数字化的潮流已经向工业企业扑来,在一份对德国/欧洲制造的调查中,计划对数字化工厂追加投资的受访者中总共有93%的人表示,有意在未来五年内将部分或全部的数字化工厂迁至德国。未来五年内的投资中有77%将用于新建数字化工厂或扩容。
调研结果显示,91%的工业企业正投资数字化工厂,但认为他们的工厂已经“完全数字化”的仅占6%。
自从“中国制造”提出以来,国内各种所谓“数字化工厂”层出不穷,数字化工厂规划作为当前智能制造落地的首要环节,工业4.0是以智能制造为主导的第四次工业革命,工厂将生产设备通过无线信号连接并和传感器集成到一个生态系统平台中,这个生态系统可以监控管理整个生产线流程并自主执行决策。
随着全球经济的复苏,降本增效、无人化、去库存、远程监控、数字化、智能化等概念再次被推上热议。
1、
就目前而言,存在两种数字化工厂的定义,一种是广义的,一种是狭义的。
广义数字化工厂就是以生产产品或提供服务的制造企业为核心企业,以及相关联的成员,包括核心制造企业、供应商、软件系统服务商合作伙伴、协作厂商、客户、分销商、银行等,使其生产与经营过程中所有信息数字化的动态联盟。
狭义数字化工厂以制造资源、生产操作和产品为核心,以产品生命周期数据为基础,应用仿真技术、虚拟现实技术、实验验证技术等,是产品在生产工位、生产单元、生产线以及整个工厂中的所有真实活动虚拟化,并对加工和装配过程进行仿真、试验、分析、优化的一种集成组织方式。
狭义的数字化工厂更符合现在工业生产要求,是真实工厂的制造过程(包括设计、性能分析、工艺规划、加工制造、质量检测、生产过程管理和控制)在计算机上的一种映射。
数字化工厂的建设的核心要素可以归纳为工厂装备数字化、工厂物流数字化、设计研发数字化、生产过程数字化。通过这四个方面的建设,带动产品设计方法和工具的创新、企业管理模式的创新。
其中工厂装备数字化,是数字化工厂建设的前提和基础,为设计、研发、生产等各个环节提供基础数据的支持。工控产品,如PLC、伺服电机、传感器等仍然是数字化工厂不可或缺的部分。
在此基础上,工厂物流能够从被动感知变为主动感知,实现透明、安全和高效,包括产品运输过程跟踪,运输车辆跟踪定位,物料出库,物料配送上线等。
以联想旗下的一个合肥工厂为例,通过上线联想的智慧平台就实现了全厂数百条产线,34万台设备的实时业务洞察。实现了联想工厂准时交货率提升8%,制造成本降低$21.5M/年,制造质量提升12%,效率提升10%。
同时,联想还赋能百余家上游供应商,包括注塑,机箱,喷漆,线缆,键盘,包材,PCB制版等,实现供应商生产监控,推动高质量制造协同生态。
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数据是智能工厂建设的血液,在各应用系统之间流动。在智能工厂运转的过程中,会产生设计、工艺、制造、仓储、物流、质量、人员等业务数据,这些数据可能分别来自ERP、MES、APS、WMS、QIS等应用系统。
推进工业互联网建设,实现MES应用,最重要的基础就是要实现M2M,也就是设备与设备之间的互联,建立工厂网络。
在生产和装配的过程中,能够通过传感器、数控系统或RFID自动进行生产、质量、能耗、设备绩效(OEE)等数据采集,并通过电子看板显示实时的生产状态,能够防呆防错。
制造执行系统MES是智能工厂规划落地的着力点,上接ERP系统,下接现场的PLC程控器、数据采集器、条形码、检测仪器等设备。为提高产品准时交付率、提升设备效能、减少等待时间,MES系统需导入生产作业排程功能,为生产计划安排和生产调度提供辅助工具,提升计划的准确性。
面向生产一线工人:指令做什么、怎么做、满足什么标准,什么时候开工,什么时候完工,使用什么工具等;记录“人、机、料、法、环、测”等生产数据,建立可用于产品追溯的数据链;反馈进展、反馈问题、申请支援、拉动配合等;
发挥基层班组长的管理效能,班组任务管理和派工,确保生产现场的各项需求,如料、工装刀量具的配送,工件的周转等等。
设备是生产要素,发挥设备的效能(OEE—设备综合效率)是智能工厂生产管理的基本要求。
要建立各类设备数据库、设置编码,及时对设备进行维保;通过实时采集设备状态数据,为生产排产提供设备的能力数据;建立设备的健康管理档案,根据积累的设备运行数据建立故障预测模型,进行预测性维护,最大限度地减少设备的非计划性停机;要进行设备的备品备件管理。
制造企业在规划智能工厂时,除了考虑水、电、汽、网络、通信等管线的设计外,还要规划智能视频监控系统、智能采光与照明系统、通风与空调系统、智能安防报警系统、智能门禁一卡通系统、智能火灾报警系统等。采用智能视频监控系统,可以判断监控画面中的异常情况,并以最快和最佳的方式发出警报或触发其它动作。
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待企业数字化全部完成或部分完成前,企业为工人提供了包括移动APP在内的各种工具,使其在需要的时候能够访问各类信息。
企业还要利用移动APP来协助员工更好地开展远程协作,这样一来,无论是在车间还是办公室,管理人员都可以随时随地掌握生产状况,有的放矢地优化资源管理,从而提高机床利用率和生产效率。
当设备出现异常时,系统会自动定位有问题的设备,并实时在维修班组的大屏幕上显示报警信息,指引维修人员及时解决问题。这些数据也能帮助维修人员理解发生异常的原因,以便做出针对性的改进,进一步减少停机时间。
这就需要在原来的设备上安装带蓝牙的智能标签,这样现场人员可以通过蓝牙接入就可以看到该设备的状况,同时多台设备如果都有蓝牙模块就可以对所有的设备进行定位,从而帮助维修人员更好的找到设备并了解情况。
如果一线人员携带的设备是同时拥有WiFi+蓝牙自由切换的智能场景配置能力,还可以直接和总部联系得到更多的技术支持。
如果大家对蓝牙的有如此的功能产生迷糊的话,那么就是对蓝牙技术的不了解,蓝牙技术是非常适合作为室内定位的,尤其是在工厂环境下,可以在断网的情况下,通过蓝牙广播功能实现设备和设备之间的数据传输,同时,只要室内有3台以上的蓝牙设备,就可以对任何设备进行定位,可以帮助维修人员找到设备。
深圳蓝奥声科技在改造工厂智能化方面没有太多的实力,专注的领域就是物联网的无线边缘智能,运用WiFi+蓝牙结合技术开发了边缘智能感知技术(ECS),赋能给智能价签成为智能设备的一个终端,让企业的资产管理人员能通过电子价签了解设备的运行状况,让维修人员及时找到设备并现场了解设备状况。
同时,还开发了智能网关、智能计量器、智能灯光系统等打造智慧工厂所需的智能视频监控系统、智能采光与照明系统、通风与空调系统、智能安防报警系统、智能门禁一卡通系统、智能火灾报警系统等资产管理硬件。
别看都是小设备,如果全部都用上其实也能给工厂省下一大笔钱。
比如工厂如果安装了智能照明系统,关联上通风和空调系统,不仅给员工一种很有科技感的感觉,而且,节省了不小的电费。
如今,工业4.0时代的智能工厂,数字化和智能化制造已经启动,每人都无法躲开,哪怕只是一个小小的行政管理人员。
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