中国国际工业装配及传输技术设备展览会/中国国际智能工厂及自动化技术展览会
2024.08.01-03 北京·中国国际展览中心(顺义馆)
智能工厂到底具有哪些特征?
简单来说,智能工厂就是在智能机器作业的基础上,引进物联网技术和监控技术,增强工厂内的信息管理,从而提高生产过程可控性以及合理计划排程。智能工厂集初步智能手段和智能系统等新兴技术于一体,构建出高效、节能、绿色、舒适的人性化工厂。近年来,在制造业复兴的浪潮中,智能工厂引起了制造企业的广泛关注,各行业越来越多的大中型企业开启了智能工厂建设的征程。
智能工厂的核心特点是:产品的智能化、生产的自动化、信息流和物资流合一。目前来看,世界范围内,很多企业都在向着智能工厂的方向发展,但是还没有哪一家企业有足够的勇气宣布自己已经建成了一座智能的工厂。在讨论智能工厂的未来图景时,提到最多的是“大规模定制化生产”,这需要企业从几个维度建立相关的企业能力:一、强大的客户需求收集和分析能力;二、社会化交互的产品研发体系;三、模块化、智能化的产品制造工艺;四、高灵活度的供应链管理;五、与客户需求匹配的生产能力(包括设备维护能力);六、智能的库存和物流管理体系。除了大规模定制化生产,智能工厂的未来图景还包括了能源的节约(据测算有大约12%的能源节约空间),让供应链更加安全,以及准确地寻找到相关领域专家的问题解决方式。而且智能工厂的生产模式不仅仅局限于生产终端消费品的企业,生产设备的企业一样可以通过实践智能工厂来更好地满足客户需求、降低成本、提高交付效率、合理管理产能。
1.设备互联。能够实现设备与设备互联(M2M),通过与设备控制系统集成,以及外接传感器等方式,由SCADA (数据采集与监控系统)实时采集设备的状态,生产完工的信息、质量信息,并通过应用RFID (无线射频技术)、条码(一维和二维)等技术,实现生产过程的可追溯。
2.广泛应用工业软件。广泛应用MES(制造执行系统)、APS(先进生产排程)、能源管理、质量管理等工业软件,实现生产现场的可视化和透明化。在新建工厂时,可以通过数字化工厂仿真软件,进行设备和产线布局、工厂物流、人机工程等仿真,确保工厂结构合理。在推进数字化转型的过程中,必须确保工厂的数据安全和设备和自动化系统安全。在通过专业检测设备检出次品时,不仅要能够自动与合格品分流,而且能够通过SPC(统计过程控制)等软件,分析出现质量问题的原因。
3.充分结合精益生产理念。充分体现工业工程和精益生产的理念,能够实现按订单驱动,拉动式生产,尽量减少在制品库存,消除浪费。推进智能工厂建设要充分结合企业产品和工艺特点。在研发阶段也需要大力推进标准化、模块化和系列化,奠定推进精益生产的基础。
4.实现柔性自动化。结合企业的产品和生产特点,持续提升生产、检测和工厂物流的自动化程度。产品品种少、生产批量大的企业可以实现高度自动化,乃至建立黑灯工厂;小批量、多品种的企业则应当注重少人化、人机结合,不要盲目推进自动化,应当特别注重建立智能制造单元。工厂的自动化生产线和装配线应当适当考虑冗余,避免由于关键设备故障而停线;同时,应当充分考虑如何快速换模,能够适应多品种的混线生产。物流自动化对于实现智能工厂至关重要,企业可以通过AGV、行架式机械手、悬挂式输送链等物流设备实现工序之间的物料传递,并配置物料超市,尽量将物料配送到线边。质量检测的自动化也非常重要,机器视觉在智能工厂的应用将会越来越广泛。此外,还需要仔细考虑如何使用助力设备,减轻工人劳动强度。
5.可以实现实时洞察。从生产排产指令的下达到完工信息的反馈,实现闭环。通过建立生产指挥系统,实时洞察工厂的生产、质量、能耗和设备状态信息,避免非计划性停机。通过建立工厂的Digital Twin(数字映射),方便地洞察生产现场的状态,辅助各级管理人员做出正确决策。