智能生產(chǎn)線 智能制造生產(chǎn)線

智能生產(chǎn)線智能制造生產(chǎn)線

智能生產(chǎn)線一:中國首條智能制造生產(chǎn)線！圍觀速來

達沃斯論壇在2024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”，當前，全球正處在物理世界與信息世界開頭融合的初期階段。

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2024年都有著充分的爭論。特殊是隨著電商和微信等超級別移動應用入口在近兩年的崛起，一個能夠滿意用戶與消費者共性化需求、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究竟長什么樣?SAP與中科院沈陽自動化討論所(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2024年底的世界互聯(lián)網(wǎng)大會上首次向外展現(xiàn)。

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)到跨洋云服務和大數(shù)據(jù)處理，中國正走在新工業(yè)實踐的前沿。

將來智能制造場景

以共性化定制汽車模型為示例，由沈自所與SAP中國討論院合作的工業(yè)4.0示范生產(chǎn)線比較完整的展現(xiàn)了將來智能制造的場景。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——五臺機械臂、兩臺自動導引車、100臺WIA-FA工業(yè)無線設備等。

一般消費者可以通過基于SAP電子商務套件Hybris搭建的電商網(wǎng)站、手機用戶端界面或直接在微信公眾號下訂單，可依據(jù)自己的寵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)會依據(jù)當前訂單的狀況，相應完成預備生產(chǎn)物料、生產(chǎn)方案和編制生產(chǎn)成本等工作。

當ERP系統(tǒng)完成生產(chǎn)方案后，會將相應的工單傳送到工廠的MES生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)，通過MES下達給工廠生產(chǎn)線上。

MES自動選擇優(yōu)先級最高的工單，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標簽。全部與該產(chǎn)品相關(guān)的信息都記錄在這個唯一RFID標簽里，每一道工序的生產(chǎn)工作站都與RFID標簽進行信息交互。

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)工作站進入生產(chǎn)體系，而當產(chǎn)能空閑的時候又將把備用生產(chǎn)工作站移誕生產(chǎn)體系，以達到節(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上觀看整個生產(chǎn)線的工作狀態(tài)和訂單運行狀況，相關(guān)數(shù)據(jù)也實時供應給上下游供應鏈以保證生產(chǎn)物料供應。

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中國討論院院長李瑞成表示，該示范生產(chǎn)線實現(xiàn)了工業(yè)4.0的基本理念，包括共性化訂單、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)線所集成的云服務其實位于新加坡，真正體現(xiàn)了全球一體化的智能制造。

沈自所工業(yè)掌握網(wǎng)絡與系統(tǒng)討論室主任曾鵬表示，整條示范生產(chǎn)線中最大的特色為軟件定義生產(chǎn)，即所謂柔性化生產(chǎn)?，F(xiàn)在的離散制造業(yè)，消失越來越多的共性化的用戶需求。這種共性化配置的需求，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)在許多產(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)掌握系統(tǒng)(包括工業(yè)機器人等)以及HANA大數(shù)據(jù)處理平臺進行了分層處理，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)劃再到物料預備、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可編程設備、傳感器、掌握器或工業(yè)機器人等被抽象成信息空間里的虛擬模型，虛擬模型與物理設備之間進行信息交互與聯(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行快速系統(tǒng)重構(gòu)，然后自動化配置參數(shù)到物理設備中，大幅縮短了生產(chǎn)線的變化周期。

在虛擬信息空間與現(xiàn)實物理世界進行信息交互的過程中，需要一個可進行高速低延時、高可用、高并發(fā)、抗干擾的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。

沈自所牽頭討論制定的工業(yè)無線網(wǎng)絡技術(shù)規(guī)范WIA-FA是目前世界上唯一面對工廠高速自動掌握應用的IEC(國際電工組織)無線技術(shù)國際標準。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)設備的數(shù)據(jù)被實時傳送到位于新加坡的SAPHANA云服務中心，通過當?shù)氐拇髷?shù)據(jù)處理對設備進行故障診斷和實時猜測。

基于對生產(chǎn)線上的數(shù)據(jù)監(jiān)測以及在云服務平臺上建立各種算法，可猜測設備的故障時間、故障位置以及故障類型，大幅削減生產(chǎn)線的停機時間，同時延長了設備的使用生命周期。

2024年1月底，SAP中國討論院與中科院沈自所在沈陽再次簽訂了合作協(xié)議，進一步擴大智能制造示范生產(chǎn)線的范圍，把產(chǎn)品數(shù)字化協(xié)同設計、生產(chǎn)維護全流程等包括進來，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，并把相應成果以解決方案的形式供應給制造企業(yè)。

現(xiàn)在，智能制造已經(jīng)不是將來，而是正在發(fā)生的將來。

來源：儀控工程網(wǎng)

智能生產(chǎn)線二:都不需要操作工的智能機械生產(chǎn)線

智能生產(chǎn)線三:自動化生產(chǎn)線十大“神器”，你必需了解！

工業(yè)生產(chǎn)中，自動化智能化普及度越來越高，看看一個自動化工廠標配是什么。

1、

掌握器自動化工廠的大腦掌握器（英文名稱：controller）是指根據(jù)預定挨次轉(zhuǎn)變主電路或掌握電路的接線和轉(zhuǎn)變電路中電阻值來掌握電動機的啟動、調(diào)速、制動和反向的主令裝置。

由程序計數(shù)器、指令寄存器、指令譯碼器、時序產(chǎn)生器和操作掌握器組成，它是發(fā)布命令的“決策機構(gòu)”，即完成協(xié)調(diào)和指揮整個計算機系統(tǒng)的操作。

@

Controlleris

a

device

thatcontrolsthetransferof

data

froma

puter

toa

peripheraldevice

andviceversa.Forexample,

diskdrives,

displayscreens,

keyboards,and

printers

allrequirecontrollers.

自動化工廠中常用的掌握器有plc，工控機等。

可編程規(guī)律掌握器（ProgrammableLogicController，PLC），它采納一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行規(guī)律運算、挨次掌握、定時、計數(shù)與算術(shù)操作等面對用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出掌握各種類型的機械或生產(chǎn)過程。

2、機器人

自動化工廠的執(zhí)行者Robot，機器人是自動執(zhí)行工作的機器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運行預先編排的程序，也可以依據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動。

它的任務是幫助或取代人類工作的工作，例如生產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)，或是危急的工作。機器人一般由執(zhí)行機構(gòu)、驅(qū)動裝置、檢測裝置和掌握系統(tǒng)和簡單機械等組成。

@Themissionofrobotis

thatreplacingmanualworksuchasproduction,constructionworkorsomeotherdangerous.Therobotsconsistof

actuator,drive,plexmechanicaltestingdeviceandcontrolsystem.

3、伺服電機

自動化工廠供應動力的肌肉

伺服電機（servomotor）是指在伺服系統(tǒng)中掌握機械元件運轉(zhuǎn)的發(fā)動機，是一種補助馬達間接變速裝置。

伺服電機可使掌握速度，位置精度特別精確?????，可以將電壓信號轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動掌握對象。

伺服電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號掌握，并能快速反應，在自動掌握系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，且具有機電時間常數(shù)小、線性度高、始動電壓等特性，可把所收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。

分為直流和溝通伺服電動機兩大類，其主要特點是，當信號電壓為零時無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。

@

A

servomotor

isa

rotaryactuator

or

linearactuator

thatallowsforprecisecontrolofangularorlinearposition,velocityandacceleration.

Itconsistsofasuitablemotorcoupledtoasensorforposition

Italsorequiresarelativelysophisticatedcontroller,oftenadedicatedmoduledesignedspecificallyforusewithservomotors.

4、

傳感器

自動化工廠的觸覺傳感器（英文名稱：transducer/sensor）是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將感受到的信息，按肯定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿意信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和掌握等要求。

它是實現(xiàn)自動檢測和自動掌握的首要環(huán)節(jié)。

在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)尤其是自動化生產(chǎn)過程中，要用各種傳感器來監(jiān)視和掌握生產(chǎn)過程中的各個參數(shù)，使設備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài)，并使產(chǎn)品達到最好的質(zhì)量。因此可以說，沒有眾多的優(yōu)良的傳感器，現(xiàn)代化生產(chǎn)也就失去了基礎。

@

A

transducer/sensor

isadevicethat

converts

one

formofenergy

toanother.Usuallyatransducerconvertsa

signal

inoneformofenergytoasignalinanother.

Usingsensortomonitorandcontrollparameterofproductionprocesstomakesuredeviceoperatingwithbestconditionandproducinghighqualityproducts.

5、

變頻器

自動化工廠的交換器變頻器（Variable-frequencyDrive，VFD）是應用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過轉(zhuǎn)變電機工作電源頻率方式來掌握溝通電動機的電力掌握設備。

變頻器主要由整流（溝通變直流）、濾波、逆變（直流變溝通）、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成。

變頻器靠內(nèi)部IGBT的開斷來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，依據(jù)電機的實際需要來供應其所需要的電源電壓，進而達到節(jié)能、調(diào)速的目的，另外，變頻器還有許多的愛護功能，如過流、過壓、過載愛護等等。

@

A

variable-frequencydrive

(VFD)

isatypeof

adjustable-speeddrive

usedin

electro-mechanical

drivesystemstocontrol

ACmotor

speed

and

torque

byvaryingmotorinput

frequency

and

voltage.

6、

電磁閥

自動化工廠的開關(guān)電磁閥（Electromagneticvalve）是用電磁掌握的工業(yè)設備，是用來掌握流體的自動化基礎元件，屬于執(zhí)行器，并不限于液壓、氣動。

用在工業(yè)掌握系統(tǒng)中調(diào)整介質(zhì)的方向、流量、速度和其他的參數(shù)。電磁閥可以協(xié)作不同的電路來實現(xiàn)預期的掌握，而掌握的精度和敏捷性都能夠保證。

電磁閥有許多種，不同的電磁閥在掌握系統(tǒng)的不同位置發(fā)揮作用，最常用的是單向閥、平安閥、方向掌握閥、速度調(diào)整閥等。

@

Thisallowsfueltobeshutofffromthesprayerbyelectricalcontrol.Ithelpsavoiddripswhenthevalveisclosed.Italsoeasesthepurgingoftheburner(andanyboiler)offuelmistduringstartup,orwhilerestartingafteramisfire.

7、

工業(yè)相機

自動化工廠的眼鏡工業(yè)相機是機器視覺系統(tǒng)中的一個關(guān)鍵組件，其最本質(zhì)的功能就是將光信號轉(zhuǎn)變成AFT-808小型高清工業(yè)相機為有序的電信號。

而工業(yè)相機一般安裝在機器流水線上代替人眼來做測量和推斷，通過數(shù)字圖像攝取目標轉(zhuǎn)換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)。

圖像系統(tǒng)對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征，進而依據(jù)判別的結(jié)果來掌握現(xiàn)場的設備動作。

@

Theterm"industrialcameras"isalittlebitmisleadingsincethesecamerasarenotonlyusedformachinevisionbutalsoformedical,scientificandsecuritypurposes.

Thefollowingsectionsoutlinethetypicalfeaturesofindustrialcameras.

8、

儀器儀表

自動化工廠的調(diào)整系統(tǒng)儀器儀表（英文：instrumentation）儀器儀表是用以檢出、測量、觀看、計算各種物理量、物質(zhì)成分、物性參數(shù)等的器具或設備。真空檢漏儀、壓力表、測長儀、顯微鏡、乘法器等均屬于儀器。

自動化工廠中需要應用各種儀器儀表，比如測量壓力、液位、流量、溫度等一些掌握過程所需要的參數(shù)值，就需要相關(guān)的儀器儀表。

@

Instrumentation

isthedevelopmentoruseof

measuringinstruments

forobservation,monitoringorcontrol.

Instrumentsmaybeassimpleasdirectreadinghand-held

thermometers

orasplexasmulti-variableprocessanalyzers.

9、自動化軟件

自動化工廠的心臟AutomationSoftware,由于工業(yè)掌握系統(tǒng)的管控一體化趨勢掌握工程網(wǎng)版權(quán)全部，使得工業(yè)掌握系統(tǒng)與傳統(tǒng)IT管理系統(tǒng)以及互聯(lián)網(wǎng)相連通，內(nèi)部也越來越多地采納了通用軟件、通用硬件和通用協(xié)議。

比較常見的是SCADA自動化軟件。

SCADA自動化系統(tǒng)（supervisorycontrolanddataacquisition），就是我們所說的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)。它主要是受計算機技術(shù)得支撐，對各種生產(chǎn)過程進行調(diào)度自動化掌握的系統(tǒng)。

SCADA自動化軟件，可以在無人看管的狀況下，自動化的對生產(chǎn)進行長時間的精準監(jiān)椌，并且從中獵取有效的信息數(shù)據(jù)，為監(jiān)管的管理者供應有力的評價參考。

@SCADA

(supervisorycontrolanddataacquisition)isasystemfor

remotemonitoringandcontrol

thatoperateswithcodedsignalsovermunicationchannels(usi