藉助各種音像和感測裝置,虛擬展示現實生活中的各種過程、物件等,因而也能擬實製造過程和未來的產品,從感官和視覺上使人獲得完全如同真實的感受。但其特點是可以按照人們的意願任意變化,這種人機結合的新一代智能界面,是智能製造的一個顯著特徵。

2、自組織超柔性

智能製造系統中的各組成單元能夠依據工作任務的需要,自行組成一種最佳結構,其柔性不僅突出在運行方式上,而且突出在結構形式上,所以稱這種柔性為超柔性,如同一群人類專家組成的群體,具有生物特徵。

3、學習與維護

智能製造系統能夠在實踐中不斷地充實知識庫,具有自學習功能。同時,在運行過程中自行故障診斷,並具備對故障自行排除、自行維護的能力。這種特徵使智能製造系統能夠自我優化並適應各種復雜的環境。

智能技術:

1、新型感測技術——高感測靈敏度、精度、可靠性和環境適應性的感測技術,採用新原理、新材料、新工藝的感測技術(如量子測量、納米聚合物感測、光纖感測等),微弱感測信號提取與處理技術。

2、模塊化、嵌入式控制系統設計技術——不同結構的模塊化硬體設計技術,微內核操作系統和開放式系統軟體技術、組態語言和人機界面技術,以及實現統一數據格式、統一編程環境的工程軟體平台技術。

3、先進控制與優化技術——工業過程多層次性能評估技術、基於大量數據的建模技術、大規模高性能多目標優化技術,大型復雜裝備系統模擬技術,高階導數連續運動規劃、電子傳動等精密運動控制技術。

其發展前景:

1、人工智慧技術。因為IMS的目標是計算機模擬製造業人類專家的智能活動,從而取代或延伸人的部分腦力勞動,因此人工智慧技術成為IMS關鍵技術之一。IMS與人工智慧技術(專家系統、人工神經網路、模糊邏輯)息息相關。

2、並行工程。針對製造業而言,並行工程是一種重要的技術方法學,應用於IMS中,將最大限度的減少產品設計的盲目性和設計的重復性。

3、信息網路技術。信息網路技術是製造過程的系統和各個環節「智能集成」化的支撐。信息網路同時也是製造信息及知識流動的通道。

『伍』 什麼是智能工業

物聯網智庫中給出的定義是:智能工業是將具有環境感知能力的各類終端、基於泛在技術的計算模式、移動通信等不斷融入到工業生產的各個環節,大幅提高製造效率,改善產品質量,降低產品成本和資源消耗,將傳統工業提升到智能化的新階段。

『陸』 什麼是智能工業

人工智慧大家可能都見過,在電影中的鋼鐵俠就是一個很好的代表,鋼鐵俠在出戰前將數據進行可視化的分析以及預測性的維護,就連在戰斗的過程里人工智慧也可以進行自我的診斷這就是人工智慧。

智能工業其實就是應用到工業領域的人工智慧。智能工業主要分為三類:

第一類就是人工智慧通過收集設備運行時的數據,儲存並提供二次的分析,用以檢測設備是否正常生產;

第二類,若是生產流水線突然出現故障時,機器人就能自己進行故障的判斷,自己解決問題進行自我修復;

第三類,就是通過人工智慧進行設備的預測性的維護,預防機器人在工作時突然出現故障,造成巨大的損失。

和生英鈦集團的智能工廠解決方案中的幾大系統應用在工廠製造業生產模式中就是人工智慧引領智能化發展的最好體現。但相信在未來,人工智慧會全面的應用在各個領域,為我們的打造最優越的生活工作品質。

『柒』 智慧工廠的智慧工廠特徵

「智慧工廠」的發展,是智能工業發展的新方向。特徵體現在製造生產上:
一、系統具有自主能力:可採集與理解外界及自身的資訊,並以之分析判及規劃自身行為
二、整體可視技術的實踐:結合訊號處理、推理預測、彷真及多媒體技術,將實境擴增展示現實生活中的設計與製造過程。
三、協調、重組及擴充特性:系統中各組承擔為可依據工作任務,自行組成最佳系統結構。
四、自我學習及維護能力:透過系統自我學習功能,在製造過程中落實資料庫補充、更新,及自動執行故障診斷,並具備對故障排除與維護,或通知對的系統執行的能力。
五、人機共存的系統:人機之間具備互相協調合作關系,各自在不同層次之間相輔相成。

『捌』 智能製造技術的特徵由哪些

智能製造的特徵主要體現在以下幾個方面:
1.人機一體化
智能製造不單純是「人工智慧」系統,而是人機一體化智能系統,突出人在製造系統中的核心地位,通過與智能機器的相互配合,在大局決策上發揮人的主體作用,製造過程的實體調整則由機器自主完成,人機之間各顯其能、相互協作,從而在智能製造過程中實現真正的集成。

2.工業大數據
智能製造將大數據理念應用於工業領域,通過網路匯集原本處於孤立狀態的海量數據,包括設備數據,活動數據、服務數據、市場數據和上下游產業鏈數據等,實現人與人、物與物、人與物之間的連接,尤其是實現終端用戶與製造和服務過程的連接。

3.服務型製造
傳統的製造模式主要關注產品的生產環節,然而服務性活動的作用開始逐漸凸顯。在智能製造模式下,製造企業不僅需要關注製造過程的智能化,還要將產業鏈條延伸至製造過程前端的產品研發以及後端的設備維護、售後服務等方面,通過敏銳地把握外部需求的變化,從而對組織結構進行優化調整,在進行生產製造的同時,不斷推出各項服務性業務,實現產業鏈增值。

4.個性化定製
傳統的製造模式強調以生產為中心,這將容易產生供不應求或產品過剩的局面。互聯網時代大數據、雲計算等新型網路技術的出現使得企業能夠與供應商、銷貨方等合作組織以及終端用戶實現數據的連接與共享,能夠對市場需求進行精確地分析,實現按需定製、按需生產,並實時監控調整智能製造模式。

『玖』 智能工廠包括哪些系列並簡要說明

究竟何謂智能工廠?智能工廠具有以下六個顯著特徵:

一、設備互聯

能夠實現設備與設備互聯(M2M),通過與設備控制系統集成,以及外接感測器等方式,由SCADA(數據採集與監控系統)實時採集設備的狀態,生產完工的信息、質量信息,並通過應用RFID(無線射頻技術)、條碼(一維和二維)等技術,實現生產過程的可追溯。

二、廣泛應用工業軟體

廣泛應用MES(製造執行系統)、APS(先進生產排程)、能源管理、質量管理等工業軟體,實現生產現場的可視化和透明化。

三、充分結合精益生產理念

充分體現工業工程和精益生產的理念,能夠實現按訂單驅動,拉動式生產,盡量減少在製品庫存,消除浪費。

四、實現柔性自動化

結合企業的產品和生產特點,持續提升生產、檢測和工廠物流的自動化程度。

五、注重環境友好,實現綠色製造

能夠及時採集設備和產線的能源消耗,實現能源高效利用。

六、可以實現實時洞察

從生產排產指令的下達到完工信息的反饋,實現閉環。通過建立生產指揮系統,實時洞察工廠的生產、質量、能耗和設備狀態信息,避免非計劃性停機。通過建立工廠的Digital Twin(數字映射),方便地洞察生產現場的狀態,輔助各級管理人員做出正確決策。

『拾』 簡述智能製造系統的典型特徵

(1)機械製造科學是由機械、計算機、信息、材料、自動化等學科有機結合而發展起來的一門跨學科的綜合科學,它隨不同對象和時間而改變功能結構及信息系統。 (2)柔性、集成、並行工作。現代機械製造系統具有多功能性和信息密集性,能夠製造生產成本與批量無關的產品,能按訂單製造,滿足產品的個性要求。 (3)製造智能化。能夠代替熟練工人的技藝,具有學習工程技術人員多年實踐經驗和知識的能力,並用以解決生產實際問題。智能製造系統能發揮人的創造能力和具有人的智能和技能,強調以人為系統的主導者這一總的概念。在智能製造系統中,智能和集成並列,集成是智能的重要支撐,反過來智能又促進集成水平的提高。 (4)設計與工藝一體化,傳統的製造工程設計和工藝分步實施,造成了工藝從屬於設計、工藝與設計脫離等現象,影響了製造技術的發展。產品設計往往受到工藝條件的制約,受到製造可靠性、加工精度、表面粗糙度、尺寸等限制。因此,設計與工藝必須密切結合,要以工藝為突破口,形成設計與工藝的一體化。 (5)精密加工技術是關鍵,精密和超精密加工技術是衡量先進製造技術水平的重要指標之一。當前,納米加工技術代表了製造技術的最高精度水平。 (6)產品生命周期的全過程,現代製造技術是一個從產品概念開始,到產品形成、使用,一直到處理報廢的集成活動和系統。在產品的設計中,不僅要進行結構設計、零件設計、裝配設計,而且特別強調拆卸設計。使產品報廢處理時,能夠進行材料的再循環。節約能源,保護環境。 (7)人、組織、技術三結合,現代製造技術強調人的創造性和作用的永恆性;提出了由技術支撐轉變為人、組織、技術的集成;強調了經營管理、戰略決策的作用。在製造工業戰略決策中,提出了市場驅動、需求牽引的概念,強調用戶是核心,用戶的需求是企業成功的關鍵,並且強調快速響應市場需求的重要性。

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