何谓数字化工厂?
数字化工厂(Digital factory)是指以产品全生命周期的相关数据为基础,在计算机虚拟环境中,对整个生产过程进行仿真、评估和优化,并进一步扩展到整个产品生命周期的新型生产组织方式。
同时也是现代数字制造技术与计算机仿真技术相结合的产物,同时具有其鲜明的特征。它的出现给基础制造业注入了新的活力,主要作为沟通产品设计和产品制造之间的桥梁。
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何谓数字化工厂?
数字化工厂(Digital factory)是指以产品全生命周期的相关数据为基础,在计算机虚拟环境中,对整个生产过程进行仿真、评估和优化,并进一步扩展到整个产品生命周期的新型生产组织方式。
同时也是现代数字制造技术与计算机仿真技术相结合的产物,同时具有其鲜明的特征。它的出现给基础制造业注入了新的活力,主要作为沟通产品设计和产品制造之间的桥梁。
不过,数字化工厂也不等于全自动化。数字化工厂的价值,并不是完全用自动化设备取代人,而是用来帮助人。此外,数字化工厂另一个重要价值是提高了效率。当前制造企业更多地是考虑如何控制成本、提高了效率。通过效率的提高,可以在人工成本不增加的同时增加产能。
数字化车间建设路径
数字化车间建设是一项复杂的系统工程,数字化车间建设可遵循以下实施策略。
1、根据自身企业实际,规划设计数字车间建设
企业要结合自身实际情况,基于企业战略进行智能制造的设计。企业在进行数字化车间建设之前,一定要领导出面并持续关注,在企业战略目标指导下进行系统规划,逐步厘清企业存在的问题、建设目标、解决思路和实施步骤,调动企业各方资源,通力合作,避免信息化部门或车间等单一部门孤军作战,通过工艺优化、组织优化、流程优化、管理优化等工作,为数字化车间建设提供坚实基础。
2、根据生产过程主要痛点,先易后难,扎实推进数字车间建设
首先要聚焦痛点。根据痛点明确要解决的主要问题,比如,是生产效率不高,是产量不稳定,还是生产过程不透明等,并以问题为导向,制订相应的解决方案。其次,还需要分步实施,扎实推进。从设备互联互通做起,因为设备通讯、数据采集这些内容都是客观因素,不太涉及人员、管理等主观因素,实施的可控性强,成功率高。项目成功后,大家对信息化建设的信心与热情就会增加,就会主动要求更多的改进与功能扩展。再在前面成功实施的基础上,逐渐推进到MES等涉及人员、管理等信息化系统。
2、在数字车间建设中,要大力推进精益管理
在生产车间部署无线定位网络,将人与物、物与物的关系实时线上展示,再结合MES(制造执行系统)平台,打造一个全息可视化的车间,可以发现生产过程中的多余操作、多余流程,并剔除冗余流程,提高生产效率;可以将品控工作融入全生产过程,跟踪监测产品生产全过程,检验出不良品,在生产环节即可隔离不良产品,减少质检工作量,提高成量;可以自动化采集设备运行数据、人员轨迹数据等,监测设备状态,提高员工工作效率。
智能工厂的成功之道
1、进行智能工厂整体规划
智能工厂的建设需要实现IT系统与自动化系统的信息集成;处理来源多样的异构数据,包括设备、生产、物料、质量、能耗等海量数据;应当进行科学的厂房布局规划,在满足生产工艺要求,优化业务流程的基础上,提升物流效率,提高工人工作的舒适程度。智能工厂的推进需要企业的IT部门、自动化部门、精益推进部门和业务部门的通力合作。
2、建立明确的智能工厂标准
在智能工厂的建设中,企业往往会忽视管理与技术标准的建立,容易造成缺少数据标准,一物多码;作业标准执行不到位;缺失设备管理标准,不同的设备采用不同的通讯协议,造成设备集成难度大;管理流程复杂,职权利不匹配;质检标准执行不到位,导致批次质量问题多等问题。
3、重视智能加工单元建设
目前,智能加工单元在我国制造企业的应用还处于起步阶段,但必然是发展的方向。智能加工单元可以利用智能技术将CNC、工业机器人、加工中心以及自动化程度较低的设备集成起来,使其具有更高的柔性,提高生产效率。
4、强调人机协作而不是机器换人
智能工厂的目标并不是要建设成无人工厂,而应追求在合理成本的前提下,满足市场个性化定制的需求。因此,人机协作将成为智能工厂未来发展的主要趋势。
5、积极应用新兴技术
未来,AR(Augmented Reality,增强现实)技术将被大量应用到工厂的设备维护和人员培训中。工人带上AR眼镜,就可以“看到”需要操作的工作位置。例如,需要拧紧螺栓的地方,当拧到位时,会有相应提示,从而提高作业人员的工作效率;维修人员可以通过实物扫码,使虚拟模型与实物模型重合叠加,同时在虚拟模型中显示出设备型号、工作参数等信息,并根据AR中的提示进行维修操作;AR技术还可以帮助设备维修人员将实物运行参数与数字模型进行对比,尽快定位问题,并给予可能的故障原因分析。
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