智能工廠作為工業(yè)智能化發(fā)展的重要實踐模式,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,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
對于數(shù)字化工廠,德國工程師協(xié)會的定義是:
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,包含仿真和3D/虛擬現(xiàn)實可視化,通過連續(xù)的沒有中斷的數(shù)據(jù)管理集成在一起。數(shù)字化工廠集成了產(chǎn)品、過程和工廠模型數(shù)據(jù)庫,通過先進的可視化、仿真和文檔管理,以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)過程所涉及的質(zhì)量和動態(tài)性能:
在國內(nèi),對于數(shù)字化工廠接受度最高的定義是:
數(shù)字化工廠是在計算機虛擬環(huán)境中,對整個生產(chǎn)過程進行仿真、評估和優(yōu)化,并進一步擴展到整個產(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)與計算機仿真技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,主要作為溝通產(chǎn)品設計和產(chǎn)品制造之間的橋梁。從定義中可以得出一個結(jié)論,數(shù)字化工廠的本質(zhì)是實現(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)加強信息管理服務,提高生產(chǎn)過程可控性、減少生產(chǎn)線人工干預,以及合理計劃排程。同時,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;通過整體可視技術(shù)進行推理預測,利用仿真及多媒體技術(shù),將實境擴增展示設計與制造過程。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)、重組及擴充特性。已系統(tǒng)具備了自我學習、自行維護能力。因此,智能工廠實現(xiàn)了人與機器的相互協(xié)調(diào)合作,其本質(zhì)是人機交互。
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)在制造過程中能進行智能活動,諸如分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等。通過人與智能機器的合作,去擴大、延伸和部分地取代技術(shù)專家在制造過程中的腦力勞動。它把制造自動化擴展到柔性化、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),而是人機一體化智能系統(tǒng),是混合智能。系統(tǒng)可獨立承擔分析、判斷、決策等任務,突出人在制造系統(tǒng)中的核心地位,同時在智能機器配合下,更好發(fā)揮人的潛能。機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)是人機一體化。
國內(nèi)很多企業(yè)都在炒作智能制造,但是絕大多數(shù)企業(yè)還處在部分使用應用軟件的階段,少數(shù)企業(yè)也只是實現(xiàn)了信息集成,也就是可以達到數(shù)字化工廠的水平;極少數(shù)企業(yè),能夠?qū)崿F(xiàn)人機的有效交互,也就是達到智能工廠的水平。
二、走進三一重工18號廠房
三一18號廠房是亞洲最大的智能化制造車間,有混凝土機械、路面機械、港口機械等多條裝配線,是三一重工總裝車間。2008年開始籌建,2012年全面投產(chǎn),總面積約十萬平方米。
三一重工總裝車間分為裝配區(qū)、高精機加區(qū)、結(jié)構(gòu)件區(qū)、立庫區(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、壓路機、攤鋪機、正面吊等產(chǎn)品。廠房規(guī)劃全面應用數(shù)字化工廠仿真技術(shù)進行方案設計與驗證,此舉大大提高了規(guī)劃的科學性,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的挖掘機生產(chǎn)基地,焊接機器人大規(guī)模投入使用,使得三一挖掘機的使用壽命大約翻了兩番,售后問題下降了四分之三。目前,三一重工已經(jīng)完成車間機加設備的研發(fā)采購與安裝調(diào)試。
▲智能加工中心與生產(chǎn)線
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