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  • 数位化工厂
  • 工厂数位智能化的三大表现

    • 作者: admin
    • 时间:2021-02-25 14:54:15

    近几年,伴随着资讯技术向工业渗透,工业大数据、工业物联网、数位化工厂、工业互联网平台等,一批新的智能制造方案,开始成为热门词汇。


    不过各工业大国制造业门类齐全,各行各业都有,而且数位化和智能化程度各不相同,不同企业适合不同的方案。为方便对制造企业的数位化和智能化进行分析,小编认为可以将企业数位化和智能化划分成四大阶段进行讨论。


    智能工厂


    一、自动化产线与生产装备


    不论是离散制造企业,还是流程加工企业,使用自动化装备进行生产,也就是实现工厂的装备自动化,都是智能制造的基本方式。自动化行业发展了很多年,很多行业都有专门的自动化解决方案商,近两年机器人也被越来越多的企业所采用。


    使用自动化装备实现机器换人,直观地提升生产效率,只要投资回收期在可接受范围内,是企业最瞭解,也意愿最强的升级改造方案。


    二、设备联网与数据采集


    智能化生产以资讯化为基础,而将工厂裡各式设备接入网路,采集设备的数据,则是资讯化的基础。针对不同工业设备,数据采集有不同的方式:


    有数据接口的设备,如机器人,机床,PLC 控制器,智能化仪器仪表等,将设备数据传输到 Gateway。


    没有现成数据的设备,透过安装感测器,或进行智能化改造,增加通讯能力,基于有线或无线方式,将数据传输到Gateway。


    数据传输到 Gateway 后,Gateway 基于边缘计算,进行数据就地分析和储存,或将数据、分析结果匯总,透过有线或无线的方式,传输到公有或私有云伺服器,进行显示和后续分析。


    设备的联网接入需要达成三个层次:互联(硬体接口的连接)、互通(软件层面的数据格式与规范)、语义互操作(语义的定义与规范),其中前两个层次相对简单,第三个层次由于标准不统一,实现起来较难,不过也有 OPC UA 等协议,正逐步成为推荐的规范标准。


    三、数据打通与直接应用


    1.新型 MES/ERP 软件


    除了设备处采集的数据,工厂生产管理软件中,也存在很多数据。过去这些数据以离散的数据孤岛存在,彼此资讯隔离,各级管理数据不能很好的综合分析。


    如今一些企业开始透过新型管理软件,对工厂的数据进行整合打通,并在此基础上提供更高效的资讯传递、生产管理和协同。


    新形态管理软件名称,以 MES/ERP 等呈现,但功能基本是实现过去 MES、ERP、CRM,甚至 OA 等功能的综合整合。很多企业提供给工厂的,通常不只是一套软件,而是整套工厂改造的解决方案。


    2.远端运维系统


    基于设备联网,一些企业为自家产品,或装备制造企业,提供装备远端运维解决方案。透过在装备中加装物联网设备,使装备厂商,可以远端随时随地对设备进行监控、升级和维护等操作,更好的瞭解产品的使用状况,完成产品全生命週期的资讯收集,指导产品设计和售后服务。


    基于 IoT 可以远端监控的指标如:设备分布、状态,用户活跃度监测;行业、地区、企业用量统计分析;远端异常报警,故障分析,授权开关机设备监测等。


    在设备联网的基础上,还可以开展诸如设备租赁、设备保险、精准供应链等创新业务。


    3.AR辅助作业


    基于设备联网,一些企业为自家产品或装备制造企业,提供装备远端运维解决方案。透过在装备中加装物联网设备,使装备厂商可以远端随时随地,对设备进行监控、升级和维护等操作,更好的瞭解产品的使用状况,完成产品全生命週期的资讯收集,指导产品设计和售后服务。


    基于 IoT 可以远端监控的指标如:设备分布,状态,用户活跃度监测;行业、地区、企业用量统计分析;远端异常报警,故障分析,授权开关机设备监测等。


    在设备联网的基础上,还可以开展诸如设备租赁、设备保险、精准供应链等创新业务。


    4. AR 辅助作业


    在工厂全面数位化的基础上,产品研发类企业透过数位化双胞胎,从而实现更高阶段智能化迈进。数位化双胞胎以数位化方式,为真实产品、设备、工厂等实体对象,创建虚拟模型,模拟其在现实环境中的行为特徵,创建对应的仿真数位化模型,完整真实在数位世界中再现整个企业,使企业在实际投入生产之前即能在虚拟环境中优化、仿真和测试,在生产过程中也可同步优化整个企业流程。


    数位化双胞胎具体包括「产品数位化双胞胎」、「生产工艺流程数位化双胞胎」和「设备数位化双胞胎」三个领域。


    以上四个阶段并不是严格按顺序进行的,各阶段不是孤立的,边界比较模煳,很多具体应用方案,可能跨越其中多个阶段。工厂的改造,也不一定都是从自动化装备开始。


    多数情况下客户工厂需要的方案,跨越了数位化改造的多个阶段,但不同供应商的业务,侧重点和覆盖范围各不相同,不少供应商或工厂实施的是跨越多阶段的方案,但自身技术和能力会侧重其中某个阶段的工作。也有一些企业声称,提供智能工厂整体解决方案。


    在单个工厂数位化的基础上,工厂还可以透过C2M模式,与消费者建立连接,透过工业网路平台,与整个行业和产业上下游建立起连接。