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【中瑞智联】互联网+先进制造业 ,智能制造的主线

中瑞智联2018-11-08 09:32:54

近年来,全球各主要经济体都在大力推进制造业的复兴。在工业4.0、工业互联网、物联网、云计算等热潮下,全球众多优秀制造企业都开展了智能工厂建设实践。


一、智能工厂主要建设模式


由于各个行业生产流程不同,加上各个行业智能化情况不同,智能工厂有以下几个不同的建设模式。


第一种模式是从生产过程数字化到智能工厂。在石化、钢铁、冶金、建材、纺织、造纸、医药、食品等流程制造领域,企业发展智能制造的内在动力在于产品品质可控,侧重从生产数字化建设起步,基于品控需求从产品末端控制向全流程控制转变。

  

第二种模式是从智能制造生产单元(装备和产品)到智能工厂。在机械、汽车、航空、船舶、轻工、家用电器和电子信息等离散制造领域,企业发展智能制造的核心目的是拓展产品价值空间,侧重从单台设备自动化和产品智能化入手,基于生产效率和产品效能的提升实现价值增长。

  

第三种模式是从个性化定制到互联工厂。在家电、服装、家居等距离用户最近的消费品制造领域,企业发展智能制造的重点在于充分满足消费者多元化需求的同时实现规模经济生产,侧重通过互联网平台开展大规模个性定制模式创新。



二、智能工厂发展重点环节


智能生产的侧重点在于将人机互动、3D打印等先进技术应用于整个工业生产过程,并对整个生产流程进行监控、数据采集,便于进行数据分析,从而形成高度灵活、个性化、网络化的产业链。


1
3D打印


3D打印是一项颠覆性的创新技术,被美国自然科学基金会称为20世纪最重要的制造技术创新。制造业的全流程都可以引入3D打印,起到节约成本、加快进度、减少材料浪费等效果。在设计环节,借助3D打印技术,设计师能够获得更大的自由度和创意空间,可以专注于产品形态创意和功能创新,而不必考虑形状复杂度的影响,因为3D打印几乎可以完成任何形状的物品构建。在生产环节,3D打印可以直接从数字化模型生成零部件,不需要专门的模具制作等工序,既节约了成本,又能加快产品上市。


此外,传统制造工艺在铸造、抛光和组装部件的过程中通常会产生废料,而相同部件使用3D打印则可以一次性成形,基本不会产生废料。在分销环节,3D打印可能会挑战现有的物流分销网络。未来,零部件不再需要从原厂家采购和运输,而是从制造商的在线数据库中下载3D打印模型文件,然后在本地快速打印出来,由此可能导致遍布全球的零部件仓储与配送体系失去存在的意义。


3D打印经过了近 40 年的发展,龙头公司开始实现显著盈利,市场认可度快速上升,行业收入增长加速。根据典型的产品生命周期理论,技术产品从导入期进入成长期的过程中往往表现出加速增长的特征,判断目前3D打印产业正在进入加速成长期。



2
人机交互


未来各类交互方式都会进行深度融合,使智能设备会更加自然地与人类生物反应及处理过程同步,包括思维过程、动觉,甚至一个人的文化偏好等,这个领域充满着各种各样新奇的可能性。


人与机器的信息交换方式随着技术融合步伐的加快向更高层次迈进,新型人机交互方式被逐渐应用于生产制造领域。具体表现在智能交互设备柔性化和智能交互设备工业领域应用这两个方面。在生产过程中,智能制造系统可独立承担分析、判断、决策等任务,突出人在制造系统中的核心地位,同时在工业机器人、无轨agv等智能设备配合下,更好发挥人的潜能。机器智能和人的智能真正地集成在一起,互相配合,相得益彰。本质是人机一体化。



3
传感器


中国已经基本形成较为完整的产业链结构,在材料、器件、系统、网络等各方面水平不断完善,自主产品已达6000种,国内建立了三大传感器生产基地,分别为:安徽基地,陕西基地和黑龙江基地。政府对国内传感器产业提出了加快力度加快发展的指导方针,未来的传感器发展将向着智能化的方向改善。


4
工业软件


智能工厂的建设离不开工业软件的广泛应用。工业软件包括基础和应用软件两大类,其中系统、中间件、嵌入式属于基础技术范围,并不与特定工业管理流程和工艺流程紧密相关,以下提到的工业软件主要指应用软件,包括运营管理类、生产管理类和研发设计类软件等。


在《中国制造2025》的大背景下,工业企业转变发展模式、加快两化融合成为大势所趋,工业软件以及信息化服务的需求仍将继续增加,中国继续保持着全球工业软件市场增长生力军的地位。


广泛应用MES(制造执行系统)、APS(先进生产排程)、PLM(产品生命周期管理) 、ERP(企业资源计划)、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。在通过专业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。



5
云制造


云制造即制造企业将先进的信息技术、制造技术以及新兴物联网技术等交叉融合,工厂产能、工艺等数据都集中于云平台,制造商可在云端进行大数据分析与客户关系管理,发挥企业最佳效能。

  

图片展示了云制造的概念,以及从传统制造,到智能制造,到智慧制造,到今天的云制造的过程。

  

我们国内,可以看到有航天科工集团开发的面向航天复杂产品的集团企业云制造服务平台,接入了集团下属各院所和基地拥有丰富的制造资源和能力;中车集团面向轨道交通装备的集团企业云制造服务平台,打通了轨道车辆、工程机械、机电设备、电子设备及相关部件等产品的研发、设计、制造、修理和服务等业务;面向中小企业的云制造平台,也陆续出现在了装备制造、箱包鞋帽等行业领域。

  

云制造为制造业信息化提供了一种崭新的理念与模式,云制造作为一种初生的概念,其未来具有巨大的发展空间。但云制造的未来发展仍面临着众多关键技术的挑战,除了对于云计算、物联网、语义Web、高性能计算、嵌入式系统等技术的综合集成,基于知识的制造资源云端化、制造云管理引擎、云制造应用协同、云制造可视化与用户界面等技术均是未来需要攻克的重要技术。



当前,全球范围内新一轮科技革命和产业变革蓬勃兴起。工业互联网作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物,日益成为新工业革命的关键支撑和深化“互联网+先进制造业”的重要基石,对未来工业发展产生全方位、深层次、革命性影响。工业互联网通过系统构建网络、平台、安全三大功能体系,打造人、机、物全面互联的新型网络基础设施,形成智能化发展的新兴业态和应用模式,是推进制造强国和网络强国建设的重要基础,是全面建成小康社会和建设社会主义现代化强国的有力支撑。


主要任务之打造平台体系


加快工业互联网平台建设。突破数据集成、平台管理、开发工具、微服务框架、建模分析等关键技术瓶颈,形成有效支撑工业互联网平台发展的技术体系和产业体系。开展工业互联网平台适配性、可靠性、安全性等方面试验验证,推动平台功能不断完善。通过分类施策、同步推进、动态调整,形成多层次、系统化的平台发展体系。依托工业互联网平台形成服务大众创业、万众创新的多层次公共平台。


提升平台运营能力。强化工业互联网平台的资源集聚能力,有效整合产品设计、生产工艺、设备运行、运营管理等数据资源,汇聚共享设计能力、生产能力、软件资源、知识模型等制造资源。开展面向不同行业和场景的应用创新,为用户提供包括设备健康维护、生产管理优化、协同设计制造、制造资源租用等各类应用,提升服务能力。不断探索商业模式创新,通过资源出租、服务提供、产融合作等手段,不断拓展平台盈利空间,实现长期可持续运营。


到2020年,工业互联网平台体系初步形成,支持建设10个左右跨行业、跨领域平台,建成一批支撑企业数字化、网络化、智能化转型的企业级平台。培育30万个面向特定行业、特定场景的工业APP,推动30万家企业应用工业互联网平台开展研发设计、生产制造、运营管理等业务,工业互联网平台对产业转型升级的基础性、支撑性作用初步显现。


到2025年,重点工业行业实现网络化制造,工业互联网平台体系基本完善,形成3-5个具有国际竞争力的工业互联网平台,培育百万工业APP,实现百万家企业上云,形成建平台和用平台双向迭代、互促共进的制造业新生态。


中瑞智联把增材制造与切削加工结合在一台设备的混合制造、增材制造技术与工程仿真和拓扑优化技术结合等主流趋势,虚实融合、个性化定制、预防性维修维护、增强型虚拟现实等新兴技术的广泛应用。


工业4.0的实现一个渐进的过程,是不断实践、不断创新的结果。中瑞智联不是盲目地追求自动化、无人化,而是追求人机协作;常规的固化工作可以由机械设备替代,需要处理异常,以及灵活性的工作还是由人完成;追求柔性的自动化,而不是刚性的自动化。



中瑞智联专注于自己从事的领域,不断扩展生产规模,执着创新,提供整体解决方案。数控系统、自动上下料到软件的一体化解决方案。


中瑞智联是中国木工机械行业的成套设备领先企业,也是提供机电软一体化解决方案。通过平台化、可配置,支持移动应用和灵活的部署方式而赢得了中国众多中小型制造企业的信赖。


中瑞智联建立了工业4.0的示范生产线,通过展示具有个性化需求的产品的制造过程,将数据采集、机器视觉、质量检测等技术与相应的管理信息系统实现集成应用,通过现场展示让我们感受到工业4.0时代制造模式的变化。



实现了多种工控机产品的混线组装,中瑞智联非常强调工业大数据分析与应用。


中瑞智联非常强调工业自动化系统的互联,以及解决工业安全问题;强调供应链上下游企业之间电子数据交换平台的建设,从而实现工业4.0的横向集成;多家主机厂和众多零部件供应商可以遵循统一的数据标准进行供应链协作,极大地提升了供应链协作效率。


中瑞智联根据产品的制造工艺,充分考虑了生产设备、检测中心、入厂和出厂物流仓库的合理布局,以及在制品中转库的合理设置,通过不同颜色的料箱表示下道工序的缺料情况,从而实现拉式生产,降低在制品库存,适应小批量、多品种的生产模式。


同时,组装设备实现了尺寸的标准化,便于灵活替换。一个行星齿轮减速机的总装由一个工人在U型装配单元上完成,然后自己进行质量检验。对人的充分信任是基于工人的责任感和职业精神。




中瑞智联在高端装备和工业自动化领域,众多合作企业形成了强大的产业集群和群体优势。不论是企业高层还是工人,他们的心态平和,热爱自己的本职工作,热爱自己的企业。


中瑞智联强调与自然的和谐发展。在蓝色的天空下,在绿色的原野上,制造企业正在践行绿色制造。这些都是我们需要深入学习和借鉴之处。


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