智能工厂建设的基本要点_智能工厂的主要发展模式_智能工厂的技术突破

2020-12-18 21:15:33

几年前,我国工业部提出了《中国制造2025》的蓝图畅想,这是我国从传统制造向全新智造的发展希冀,在这几年里各个轻重工行业相继建设智能化工厂,努力打造高效率的智能数字化车间,今天新核云试图来解析一下智能工厂建设的基础要点和未来的发展模式以及会有哪些技术性突破。

一、智能工厂建设的基本要点:

智能工厂是实现智能制造的重要载体,它主要通过构建智能生产系统和网络化分布式生产设施来实现生产过程的智能化。企业基于CPS和工业互联网搭建的智能工厂原型主要包括物理层、信息层、大数据层、工业云层和决策层。其中,物理层包括工厂内不同层次的硬件设备,从最小的嵌入式设备和基本元器件开始,到相互互联的传感设备、制造设备、制造单元和生产线。在此基础上,构建了“可测量、可控制、可生产、可管理”的纵向整合环境。

信息层涵盖业务运营的所有方面,包括R&D和设计、制造、营销服务、物流和分销,以及相关业务,如大规模创作、个性化定制、电子商务和视觉跟踪。在此基础上,形成企业内部价值链的横向整合环境,实现数据和信息的流通和交换。

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纵向一体化和横向一体化是基于CPS和工业互联网。产品、设备、制造单元、生产线、车间、工厂等制造系统的互联,以及与企业不同业务环节的集成统一,都是通过数据应用和工业云服务实现的,在决策层支持企业基于产品、服务、设备管理的最高决策。这些共同构建了一个完整的智能工厂价值网络体系,为用户提供端到端的解决方案。

由于产品制造过程的明显差异,智能工厂建设中离散制造和过程制造的关键内容是不同的。

对于离散制造业,产品通常是由多个零件通过一系列不连续的过程组装而成的。过程包含许多变化和不确定性,这在一定程度上增加了离散制造组织的难度和支持复杂性。企业往往根据主要工艺流程安排生产设备的位置,使物料的传输距离最小化。

面向订单的离散制造企业具有多品种、小批量的特点,工艺路线和设备灵活。因此,离散制造企业更加注重生产的灵活性,其智能工厂建设的重点是智能制造生产线。

二、智能工厂的主要发展模式:

由于不同行业的生产流程不同,不同行业的智能情况不同,智能工厂有以下不同的建设模式。

第一种模式是从生产过程数字化到智能工厂。在加工制造领域如石化,钢铁、冶金、建材、纺织、造纸、医药、食品等。企业发展智能制造的内在动力在于产品质量可控,注重从数字化生产建设入手,从产品末端控制向基于质量控制要求的全过程控制转变。

第二种模式是从智能制造生产单元(设备和产品)到智能工厂。在机械、汽车、航空、造船、轻工、家电、电子信息等离散制造领域,发展智能制造的核心目的是拓展产品价值空间,以单一设备自动化和产品智能化为重点,在提高生产效率和产品效率的基础上实现价值增长。

第三种模式是从个性化定制到互联工厂。在最贴近用户的家电、服装、家居等消费品制造领域,企业发展智能制造的重点是在实现规模经济生产的同时,充分满足消费者的多样化需求,重点是通过互联网平台创新大规模个性化定制模式。

三、智能工厂的技术突破:

随着未来智能工厂发展浪潮的临近。未来几个行业或领域将迎来发展高潮。

首先是虚拟仿真设计。随着三维数字化技术的发展,传统的基于经验的仿真设计模式逐渐转变为基于三维建模和仿真的虚拟设计模式,使得未来的智能工厂通过三维数字化建模、过程虚拟仿真和三维可视化过程现场应用,避免了传统“三维设计模型二维图纸三维过程模型”开发过程中信息传递链的断裂,摒弃了二维和三维之间的转换,从而提高了产品设计的效率,保证了产品设计的质量。

其次,网络化智能设备。网络条件下,生产设备的智能化程度将迅速提高,传统制造模式将发生颠覆性变化,具体体现在生产设备高度密集、生产设备智能化、制造方法灵活三个方面。

第三,模块化定制生产。模块化生产模式下,多批次、小规模生产的盈利能力逐渐提高,产品越来越满足消费者的个性化需求,具体体现在模块生产和模块组装上。

最后是新的灵活的人机交互。随着技术集成的加速,人与机器之间的信息交流方式正在向更高层次推进,新的人机交互模式正在逐步应用于制造领域。具体体现在智能交互设备的灵活性和智能交互设备在工业领域的应用两个方面。

以上就是智能工厂建设的基本要点,智能工厂的主要发展模式和智能工厂的技术突破的全部内容。


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