谁在玩转数字化工厂?
早在二十世纪九十年代,制造业企业遍开始了对于数字化工厂的探索实践,其中比较典型的代表是创建于1989年的德国西门子安倍格工厂。2000年左右,国内汽车、航空、航天领域的先驱企业,陆续开始了数字化工厂的探索,并取得了一定的进展。
目前,于2013年在成都高新区落成的西门子成都工厂,是数字化工厂解决方案应用的企业。
该工厂所使用的PLM、ME
生产线智能化管理
谁在玩转数字化工厂?
早在二十世纪九十年代,制造业企业遍开始了对于数字化工厂的探索实践,其中比较典型的代表是创建于1989年的德国西门子安倍格工厂。2000年左右,国内汽车、航空、航天领域的先驱企业,陆续开始了数字化工厂的探索,并取得了一定的进展。
目前,于2013年在成都高新区落成的西门子成都工厂,是数字化工厂解决方案应用的企业。
该工厂所使用的PLM、MES软件,及所有工业自动化硬件皆来自于西门子,西门子称之为数字化企业套件(Digital Enterprise Suite,DES),其解决方案,能够全方面覆盖产品设计、生产规划、生产组态、生产执行以及服务的全价值链。
何谓智能工厂?
究竟何谓智能工厂?智能工厂具有以下六个显著特征:
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(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。
5. 注重环境友好,实现绿色制造。能够及时采集设备和产线的能源消耗,实现能源利用。在危险和存在污染的环节,优先用机器人替代人工,能够实现废料的回收和再利用。
6. 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。
未来的数字化工厂
未来的数字化工厂首先是基于重新设计的生产流程、供应链管理流程、产品再设计,以及数据收集分析和决策系统。它需要形成一个标准,自动化设备需要接入这样的生产体系——首先,需要具备的是功能和应用场景的丰富化,满足生产需求;第二,满足信息采集的需求,这里的信息包括产品信息和操作信息;第三,要在实现标准化生产的同时(工序工艺的标准化,零部件的标准化)保留一定的生产柔性;然后,自动化设备的使用界面友好、维修养护费用较低、调试简单等特性也会加快此类设备的普及。
数字化工厂
对于数字化工厂,德国工程师协会的定义是:
数字化工厂(DF)是由数字化模型、方法和工具构成的综合网络,包含仿真和3D/虚拟现实可视化,通过连续的没有中断的数据管理集成在一起。数字化工厂集成了产品、过程和工厂模型数据库,通过可视化、仿真和文档管理,以提高产品的质量和生产过程所涉及的质量和动态性能。
在国内,对于数字化工厂接受度很高的定义是:
数字化工厂是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。是现代数字制造技术与计算机仿真技术相结合的产物,主要作为沟通产品设计和产品制造之间的桥梁。从定义中可以得出一个结论,数字化工厂的本质是实现信息的集成。
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