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    速來圍觀中國首條工業(yè)4.0示范生產(chǎn)線

    儀表科普 2016年05月17日 15:53:06來源:今日頭條 16181
    摘要SAP與中科院沈陽自動化研究所花費了近一年的時間,聯(lián)合開發(fā)了首條工業(yè)4.0示范生產(chǎn)線,并在2015年底的世界互聯(lián)網(wǎng)大會上向外展示。

      【儀表網(wǎng) 儀表科普】達(dá)沃斯論壇在2016年初就提出“掌控第四次工業(yè)革命”作為年度主題。第四次工業(yè)革命為“物理信息融合”,當(dāng)前,正處在物理世界與信息世界開始融合的初期階段。
      
      對于第四次工業(yè)革命,整個工業(yè)界和信息產(chǎn)業(yè)界在2015年都有著充分的討論。特別是隨著電商和微信等超級別移動應(yīng)用入口在近兩年的崛起,一個能夠滿足用戶與消費者個性化需求、連接用戶端與生產(chǎn)制造端的新型智能制造鏈條正在形成中。
      
      這樣的智能制造鏈條到底長什么樣?SAP與中科院沈陽自動化研究所(簡稱沈自所)花費了近一年的時間,聯(lián)合開發(fā)了首條工業(yè)4.0示范生產(chǎn)線,并在2015年底的世界互聯(lián)網(wǎng)大會上向外展示。
      

      
      
      從電商與微信入口直連到后端的軟件定義生產(chǎn)線,從本地工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)到跨洋云服務(wù)和大數(shù)據(jù)處理,中國正走在新工業(yè)實踐的前沿。
      
      未來智能制造場景
      
      以個性化定制汽車模型為示例,由沈自所與SAP中國研究院合作的工業(yè)4.0示范生產(chǎn)線比較完整的展示了未來智能制造的場景。
      
      
      
      這條智能制造示范生產(chǎn)線已正式落戶于位于沈陽的中科院沈自所內(nèi),是一個8米×8米的模擬生產(chǎn)車間,其中包括了諸多裝置——五臺機(jī)械臂、兩臺自動導(dǎo)引車、100臺WIA-FA工業(yè)無線設(shè)備等。
      
      普通消費者可以通過基于SAP電子商務(wù)套件Hybris搭建的電商網(wǎng)站、手機(jī)用戶端界面或直接在微信公眾號下訂單,可根據(jù)自己的喜愛選擇不同的車型和車體顏色。
      
      
      
      訂單生成后,相關(guān)信息即傳送到模擬車模制造企業(yè)的ERP系統(tǒng)中。ERP系統(tǒng)會根據(jù)當(dāng)前訂單的情況,相應(yīng)完成準(zhǔn)備生產(chǎn)物料、生產(chǎn)計劃和編制生產(chǎn)成本等工作。
      
      當(dāng)ERP系統(tǒng)完成生產(chǎn)計劃后,會將相應(yīng)的工單傳送到工廠的MES生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng),通過MES下達(dá)給工廠生產(chǎn)線上。
      
      
      
      MES自動選擇優(yōu)先級高的工單,而工廠生產(chǎn)線接收到生產(chǎn)工單信息后,將發(fā)送一個產(chǎn)品托盤并裝備上RFID標(biāo)簽。所有與該產(chǎn)品相關(guān)的信息都記錄在這個RFID標(biāo)簽里,每一道工序的生產(chǎn)工作站都與RFID標(biāo)簽進(jìn)行信息交互。
      
      整個示范生產(chǎn)線一共有7個工序、涉及6個生產(chǎn)工作站,另外還有2個移動備用生產(chǎn)工作站。生產(chǎn)線在達(dá)到產(chǎn)能飽含的時候,能自動調(diào)用移動備用生產(chǎn)工作站進(jìn)入生產(chǎn)體系,而當(dāng)產(chǎn)能空閑的時候又將把備用生產(chǎn)工作站移出生產(chǎn)體系,以達(dá)到節(jié)能減排的效果。
      
      
      消費者可以在網(wǎng)站、移動端和微信端遠(yuǎn)程觀看整個的生產(chǎn)過程,工廠的管理人員和工程師也可以在iPad上觀察整個生產(chǎn)線的工作狀態(tài)和訂單運行情況,相關(guān)數(shù)據(jù)也實時提供給上下游供應(yīng)鏈以保證生產(chǎn)物料供應(yīng)。
      
      如果設(shè)備出現(xiàn)故障,維修人員用手機(jī)掃描每個生產(chǎn)設(shè)備的二維碼,直接彈出3D維修指導(dǎo);通過智能眼鏡連接上Skype,能與遠(yuǎn)程的技術(shù)專家一起會診。
      
      三大關(guān)鍵性技術(shù)
      
      這條工業(yè)4.0示范生產(chǎn)線都示范了哪些關(guān)鍵性技術(shù)?SAP中國研究院院長李瑞成表示,該示范生產(chǎn)線實現(xiàn)了工業(yè)4.0的基本理念,包括個性化訂單、柔性化生產(chǎn)、三大集成、工業(yè)云與大數(shù)據(jù)等等,尤其是生產(chǎn)線所集成的云服務(wù)其實位于新加坡,真正體現(xiàn)了一體化的智能制造。
      
      沈自所工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)研究室主任曾鵬表示,整條示范生產(chǎn)線中大的特色為軟件定義生產(chǎn),即所謂柔性化生產(chǎn)。
      
      
      現(xiàn)在的離散制造業(yè),出現(xiàn)越來越多的個性化的用戶需求。這種個性化配置的需求,對于后端的生產(chǎn)制造環(huán)節(jié),帶來了極大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的剛性生產(chǎn),生產(chǎn)線一旦安裝好了之后就難以變動。
      
      此外,現(xiàn)在很多產(chǎn)品的生命周期越來越短,傳統(tǒng)剛性生產(chǎn)線的升級與改造耗時耗力,生產(chǎn)線更新的速度遠(yuǎn)落后于產(chǎn)品更新的速度。
      
      為了解決這個問題,SAP與沈自所一起,首先對于傳統(tǒng)工廠的信息化系統(tǒng)進(jìn)行了信息和數(shù)據(jù)的縱向集成。
      
      把從上往下的ERP資源管理系統(tǒng)、MES制造執(zhí)行系統(tǒng)、PLC生產(chǎn)控制系統(tǒng)(包括工業(yè)機(jī)器人等)以及HANA大數(shù)據(jù)處理平臺進(jìn)行了分層處理,每一層之間實現(xiàn)了更好的數(shù)據(jù)與信息交互,提高了整個工廠各個層面的信息傳遞效率。
      
      其次,從產(chǎn)品下訂單、生產(chǎn)規(guī)劃再到物料準(zhǔn)備、生產(chǎn)線調(diào)整,把整個過程映射到虛擬的信息空間中,在虛擬信息空間里重構(gòu)了用戶端到生產(chǎn)端的制造全過程。
      
      生產(chǎn)線上的PLC可編程設(shè)備、傳感器、控制器或工業(yè)機(jī)器人等被抽象成信息空間里的虛擬模型,虛擬模型與物理設(shè)備之間進(jìn)行信息交互與聯(lián)動。
      
      這樣,原來需要人工配置的生產(chǎn)線調(diào)整就通過虛擬信息空間進(jìn)行快速系統(tǒng)重構(gòu),然后自動化配置參數(shù)到物理設(shè)備中,大幅縮短了生產(chǎn)線的變化周期。
      
      在虛擬信息空間與現(xiàn)實物理世界進(jìn)行信息交互的過程中,需要一個可進(jìn)行高速低延時、高可用、高并發(fā)、抗干擾的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。
      
      沈自所牽頭研究制定的工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)規(guī)范WIA-FA是目前世界上面向工廠高速自動控制應(yīng)用的IEC(電工組織)無線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。沈自所基于WIF-FA實現(xiàn)了對示范生產(chǎn)線信息和數(shù)據(jù)的高速無線采集,保持10毫秒以內(nèi)延時,優(yōu)于國外公司同類產(chǎn)品。
      
      第三,生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)據(jù)被實時傳送到位于新加坡的SAP HANA云服務(wù)中心,通過當(dāng)?shù)氐拇髷?shù)據(jù)處理對設(shè)備進(jìn)行故障診斷和實時預(yù)測。
      
      基于對生產(chǎn)線上的數(shù)據(jù)監(jiān)測以及在云服務(wù)平臺上建立各種算法,可預(yù)測設(shè)備的故障時間、故障位置以及故障類型,大幅減少生產(chǎn)線的停機(jī)時間,同時延長了設(shè)備的使用生命周期。
      
      2016年1月底,SAP中國研究院與中科院沈自所在沈陽再次簽訂了合作協(xié)議,進(jìn)一步擴(kuò)大智能制造示范生產(chǎn)線的范圍,把產(chǎn)品數(shù)字化協(xié)同設(shè)計、生產(chǎn)維護(hù)全流程等包括進(jìn)來,全面實踐工業(yè)4.0所提到企業(yè)內(nèi)部縱向、產(chǎn)業(yè)鏈間橫向以及產(chǎn)品生命全周期端到端的三大集成,并把相應(yīng)成果以解決方案的形式提供給制造企業(yè)。
      
      現(xiàn)在,智能制造已經(jīng)不是未來,而是正在發(fā)生的未來。
      
      (原標(biāo)題:中國首條工業(yè)4.0示范生產(chǎn)線長啥樣?速來圍觀智能制造的未來)

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