来中机商圈让你一分钟了解智能制造

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智能是由“智慧”和“能力”两个词语构成。从感觉到记忆到思维这一过程,称为“智慧”,智慧的结果产生了行为和语言,将行为和语言的表达过程称为“能力”,两者合称为“智能”。

因此,将感觉、记忆、回忆、思维、语言、行为的整个过程称为智能过程,它是智慧和能力的表现。

一、 智能制造的概念

“智能制造”可以从制造和智能两方面进行解读。

首先,制造是指对原材料进行加工或再加工,以及对零部件进行装配的过程。

通常,按照生产方式的连续性不同,制造分为流程制造与离散制造(也有离散和流程混合的生产方式)。

根据我国现行标准GB/T4754-2002,我国制造业包括31个行业,又进一步划分约175个中类、530个小类,涉及了国民经济的方方面面。

二、 什么是智能工厂

智能工厂是实现智能制造的载体。在智能工厂中通过生产管理系统、计算机辅助工具和智能装备的集成与互操作来实现智能化、网络化分布式管理,进而实现企业业务流程、工艺流程及资金流程的协同,以及生产资源(材料、能源等)在企业内部及企业之间的动态配置。

一方面,“工欲善其事,必先利其器”。实现智能制造的利器是数字化、网络化的工具软件和制造装备,包括以下类型:

1、计算机辅助工具

如CAD(计算机辅助设计)、CAE(计算机辅助工程)、CAPP(计算机辅助工艺设计)、CAM(计算机辅助制造)、CAT(计算机辅助测试,如ICT信息测试、FCT功能测试)等。

2、计算机仿真工具

如物流仿真、工程物理仿真(包括结构分析、声学分析、流体分析、热力学分析、运动分析、复合材料分析等多物理场仿真)、工艺仿真等。

3、工厂/车间业务与生产管理系统

如ERP(企业资源计划)、MES(制造执行系统)、PLM(产品全生命周期管理)/PDM(产品数据管理)等。

4、智能装备

如高档数控机床与机器人、增材制造装备(3D打印机)、智能炉窑、反应釜及其他智能化装备、智能传感与控制装备、智能检测与装配装备、智能物流与仓储装备等。

5、新一代信息技术,如物联网、大数据等。

另一方面,智能制造是一个覆盖更宽泛领域和技术的“超级”系统工程,在生产过程中以产品全生命周期管理为主线,还伴随着供应链、订单、资产等全生命周期管理,如图1所示。

图1:智能制造生命周期管理

在智能工厂中,借助于各种生产管理工具/软件/系统和智能设备,打通企业从设计、生产到销售、维护的各个环节,实现产品仿真设计、生产自动排程、信息上传下达、生产过程监控、质量在线监测、物料自动配送等智能化生产。

下面介绍了几个智能工厂中的典型“智能”生产场景。

场景1:设计/制造一体化。

在智能化较好的航空航天制造领域,采用基于模型定义(MBD)技术实现产品开发,用一个集成的三维实体模型完整地表达产品的设计信息和制造信息(产品结构、三维尺寸、BOM等),所有的生产过程包括产品设计、工艺设计、工装设计、产品制造、检验检测等都基于该模型实现,这打破了设计与制造之间的壁垒,有效解决了产品设计与制造一致性问题。

制造过程某些环节,甚至全部环节都可以在全国或全世界进行代工,使制造过程性价比最优化,实现协同制造。

场景2:供应链及库存管理。

企业要生产的产品种类、数量等信息通过订单确认,这使得生产变得精确。

例如:使用ERP或WMS(仓库管理系统)进行原材料库存管理,包括各种原材料及供应商信息。当客户订单下达时,ERP自动计算所需的原材料,并且根据供应商信息即时计算原材料的采购时间,确保在满足交货时间的同时使得库存成本最低甚至为零。

因此,智能工厂的建立可大幅改善劳动条件,减少生产线人工干预,提高生产过程可控性,最重要的是借助于信息化技术打通企业的各个流程,实现从设计、生产到销售各个环节的互联互通,并在此基础上实现资源的整合优化和提高,从而进一步提高企业的生产效率和产品质量。

三、 我国制造业现状和首要任务

我国制造业现状是 “2.0补课、3.0普及、4.0示范”。其中工业2.0、3.0、4.0对应的含义如下:

2.0实现“电气化、半自动化”

使用电气化和机械化制造装备,但各生产环节和制造装备都是“信息孤岛”,生产管理系统与自动化系统信息不贯通,甚至企业尚未使用ERP或MES系统进行生产信息化管理。我国也有许多中小企业都处于此阶段;

3.0实现“高度自动化、数字化、网络化”

使用网络化的生产制造装备,制造装备具有一定智能功能(如标识与维护、诊断与报警等),采用ERP和MES系统进行生产信息化管理,初步实现了企业内部的横向集成与纵向集成;

4.0实现“数字化、网络化、智能化”

适应多品种、小批量生产需求,实现个性化定制和柔性化生产,使用高档数控机床、工业机器人、智能测控装置、3D打印机、智能仓库和智能物流等智能装备,借助各种计算机辅助工具实现虚拟生产,利用互联网、云计算、大数据实现实现价值链企业协同生产、产品远程维护智能服务等。

我国实现智能制造必须2.0、3.0、4.0并行发展,既要在改造传统制造方面“补课”,又要在绿色制造、智能升级方面“加课”。

对于制造企业而言,应着手于完成传统生产装备网络化和智能化的升级改造,以及生产制造工艺数字化和生产过程信息化的升级改造。

对于装备供应商和系统集成商,应加快实现安全可控的智能装备与工业软件的开发和应用,以及提供智能制造顶层设计与全系统集成服务。返回搜狐,查看更多

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