智能制造的生产模式需要什么样的自动控制系统?这种控制系统与工业3.0中的自动化技术有什么区别?在智能制造中,自动控制技术要做什么样的演变才能满足智能制造生产模式的要求?这些都是菲尼克斯电气开发PLCnext,以及对PLC系统进行变革和优化的初衷。
当前,我们已进入了互联网时代,互联网技术以不可阻挡的趋势进军各行各业,给各行各业的变革带来强大的动力,也对各行各业的发展产生巨大的影响。在这技术革新的历史关头,智能制造的概念诞生了。智能制造显然只有大量采用互联网时代的新技术才能实现。那么,该如何使用这些新科技为工业领域带来巨大的变革?德国在2011年提出的所谓“工业4.0”,其主要任务就是实现“智能工厂”和“智能生产”。显而易见,无论是智能工厂还是智能生产,其核心就是生产制造模式的变革。
智能制造的目标是对目前的生产制造模式进行转型升级,从而改善和优化生产制造产业链,使得研发生产的产品质量更好、成本更低、速度更快、效率更高。
那么智能制造的生产模式需要什么样的自动控制系统?这种控制系统与工业3.0中的自动化技术有什么区别?在智能制造中,自动控制技术要做什么样的演变才能满足智能制造生产模式的要求?这些都是菲尼克斯电气开发PLCnext,以及对PLC系统进行变革和优化的初衷。
要对目前的PLC控制系统(或自动化控制系统)进行改革,首先我们要了解的是:
工业4.0的智能生产制造模式对于工业3.0的生产制造模式有哪些改变与延伸?
德国工业4.0将第三次工业革命定义为以自动化技术为核心的生产制造模式。通过广泛地采用自动化技术、机器人技术、IT和通讯技术,构成自动化金字塔为核心的生产制造模式,大大提高了生产效率,降低了制造成本,提高了产品质量。在这个过程当中,PLC技术的发展起了决定性的作用。几十年来,关于PLC技术,无论其运行速度、应用范围、数据处理能力,还是与通信技术如现场总线以及工业实时以太网的整合能力都大大提高。一个成熟的PLC系统已经形成,成为推动工业3.0发展的中坚力量。
然而此时PLC控制系统的发展原理及作用主要是对生产制造系统的运行的控制,并没有涉及到生产制造管理,企业管理乃至产品生命周期的管理,因此目前的PLC系统仍然不能很好地与生产管理系统MES和企业管理系统ERP相融合。常常出现一个企业的管理系统的制定需要有三家不同的软件公司(ERP,MES和PLC供应商)同时参加的情况。而由于各家公司专业的差异性,技术的不兼容性,其最终往往不能得到预想的效果。尤其是整个系统的工业安全(信息安全、功能安全、软件安全)难以保证。
因此MES和ERP技术并没有在工业生产制造领域得到广泛的应用,其价值也没有得到市场的普遍认可。另一方面,PLC控制系统的任务目前仅仅限于生产制造流水线运行控制监视和维护,并未涉及对产品生命周期的整个管理过程的挑战,因此这种PLC系统远远不能满足互联网时代的生产制造模式对于降低成本和提高效率的要求。
智能制造是工业3.0生产制造模式的升级版和创新版,其目标就是对目前的生产制造模式进行转型升级,解决目前采用自动化制造生产模式所不能解决的问题。在互联网时代,科学技术的迅猛发展使得人们对产品的需求愈来愈高。产品的生命周期越来越短;对产品更新换代的快速响应的要求越来越高;因产品全生命周期的缩短又使得生产制造产品的批量、数量越来越少;多品种、小批量成为目前产品市场需求的发展趋势。而产品数量的减少又大大提高了产品的成本和产品价格的竞争压力。更主要的是由于经济的周期性变化,使得投资回报要求的时间周期越短越好。与此同时对能源使用效率、节能减排等方面的要求都遇到了巨大的瓶颈与困难,使生产制造业面临前所未有的新挑战。互联网时代的这些新的挑战,都迫切要求建立一个更加智能化的生产制造模式。
智能战略的基本思路就是如何利用迅速发展的IT技术、互联网技术对传统的生产制造模式进行变革,即通过将IT技术、互联网技术有机地融入自动控制系统,并应用于传统的生产制造领域,改变传统生产制造的基本模式。按照灵活性、快速应变性、成本效率性以及回报短期性,建立一个高度灵活的、个性化的、数字化的制造系统,并将制造体系与产品生命周期管理相整合,产生以产品全生命周期为核心的智能制造生产模式。
智能制造不仅仅从生产制造这一维度来解决成本、效率、速度、质量和灵活性的问题,而是从产品全生命周期管理的整体视角来全面地解决这些问题。使得研发、生产的产品:质量更好、成本更低、速度更快、制造效率更高。也就是说高效率、低成本不能仅仅单一的从生产制造的角度来看待,而应该从产品全生命周期的整体视角来分析。
我们可以看到,相对于传统的生产制造模式,智能制造已有了本质上的变革和提升:在互联网时代智能制造延伸了生产制造的含义,从单纯的生产制造链延伸到产品的设计、分析、加工、装配模拟,预测产品的综合性能、成本、市场响应和服务(采购、库存、销售、发送、维护、报废、回收)的全过程。它既考虑了产品的质量、成本,又考虑了企业内部的管理模式、企业的运维能力,以及企业与企业之间的关系等,因此,可以最大限度地节约时间与经济成本,提高产品的质量,同时快速地把高质量、低成本的优秀产品投放市场,而获得巨大的经济与社会效益。
智能制造中的速度可以分成研发速度、生产速度和响应速度。要提高生产速度,需要采取深度自动化的方法,使得生产制造自动化程度更高,生产流程更加精细化,制造工艺适应性更强和制造方法更加灵活。但是研发速度和响应速度的提高要采用互联网的技术、大数据、云计算的方法,通过分析、归纳和总结来预测产品更新换代的时间点,尽早开发新一代产品。另外,还可以利用大数据来了解产品在市场中的运行动态,并及时改善产品的性能特性来满足市场的需求。
智能制造中产品成本包括生产成本、运行成本和管理成本。其中生产成本可以通过自动化技术和原材料的优化来实现,但是运行成本和管理成本则必须应用IT技术、软件管理技术以及互联网技术来实现,比如利用大数据来提高市场的响应能力,优化服务。通过精益管理、6S管理以及企业生命周期的管理来降低管理成本。利用大数据来分析市场对于产品更新换代的期待,并提出预见性的决策。在服务端利用大数据分析产品在市场应用的动态和客户的反馈,并采取相应的营销手段来增加产品的销量。为了实现智能制造,必须将工业自动化技术与互联网技术有机融合,才能从产品生命周期管理的角度来更好的提高生产效率及产品质量,同时降低成本。
智能制造不仅需要应用新的技术,同时也对生产制造系统提出了新的要求。由于社会生活的日益多元化,用户意识更加个性化。无论是研发与设计、生产与制造,还是营销与服务,都必须以满足消费者的需求作为出发点和归宿点。同时由于用户体验式的参与设计,制造和服务彻底颠覆了传统生产的垂直分工体系。机械制造生产线也需向模块化、适应化、个性化、透明化的新型智能制造生产流水线转变。
智能制造的工业自动化控制要保证模块与模块间、设备与设备间透明的信息交互,互联网技术和无线通信技术能被整合在当前的控制系统中;为了使得智能化的生产制造系统具有自适应功能,信息技术和控制技术必须实现整个制造系统不仅能够按照流程管理的要求执行,而且具备了柔性灵活、能够快速重构的特点。智能制造具有大规模生产的能力,而且还可具备快速、小批量、多品种的定制生产能力,满足互联网经济下快速迭代的客户个性化需求,使得企业快速赢得客户、占领市场先机。
我们可以清楚地看到,在互联网时代,传统的以自动化技术为导向的生产制造模式面临着四个方向的渗透和交融。
互联网时代科技发展日新月异,IT技术、物联网技术、人工智能、边缘计算、云技术、大数据、信息安全等迅猛地进入了生产制造控制领域,主要从纵向向下深度发展。
·物联网技术与控制系统纵向融合,形成分散型智能化的现场设备网络。现场数据通信协议的通用性,数据采集的丰富性,使得人们对现场的运行状态和过程分析更为清晰。
·控制系统与互联网技术的无缝连接,PLC系统不仅仅要采用IEC61131的语言来表述控制任务,同时要用高级语言,如JAVA语言、WEB语言,直接打通互联网到生产制造的通讯通道,同时采用OPCUA来解决PLC与互联网连接通道,使得生产制造和生产管理的信息可以透明化的交换。PDM、MES等管理信息直接进入控制系统的数据库,管理数据进行分解执行。因此新型PLC系统需要新的功能和接口,即:开放的软件开发平台;开放的操作系统;开放的用户应用功能的接口;开放的网络集成环境。得益于这些功能和接口,数据可高效率的处理和分析,并让需要的数据都能及时发往对应的功能单元。最后,通过云计算实现分布式的工业控制,基于Web2.0的工业互联网技术和物理信息融合系统将在工业自动化控制系统中得以实践。
智能制造模式的核心是产品生命周期管理,其延伸了生产制造模式,即包括了三大部分,即产品研发、产品制造和产品服务。纵向的从研发、制造,一直到服务产品全生命周期链的信息交流,无缝通信是互联网在新的生产制造模式的一大任务。同时在生产制造模式中大数据的应用也是对传统的研发方法进行本质上的改变。
传统的研发对于常规的产品往往采用预测性的战略计划,利用多年的研发经验和对产品的理解,做出产品的研发战略,通常提前几年预测产品的推出期,及时地进行产品的更新换代。对于颠覆性的创新产品,这种传统连续性经验法的研发方法就力不从心了。特别是以客户为导向,当研发面向用户的大规模定制产品时,传统的研究方法面临着巨大的挑战。因此我们在产品全生命周期中的研发端,必须采用互联网的大数据思维形成开放性的研发产品平台。
由此可见,智能制造改变了生产制造根本的架构及其管理模式。在智能制造的总体架构中,企业信息化建设的主流模式是企业管理、生产制造管理和生产制造控制的融合,即ERP、MES与PLC控制系统有机的结合。PLM、SCM、CRM、QMS、ERP、以及MES的一些功能通过互联网技术进行数据交换和数据管理,提供分析和判断的服务,从而可以降低创建和优化基础架构的成本、提升生产管理的智能化水平。互联网进一步延伸到控制层,不仅提高企业快速响应市场需求的能力,同时可以实现与云技术的融合,使得高效的跨地域协同成为可能。
根据智能制造的基本思想,结合生产制造工业的实际现状,菲尼克斯电气开发了PLCnext的IT融合OT的自动化控制系统,为实现智能制造的标提供了有力地武器,使得生产制造能够适应产品生命周期新的变化:能够快速进行产品的更新换代;产品种类多、而批量少;价格具备成竞争力;缩短投资回报时间、优化资源以及提高能源使用效率等,满足了互联网时代对智能制造的需求。关键字:引用地址:智能制造生产模式需要什么样的自动控制系统
近日,创维光电项目签约仪式在广东鹤山工业城举行。据悉,该项目总投资约25亿元,全部达产后产值将超80亿元。 (图片来源:鹤山政府网) 江门新闻网报道显示,据鹤山工业城有关负责人介绍,该项目由创维光电科技(深圳)有限公司投资建设,总面积约500亩,分四期建设,主要生产液晶模组、智慧商显等产品,后期还将引入创维集团的核心零部件配套商。 此外,据鹤山政府网报道,创维集团近期还将到鹤山考察,推动智能制造、家电、新能源汽车等项目落地。
2017年11月初,海克斯康制造智能与无锡计量检定测试院合作项目“服务智能制造”科技创新平台在无锡正式揭牌。无锡计量测试院院长王道垣先生与海克斯康制造智能华东事业部副总经理季宏先生、华东事业部无锡方案中心营销总监韩飞先生等出席了揭牌仪式并签署了战略合作协议。 揭牌仪式上,无锡计量测试院院长王道垣先生首先与大家分享了无锡计量测试院在服务智能制造方面近三年的摸索实践。无锡计量测试院初步建成了具备“数字化、平台化、智能化”特点的“智慧计量”实验室,通过多手段集成的计量测试技术和状态监测功能提高生产工艺过程的效率、可靠性及安全性,实现质量大数据的实时监控和智能分析。 无锡计量测试院
海克斯康携手无锡计量院打造科技创新平台 /
今天,2024慕尼黑上海电子生产设备展在上海新国际博览中心开展,作为2024年首批制造行业展会,观众们收缩了已久的观展热情喷涌而出,展会现场人头攒动,步科展台迎来一波又一波观展高峰,小步为你带来展会进行时报道,一起来看看步科在此次展会上展示的自动化新品和方案,如何牢牢抓住了观众的眼球! 2024慕尼黑上海电子生产设备展 日期:2024年03月20-22日 展位号:E2.2580 地址:上海新国际博览中心 龙年新颜展新品 kinco 2024年又是步科蓄力满满启航的一年,在展会现场,多款新品和解决方案在发布前抢先与观众见面,惊喜产品,精彩夺目: 01新一代iSMK一体机 去电柜化,现场型安装,适用于 机器人 ,仓储物流
随着新一轮科技革命与产业变革孕育兴起, 智能制造 正在成为全球制造业变革的重要方向和竞相争夺的制高点。主要制造业国家纷纷出台推动 智能制造 的相关战略及政策,抢占新一轮产业发展的高地。先进制造业全媒体立足制造业的领域,服务产业发展,将推出“2017年 智能制造 世界巡礼”系列文章,为您梳理、总结主要智能制造国家及地区在2017年的重大事项。今天介绍的是日本篇之 机器人 篇。下面就随工业控制小编一起来了解一下相关内容吧。 2017年智能制造世界巡礼之日本篇(机器人篇) 作为 机器人 强国,日本在2017年取得的成果十分丰富,且与本国国情结合紧密,依据人口老龄化严重、生育意愿低下、劳动力不足、地震灾害频发等情况,重点
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10月11日,中国科协智能制造学会联合体在“智领全球发布会”上隆重发布“世界智能制造十大科技进展”、“中国智能制造十大科技进展”。大会由江苏省人民政府、工业和信息化部、中国工程院、中国科学技术协会共同举办。 海克斯康旗下Q-DAS公司的智能质量大数据系统作为质量数据分析专家,与东芝、施耐德、三菱电机等知名企业产品共同入选“2018世界智能制造十大科技进展”。 入选“双十”科技进展的项目是由中国科协智能制造学会联合体专家评选得出,中国科协智能制造学会联合体专家委员会由84位专家组成,其中院士占34位。 “双十”科技进展的项目主要反映了行业及专家关注的、对智能制造发展影响深刻的科技成果,旨在把握智能制造发展趋势,引导
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4月11日上午,智造大会2024主峰会在杭州成功召开,这是一场面向智能制造与商业流通领域的行业盛会。 浙江省人大常委会党组副书记、副主任高兴夫出席并致辞,中国工程院院士、国家智能制造专家委员会主任委员李培根作专家报告,海康 机器人 首席执行官贾永华、海康威视高级副总裁徐习明、海康机器人副总裁张文聪、吴永海出席,并作主题演讲。本届大会以“让机器更智能,让智能更普惠”为主题,来自吉利、一汽丰田、晶盛、中航光电、顺丰供应链、北自科技等企业500余位全球合作伙伴代表与会。 海康机器人副总裁吴尧担任活动主持人,在开场致辞中他表示,本届大会紧扣“普惠”主题,通过多种交流形式,和高校师生、各行业的集成商、设备商、终端用户,共同探讨智能制造的未
制造就是制造,就是它本身。不需要用各种先锋旗帜来混淆视听。 制造就是制造,不要总是被引领 去年早些时候,“互联网+”曾经被视为“智能制造”的灵丹妙药。经过一段时间的争吵、实践和沉淀,“制造业+互联网”的融合,才勉强修成正果。这看上去不过是一个词的顺序颠倒,背后却是不同角色的利益集团,在进行话语权的角斗。 而在今年,随着“人工智能”出现在政府报告中,“AI2.0+制造”眼看着又要出现在江湖。这对于 中国制造2025 ,恐怕又是一次身不由己的晃动。 “智能制造”自身已经完全被舆论所异化。定语“智能”二字,奇怪地成为最大的主角和乐趣,而“制造”本身则沦为配角。 在这种情况,引入“AI2.0”只会助长本来已经热气腾腾的“智能”。 要不要就
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