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              一分鐘讓你了解智能制造!

              時間:2019-08-27 08:40:00 瀏覽次數:
                   智能是由“智慧”和“能力”兩個詞語構成。從感覺到記憶到思維這一過程,稱為“智慧”,智慧的結果產生了行為和語言,將行為和語言的表達過程稱為“能力”,兩者合稱為“智能”。

                   因此,將感覺、記憶、回憶、思維、語言、行為的整個過程稱為智能過程,它是智慧和能力的表現。
                   一、 智能制造的概念

                   “智能制造”可以從制造和智能兩方面進行解讀。首先,制造是指對原材料進行加工或再加工,以及對零部件進行裝配的過程。通常,按照生產方式的連續性不同,制造分為流程制造與離散制造(也有離散和流程混合的生產方式)。根據我國現行標準GB/T4754-2002,我國制造業包括31個行業,又進一步劃分約175個中類、530個小類,涉及了國民經濟的方方面面。
                   二、 什么是智能工廠


                   智能工廠是實現智能制造的載體。在智能工廠中通過生產管理系統、計算機輔助工具和智能裝備的集成與互操作來實現智能化、網絡化分布式管理,進而實現企業業務流程、工藝流程及資金流程的協同,以及生產資源(材料、能源等)在企業內部及企業之間的動態配置。

                   一方面,“工欲善其事,必先利其器”。實現智能制造的利器是數字化、網絡化的工具軟件和制造裝備,包括以下類型:

                   1、計算機輔助工具如CAD(計算機輔助設計)、CAE(計算機輔助工程)、CAPP(計算機輔助工藝設計)、CAM(計算機輔助制造)、CAT(計算機輔助測試,如ICT信息測試、FCT功能測試)等。

                   2、計算機仿真工具如物流仿真、工程物理仿真(包括結構分析、聲學分析、流體分析、熱力學分析、運動分析、復合材料分析等多物理場仿真)、工藝仿真等。

                   3、工廠/車間業務與生產管理系統如ERP(企業資源計劃)、MES(制造執行系統)、PLM(產品全生命周期管理)/PDM(產品數據管理)等。

                   4、智能裝備如高檔數控機床與機器人、增材制造裝備(3D打印機)、智能爐窯、反應釜及其他智能化裝備、智能傳感與控制裝備、智能檢測與裝配裝備、智能物流與倉儲裝備等。

                   5、新一代信息技術,如物聯網、大數據等另一方面,智能制造是一個覆蓋更寬泛領域和技術的“超級”系統工程,在生產過程中以產品全生命周期管理為主線,還伴隨著供應鏈、訂單、資產等全生命周期管理,如圖1所示。


                   圖1:智能制造生命周期管理在智能工廠中,借助于各種生產管理工具/軟件/系統和智能設備,打通企業從設計、生產到銷售、維護的各個環節,實現產品仿真設計、生產自動排程、信息上傳下達、生產過程監控、質量在線監測、物料自動配送等智能化生產。

                   下面介紹了幾個智能工廠中的典型“智能”生產場景。

                   場景1:設計/制造一體化。

                   在智能化較好的航空航天制造領域,采用基于模型定義(MBD)技術實現產品開發,用一個集成的三維實體模型完整地表達產品的設計信息和制造信息(產品結構、三維尺寸、BOM等),所有的生產過程包括產品設計、工藝設計、工裝設計、產品制造、檢驗檢測等都基于該模型實現,這打破了設計與制造之間的壁壘,有效解決了產品設計與制造一致性問題。

                   制造過程某些環節,甚至全部環節都可以在全國或全世界進行代工,使制造過程性價比最優化,實現協同制造。

                  場景2:供應鏈及庫存管理。




                   企業要生產的產品種類、數量等信息通過訂單確認,這使得生產變得精確。

                   例如:使用ERP或WMS(倉庫管理系統)進行原材料庫存管理,包括各種原材料及供應商信息。當客戶訂單下達時,ERP自動計算所需的原材料,并且根據供應商信息即時計算原材料的采購時間,確保在滿足交貨時間的同時使得庫存成本最低甚至為零。


                   場景3:供應鏈及庫存管理

                   因此,智能工廠的建立可大幅改善勞動條件,減少生產線人工干預,提高生產過程可控性,最重要的是借助于信息化技術打通企業的各個流程,實現從設計、生產到銷售各個環節的互聯互通,并在此基礎上實現資源的整合優化和提高,從而進一步提高企業的生產效率和產品質量。
                   三、 我國制造業現狀和首要任務


                   我國制造業現狀是 “2.0補課、3.0普及、4.0示范”。其中工業2.0、3.0、4.0對應的含義如下:

                   2.0實現“電氣化、半自動化”

                   使用電氣化和機械化制造裝備,但各生產環節和制造裝備都是“信息孤島”,生產管理系統與自動化系統信息不貫通,甚至企業尚未使用ERP或MES系統進行生產信息化管理。我國也有許多中小企業都處于此階段;


                   3.0實現“高度自動化、數字化、網絡化”

                   使用網絡化的生產制造裝備,制造裝備具有一定智能功能(如標識與維護、診斷與報警等),采用ERP和MES系統進行生產信息化管理,初步實現了企業內部的橫向集成與縱向集成;


                   4.0實現“數字化、網絡化、智能化”

                   適應多品種、小批量生產需求,實現個性化定制和柔性化生產,使用高檔數控機床、工業機器人、智能測控裝置、3D打印機、智能倉庫和智能物流等智能裝備,借助各種計算機輔助工具實現虛擬生產,利用互聯網、云計算、大數據實現實現價值鏈企業協同生產、產品遠程維護智能服務等。


                   我國實現智能制造必須2.0、3.0、4.0并行發展,既要在改造傳統制造方面“補課”,又要在綠色制造、智能升級方面“加課”。

                   對于制造企業而言,應著手于完成傳統生產裝備網絡化和智能化的升級改造,以及生產制造工藝數字化和生產過程信息化的升級改造。對于裝備供應商和系統集成商,應加快實現安全可控的智能裝備與工業軟件的開發和應用,以及提供智能制造頂層設計與全系統集成服務。

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