展人机合作魅力 智能工厂开启未来制造之路
■ 中国工业报记者 李芳蕾 智能工厂是实现智能制造的重要载体,主要通过构建智能化生产系统、网络化分布生产设施,实现生产过程的智能化。智能工厂具有自主能力,可采集、分析、判断、规划,通过整体可视技术进行推理预测,利用仿真及多媒体技术,将实境扩增展示设计与制造过程。系统中各组成部分可自行组成最佳系统结构,具备协调、重组及扩充特性。智能工厂实现人与机器的相互协调合作,其本质是人机交互。在数字化智能工厂高峰论坛上,包括松下神视株式会社、华为技术有限公司、欧姆龙自动化(中国)有限公司、万可电子 (天津)有限公司等在内的先进制造企业,从传感器、精益生产、云技术、智能照明、移动机器人等入手,为广大受众描绘了一个完整的智能工厂范本。 传感器:智能工厂的感知触手 松下神视株式会社执行董事今井寿教在题为 《AI智能工厂中的传感器发展与前景》报告中,介绍了传感器这一智能工厂的最前端产品,它为后面的智能工厂发展提供了重要保障。目前,市面上存在着多种多样的传感器,包括光纤传感器、光幕传感器和检查、判别、测量用传感器等。估计到2030年,劳动人口将减少30%,如此一来,生产过程中的自动化、智能化将得到迅速发展。为了应对越来越多的自动化应用,企业开始提供各种传感器。从提供单个传感器的业务发展成了体验型的业务,这种业务为解决客户难题提供最佳设备组合方案。今井寿教认为,今后与智能工厂相关的市场将会实现进一步多样化发展,为了配合这种不断增加的应用,人们要求以传感器为首的工业自动化设备进一步发展扩大。 今井寿教还回顾了为应对各种需求而不断发展的传感器历史。最初,传感器是为了检测有无某种物体而产生的,传感器性能提高是为了检测微小零部件和高速移动物体。然后这种技术扩展到了保障安全的安全光幕,这种光幕可以检测到人是否进入危险区域。进一步的,传感器还被用于生产过程中以获取质量可追溯性数据。如上所述,传感器与装置自动化、智能化是密不可分的。在传感器发展过程中,先进的智能化、自动化设备也同时得到了很好的发展。在数字智能工厂中,将机器和数据从传感器链接到装备,再从装备链接到设备,目的是对其进行管理和控制,提高生产和管理的效果。 精益生产:智能工厂的自动化组织 目前,我国制定了 《智能制造能力成熟度模型》以及配套评估体系。将企业分为规划级、规范级、集成级、优化级以及引领级,分别对应智能制造中的流程化管理、数字化改造、网络化集成、智能化生产以及产业链创新这几大能力。据国内6000多家企业线上自评结果显示,目前,在线上自评企业中,52%的企业一级都没有达到,28%的企业达到一级,综合起来,一级及以下企业占比80%,我国企业智能化数字化之路任重道远。 对此,欧姆龙自动化 (中国)有限公司市场战略统辖部部长李治国认为,企业在进行数字化智能工厂改造时需要注意 “三个不”,即不要在落后的工艺基础上搞自动化、不要在落后的管理上搞自动化、不要在不具备数字化网络化基础时搞智能化。为了解决此问题,欧姆龙实行了自下而上的精益化智能制造实施路径,从流程化管理、智能化生产到产业链创新逐层实现,硬件+软件+服务的欧姆龙智能工厂整体架构,可以根据客户生产现场层级需求来制定解决方案。具体来看,欧姆龙智能工厂的方案架构包括智能制造凭能力成熟度评估、深度访谈、精益诊断、体验式改善、生产线自动化升级到验收交付成果量化,并进行持续的改善。 云技术:智能工厂的神经系统 云技术作为一种在网络中将硬件、软件等资源统一起来,实现数据的计算、储存、处理和共享的一种技术,是实现制造业数字化转型的关键技术路径。在工业互联网时代,华为主要做网络链接、边缘计算、工业PaS以及聚合伙伴提供PaS。华为技术有限公司中国区云解决方案部、解决方案架构师刘明建表示,华为基于开放的工业云服务平台,结合近30年工业制造经验和华为基础云服务,为制造企业提供端到端的数字化转型解决方案,助力企业数字化、智能化升级。华为还围绕制造行业的核心业务需求,提供整体解决方案,打造业务“超市”,为客户提供 “一站式”服务。 此外,智能照明、移动机器人等技术的充分发展也为加快中国智能工厂的建设步伐提供了保障。 万可电子 (天津)有限公司产品经理及业务发展经理陈岗表示,在大型工业场合的智能照明中,可靠性、稳定性、灵活性、节能和集中管理一直备受关注。在能源数据管理即能效的评估过程中,所有的能源种类、能耗情况以及相关影响因素,都必须基于持续检测并结合其他数据进行分析。万可的智能照明控制柜具有工业级稳定性,而万可照明解决方案具有抗衰减和日光控制调节功能,高度的灵活性以及集中式管理让一切照明尽在掌握。 目前,移动机器人技术需求分为四个层级,包括基础需求、高级需求、闭环需求、智能需求。其中,基础需求是实现无轨化导航的必要条件,高级需求是实现大规模工业化应用的必备条件,闭环需求是实现无人化、自动化的必备条件,智能需求是实现智能化的必要条件。上海仙知机器人科技有限公司北方大区销售总监于承东指出,作为一站式移动机器人方案专家,仙知机器人SRC核心控制器可适配任意以太网协议的激光雷达,适配任意USB、以太网接口的相机,适配红外、超声、光电等传感器,方便用户根据实际需求进行选型搭配。 编后语 工业化转型的必经之路 智能工厂作为工业智能化发展的重要实践模式,已经引发行业的广泛关注。在经济快速增长期,传统价值链的制造企业和用户企业之间的矛盾被大量的订单和充裕的现金流掩盖。然而,随着中国经济增长常态化,材料成本的增长,环保压力的增加,市场和资金的双重压力来临,两者之间的矛盾日趋显著。在全球制造业格局正被重塑的时期,如何提高制造业创新能力,如何强化工业基础能力,如何打造以数字化产业链为支撑的竞争力,成为我国制造业发展的重中之重。 智能工厂代表了从传统自动化向完全互联和柔性系统的飞跃。这个系统能够从互联的运营和生产系统中源源不断地获取数据,从而了解并适应新的需求。智能工厂能够整合全系统内的物理资产、运营资产和人力资本,推动制造、维护、库存跟踪、实现运营数字化以及整个制造网络中其他类型的活动。其产生的结果使系统效率更高也更为敏捷,生产停工时间更少,对工厂或整个网络中的变化进行预测和调整适应的能力更强。这是一场全球化工业的革命,把握住新一轮工厂智能化、数字化发展机遇,是实现工业化转型的必经之路。
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