智能工廠作為工業(yè)智能化發(fā)展的重要實(shí)踐模式,已經(jīng)引發(fā)行業(yè)的廣泛關(guān)注。到底什么是智能工廠?智能工廠的核心架構(gòu)是怎樣的?能為企業(yè)的轉(zhuǎn)型提供哪些支撐?這都是企業(yè)比較關(guān)心的話題。
一、智能工廠、數(shù)字化工廠與智能制造
不可忽視的是,往往很多企業(yè)在提及這些概念時(shí),容易將這些概念混為一談,數(shù)字化工廠、智能工廠以及智能制造之間到底是否可以互相替換,這些概念之間是否存在區(qū)別?
1.數(shù)字化工廠
對(duì)于數(shù)字化工廠,德國(guó)工程師協(xié)會(huì)的定義是:
數(shù)字化工廠(DF)是由數(shù)字化模型、方法和工具構(gòu)成的綜合網(wǎng)絡(luò),包含仿真和3D/虛擬現(xiàn)實(shí)可視化,通過(guò)連續(xù)的沒(méi)有中斷的數(shù)據(jù)管理集成在一起。數(shù)字化工廠集成了產(chǎn)品、過(guò)程和工廠模型數(shù)據(jù)庫(kù),通過(guò)先進(jìn)的可視化、仿真和文檔管理,以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)過(guò)程所涉及的質(zhì)量和動(dòng)態(tài)性能:
在國(guó)內(nèi),對(duì)于數(shù)字化工廠接受度最高的定義是:
數(shù)字化工廠是在計(jì)算機(jī)虛擬環(huán)境中,對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行仿真、評(píng)估和優(yōu)化,并進(jìn)一步擴(kuò)展到整個(gè)產(chǎn)品生命周期的新型生產(chǎn)組織方式。是現(xiàn)代數(shù)字制造技術(shù)與計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,主要作為溝通產(chǎn)品設(shè)計(jì)和產(chǎn)品制造之間的橋梁。從定義中可以得出一個(gè)結(jié)論,數(shù)字化工廠的本質(zhì)是實(shí)現(xiàn)信息的集成。
2.智能工廠
智能工廠是在數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)上,利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和監(jiān)控技術(shù)加強(qiáng)信息管理服務(wù),提高生產(chǎn)過(guò)程可控性、減少生產(chǎn)線人工干預(yù),以及合理計(jì)劃排程。同時(shí),集初步智能手段和智能系統(tǒng)等新興技術(shù)于一體,構(gòu)建高效、節(jié)能、綠色、環(huán)保、舒適的人性化工廠。
智能工廠已經(jīng)具有了自主能力,可采集、分析、判斷、規(guī)劃;通過(guò)整體可視技術(shù)進(jìn)行推理預(yù)測(cè),利用仿真及多媒體技術(shù),將實(shí)境擴(kuò)增展示設(shè)計(jì)與制造過(guò)程。系統(tǒng)中各組成部分可自行組成最佳系統(tǒng)結(jié)構(gòu),具備協(xié)調(diào)、重組及擴(kuò)充特性。已系統(tǒng)具備了自我學(xué)習(xí)、自行維護(hù)能力。因此,智能工廠實(shí)現(xiàn)了人與機(jī)器的相互協(xié)調(diào)合作,其本質(zhì)是人機(jī)交互。
3.智能制造
智能工廠是在數(shù)字化工廠基礎(chǔ)上的升級(jí)版,但是與智能制造還有很大差距。
智能制造系統(tǒng)在制造過(guò)程中能進(jìn)行智能活動(dòng),諸如分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等。通過(guò)人與智能機(jī)器的合作,去擴(kuò)大、延伸和部分地取代技術(shù)專家在制造過(guò)程中的腦力勞動(dòng)。它把制造自動(dòng)化擴(kuò)展到柔性化、智能化和高度集成化。
智能制造系統(tǒng)不只是“人工智能系統(tǒng),而是人機(jī)一體化智能系統(tǒng),是混合智能。系統(tǒng)可獨(dú)立承擔(dān)分析、判斷、決策等任務(wù),突出人在制造系統(tǒng)中的核心地位,同時(shí)在智能機(jī)器配合下,更好發(fā)揮人的潛能。機(jī)器智能和人的智能真正地集成在一起,互相配合,相得益彰。本質(zhì)是人機(jī)一體化。
國(guó)內(nèi)很多企業(yè)都在炒作智能制造,但是絕大多數(shù)企業(yè)還處在部分使用應(yīng)用軟件的階段,少數(shù)企業(yè)也只是實(shí)現(xiàn)了信息集成,也就是可以達(dá)到數(shù)字化工廠的水平;極少數(shù)企業(yè),能夠?qū)崿F(xiàn)人機(jī)的有效交互,也就是達(dá)到智能工廠的水平。
二、走進(jìn)三一重工18號(hào)廠房
三一18號(hào)廠房是亞洲最大的智能化制造車間,有混凝土機(jī)械、路面機(jī)械、港口機(jī)械等多條裝配線,是三一重工總裝車間。2008年開(kāi)始籌建,2012年全面投產(chǎn),總面積約十萬(wàn)平方米。
三一重工總裝車間分為裝配區(qū)、高精機(jī)加區(qū)、結(jié)構(gòu)件區(qū)、立庫(kù)區(qū)、展示廳、景觀區(qū)六大功能區(qū)域;主要生產(chǎn)泵車、拖泵、車載泵和平地機(jī)、壓路機(jī)、攤鋪機(jī)、正面吊等產(chǎn)品。廠房規(guī)劃全面應(yīng)用數(shù)字化工廠仿真技術(shù)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)與驗(yàn)證,此舉大大提高了規(guī)劃的科學(xué)性,及布局的合理性。
1.智能加工中心與生產(chǎn)線
三一重工在上海臨港產(chǎn)業(yè)園建成全球最大最先進(jìn)的挖掘機(jī)生產(chǎn)基地,焊接機(jī)器人大規(guī)模投入使用,使得三一挖掘機(jī)的使用壽命大約翻了兩番,售后問(wèn)題下降了四分之三。目前,三一重工已經(jīng)完成車間機(jī)加設(shè)備的研發(fā)采購(gòu)與安裝調(diào)試。
▲智能加工中心與生產(chǎn)線
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