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時間:2020-12-09 11:09:45
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欄目:數(shù)字工廠定制
標(biāo)簽:智慧工廠 虛擬現(xiàn)實開發(fā) 數(shù)據(jù)可視化 三維可視化展示 數(shù)字化工廠
根據(jù)《智能制造裝備產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》,,2010年我國部分智能制造裝備產(chǎn)業(yè)銷售收入逾3000億元,至2015年產(chǎn)業(yè)收入突破1萬億元,,至2020年實現(xiàn)銷售收入3萬億元,。自2008年以來,我國勞動力成本的增速明顯快于工業(yè)生產(chǎn)效率增速,。據(jù)機構(gòu)的測算數(shù)據(jù)顯示,,我國的制造業(yè)勞動成本在2019年將為越南的177%,、印度的218%。在全球制造業(yè)加速向數(shù)字化,、網(wǎng)絡(luò)化和智能化方向發(fā)展的背景下,,我國于2015年正式頒布《中國制造2025》,其中明確提出將智能制造工程作為引導(dǎo)的五個工程之一,。如果說2015年為我國實施“智能制造試點示范專項行動”元年,,2017年項目實施正加速落地。另外,,國家對于智能制造裝備行業(yè)的補貼額增速也在加快,。
2025年,覆蓋各地區(qū),、各行業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施基本建成,,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析體系不斷健全并規(guī)模化推廣,,基本形成具備國際競爭力的基礎(chǔ)設(shè)施和產(chǎn)業(yè)體系;到2035年,,建成國際**的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和平臺,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)全面深度應(yīng)用并在優(yōu)勢行業(yè)形成創(chuàng)新引領(lǐng)能力,,重點領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)國際**;到本世紀(jì)中葉,,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展能力、技術(shù)產(chǎn)業(yè)體系以及融合應(yīng)用等全面達(dá)到國際先進水平,,綜合實力進入世界前列,。目前,在有關(guān)“智慧工廠”和“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的認(rèn)識上,,還存在一些錯誤的理念,,比如用機器人代替人工就等于邁入了智慧工廠的大門。對此,,GE北京工廠暨全球供應(yīng)鏈北京區(qū)總經(jīng)理陳和強的答案是否定的,。
在他看來,智慧工廠與自動化工廠,,是兩個完全不同的概念,。從智慧工廠的視角出發(fā),自動化只是其中很小的一部分,,前者強調(diào)了對信息流,、物料流和人力流進行高效有序的匹配與整合,從材料供應(yīng)商,、到生產(chǎn)制造,,再到客戶,實現(xiàn)整體端到端的協(xié)同操作,?!?a target="_blank" class="autolink">智慧工廠也并不神秘,,主要包括三個層面,一是精益生產(chǎn)技術(shù),,二是先進制造技術(shù),,以及數(shù)字化平臺,把三個層次疊加起來,,就是我們的智慧工廠,。”陳和強說,。其實,,在機器人的背后,真正運籌帷幄的是數(shù)字供應(yīng)鏈優(yōu)化平臺,,后者通過對物料流,、信息流的整合優(yōu)化,提升工廠綜合運營效率,。在GE北京工廠,,采集到的數(shù)據(jù)匯集到Predix云平臺,以此實現(xiàn)機器與機器,,機器與人的數(shù)據(jù)互聯(lián)互通,優(yōu)化全供應(yīng)鏈生態(tài)系統(tǒng),。提高綜合生產(chǎn)效益,。陳和強還介紹說,基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和大數(shù)據(jù)分析,,智慧工廠可以通過對一系列數(shù)字化,、智能化工具的創(chuàng)新研發(fā)和應(yīng)用,以及物料流和信息流的高效整合和優(yōu)化,,不斷提升產(chǎn)品質(zhì)量和綜合運營效率,。
數(shù)字化工廠是在計算機虛擬環(huán)境中,對整個生產(chǎn)過程進行仿真,、評估和優(yōu)化,,并進一步擴展到整個產(chǎn)品生命周期的新型生產(chǎn)組織方式。是現(xiàn)代數(shù)字制造技術(shù)與計算機仿真技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,,主要作為溝通產(chǎn)品設(shè)計和產(chǎn)品制造之間的橋梁,。智慧工廠是在數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)上,利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和監(jiān)控技術(shù)加強信息管理,、服務(wù),;提高生產(chǎn)過程可控性、減少生產(chǎn)工干預(yù),,以及合理計劃排程,。同時集初步智能手段和智能系統(tǒng)等新興技術(shù)于一體,,構(gòu)建高效、節(jié)能,、綠色,、環(huán)保、舒適的人性化工廠,。智慧工廠已經(jīng)具有了自主能力,,可采集、分析,、判斷,、規(guī)劃;通過整體可視技術(shù)進行推理預(yù)測,,利用仿真及多媒體技術(shù),,將實境擴增展示設(shè)計與制造過程。系統(tǒng)中各組成部分可自行組成比較佳系統(tǒng)結(jié)構(gòu),。
具備協(xié)調(diào),、重組及擴充特性。已系統(tǒng)具備了自我學(xué)習(xí),、自行維護能力,。實現(xiàn)了人與機器的相互協(xié)調(diào)合作。智慧工廠是在數(shù)字化工廠基礎(chǔ)上的升級版,,但是與智能制造還有很大差距,。智能制造系統(tǒng)在制造過程中能進行智能活動,諸如分析,、推理,、判斷、構(gòu)思和決策等,。通過人與智能機器的合作,,去擴大、延伸和部分地取代技術(shù)專家在制造過程中的腦力勞動,。它把制造自動化擴展到柔性化,、智能化和高度集成化。智能制造系統(tǒng)不只是“人工智能系統(tǒng),,而是人機一體化智能系統(tǒng),,是混合智能。系統(tǒng)可獨立承擔(dān)分析,、判斷,、決策等任務(wù),突出人在制造系統(tǒng)中的核心地位,,同時在智能機器配合下,,更好發(fā)揮人的潛能,。機器智能和人的智能真正地集成在一起,互相配合,,相得益彰,。國內(nèi)很多企業(yè)都在炒作智能制造。但是絕大多數(shù)企業(yè)還處在部分使用應(yīng)用軟件的階段,,少數(shù)企業(yè)也只是實現(xiàn)了信息集成,,也就是可以達(dá)到數(shù)字化工廠的水平;極少數(shù)企業(yè),,能夠?qū)崿F(xiàn)人機的有效交互,,也就是達(dá)到智慧工廠的水平。
當(dāng)前,,以信息物理系統(tǒng)(CPS)技術(shù)為核心的第四次工業(yè)浪潮正在席卷全球,。而作為工業(yè)4.0的比較大主題,智慧工廠可謂貫穿產(chǎn)業(yè)升級全過程,。智慧工廠主要研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程以及網(wǎng)絡(luò)化分布生產(chǎn)設(shè)施的實現(xiàn),。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)設(shè)備間高效的信息互聯(lián),數(shù)字工廠向“物聯(lián)工廠”升級,,操作人員可實現(xiàn)獲取生產(chǎn)設(shè)備,、物料、成品燈相互間的動態(tài)生產(chǎn)數(shù)據(jù),,滿足工廠24小時監(jiān)測需求,;基于龐大數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘與分析,使工廠具備自我學(xué)習(xí)能力,,并在此基礎(chǔ)上完成能源消耗的優(yōu)化、生產(chǎn)決策的自動判斷等任務(wù),;引入基于計算機數(shù)控機床,、機器人等高度智能化的自動化生產(chǎn)線,滿足個性化定制柔性化生產(chǎn)需求,,有效縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期,,并同時大幅降低產(chǎn)品成本;
配套智能物流倉儲系統(tǒng),,通過自動化立體倉庫,、自動輸送分揀系統(tǒng)、智能倉儲管理系統(tǒng)等實現(xiàn)倉庫管理過程中各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)錄入的實時性以及對于貨物出入庫管理的高效性,;工廠內(nèi)配備電子看板顯示生產(chǎn)的實時動態(tài),,同時,操作人員可遠(yuǎn)程參與生產(chǎn)過程的修正或指揮,。智慧工廠擁有三個層次的基本架構(gòu),,分別為頂層的計劃層,、中間層的執(zhí)行層以及底層的設(shè)備控制層,大致可對應(yīng)為ERP系統(tǒng)(企業(yè)資源計劃),、MES系統(tǒng)(制造執(zhí)行系統(tǒng))以及PCS系統(tǒng)(過程控制系統(tǒng)),。按MES系統(tǒng)的分類,智慧工廠的下業(yè)可粗略地劃分為離散型與流程型,。其中,,離散型行業(yè)主要包括機械、航空航天,、汽車等,,流程性行業(yè)主要包括石油化工、生物,、食品飲料,、紡織等。智能制造裝備產(chǎn)業(yè)主要包括智能測控儀器儀表,、數(shù)控機床,、工業(yè)機器人、自動化成套生產(chǎn)線等,。
自動化生產(chǎn)線通過工件傳送系統(tǒng)與控制系統(tǒng)將生產(chǎn)設(shè)備相互聯(lián)結(jié),,從而實現(xiàn)全部或部分生產(chǎn)過程的無人化。如果將智慧工廠簡單以自動化生產(chǎn)線市場為代表,,博思數(shù)據(jù)的統(tǒng)計顯示,,2014年我國自動化生產(chǎn)線產(chǎn)量為8780條,同比增長19.29%,;需求量為21100條,,同比增長10.47%。從需求分布看,,主要來自汽車,、工程機械、物流倉儲,、家電電子行業(yè),,占比分別為42.4%、29.8%,、9.5%,、6.2%。德國工業(yè)4.0工作小組的統(tǒng)計認(rèn)為,,2012年我國自動化市場規(guī)模已達(dá)到約8000億元,,占全球市場的29%。2016年,我國自動化市場規(guī)模達(dá)1403億元,,其包括產(chǎn)品市場與服務(wù)市場,。在應(yīng)用市場方面,羅蘭貝格的調(diào)查認(rèn)為,,中國2016年的自動化應(yīng)用市場規(guī)??蛇_(dá)3876億元。