智能制造的主線—智能生產
發展智能制造對于中國制造業乃至中國經濟的重要性不言而喻,先進制造業作為深耕制造業領域的專業媒體,長期關注智能制造發展,助力中國制造轉型升級,努力做“中國制造2025”的推動者。先進制造業全媒體從本期開始,將陸續推出智能制造專題,試圖從智能制造產業鏈、智能工廠、智能裝備、智能產品、智能服務、產業變革模式、產業集群發展等方面,全面深度的剖析智能制造的發展,以期勾勒智能制造的全貌。
智能制造專題第二期:智能生產——智能制造的主線(工廠/車間數字化),從智能工廠的建設以及重要環節了解智能生產過程。
近年來,全球各主要經濟體都在大力推進制造業的復興。在工業4.0、工業互聯網、物聯網、云計算等熱潮下,全球眾多優秀制造企業都開展了智能工廠建設實踐。
據中國工程院院長周濟介紹,智能生產是智能制造的主線,而智能工廠是智能生產的主要載體。隨著新一代人工智能的應用,今后20年,中國企業將要向自學習、自適應、自控制的新一代智能工廠進軍。新一代人工智能技術和先進制造技術的融合,將使得生產線、車間、工廠發生革命性大變革,提升到歷史性的新高度,將從根本上提高制造業質量、效率和企業競爭力。在今后相當一段時間里面,生產線、車間,工廠的智能升級將成為推進智能制造的一個主要戰場。
智能工廠是實現智能制造的重要載體,主要通過構建智能化生產系統、網絡化分布生產設施,實現生產過程的智能化。智能工廠已經具有了自主能力,可采集、分析、判斷、規劃;通過整體可視技術進行推理預測,利用仿真及多媒體技術,將實境擴增展示設計與制造過程。系統中各組成部分可自行組成最佳系統結構,具備協調、重組及擴充特性。已系統具備了自我學習、自行維護能力。因此,智能工廠實現了人與機器的相互協調合作,其本質是人機交互。
人機料法環是對全面質量管理理論中的五個影響產品質量的主要因素的簡稱。人,指制造產品的人員;機,制造產品所用的設備;料,指制造產品所使用的原材料;法,指制造產品所使用的方法;環,指產品制造過程中所處的環境。而智能生產就是以智能工廠為核心,將人、機、法、料、環連接起來,多維度融合的過程。
在智能工廠的體系架構中,質量管理的五要素也相應的發生變化,因為在未來智能工廠中,人類、機器和資源能夠互相通信。智能產品“知道”它們如何被制造出來的細節,也知道它們的用途。它們將主動地對制造流程,回答諸如“我什么時候被制造的”、“對我進行處理應該使用哪種參數”、“我應該被傳送到何處”等問題。
企業基于CPS和工業互聯網構建的智能工廠原型,主要包括物理層、信息層、大數據層、工業云層、決策層。其中,物理層包含工廠內不同層級的硬件設備,從最小的嵌入設備和基礎元器件開始,到感知設備、制造設備、制造單元和生產線,相互間均實現互聯互通。以此為基礎,構建了一個“可測可控、可產可管”的縱向集成環境。信息層涵蓋企業經營業務各個環節,包含研發設計、生產制造、營銷服務、物流配送等各類經營管理活動,以及由此產生的眾創、個性化定制、電子商務、可視追蹤等相關業務。在此基礎上,形成了企業內部價值鏈的橫向集成環境,實現數據和信息的流通和交換。
縱向集成和橫向集成均以CPS和工業互聯網為基礎,產品、設備、制造單元、生產線、車間、工廠等制造系統的互聯互通,及其與企業不同環節業務的集成統一,則是通過數據應用和工業云服務實現,并在決策層基于產品、服務、設備管理支撐企業最高決策。這些共同構建了一個智能工廠完整的價值網絡體系,為用戶提供端到端的解決方案。
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