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工業(yè)4.0與智能制造
2017-06-30 08:43
不久前李克強總理在報告中提出中國制造2025，中國制造要向中國創(chuàng)造、中國速度向中國質(zhì)量、中國產(chǎn)品向中國品牌三大轉(zhuǎn)變，推動中國到2025年基本實現(xiàn)工業(yè)化，邁入制造強國行列。
說到智能工廠，不可避免的要談到德國的工業(yè)4.0。德國人提出工業(yè)4.0是私人定制的需要。以前的工業(yè)革命在實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)以后，就把人的個性化需求降低了，大規(guī)模制造出來的是基本一致的產(chǎn)品。私人定制或者是個性化的生產(chǎn)是人類消費多樣性的基本需求。有人說工程機械很多也是定制化生產(chǎn)。但是工業(yè)4.0強調(diào)的定制化是廉價的定制化，而不是高成本。工業(yè)4.0的另一個愿景是盡可能減少人工，增加自動化含量。它的基礎(chǔ)和手段就是CPS，要實現(xiàn)柔性的敏捷生產(chǎn)。
CPS-Cyber-Physical System。把人(移動終端，穿戴設(shè)備等)、機(生產(chǎn)線，生產(chǎn)設(shè)備，機器人等)、物(智能產(chǎn)品，智能滑橇，倉儲系統(tǒng)，搬運設(shè)備，AGV/RGV，運輸車輛等)，通過工業(yè)云聯(lián)網(wǎng)并自主控制，這些實體既與MES交互，又相互協(xié)同，是工業(yè)4.0的核心系統(tǒng)。
CPS是實現(xiàn)工業(yè)4.0的基礎(chǔ)，要實現(xiàn)“廉價個性化”制造，制造系統(tǒng)就必須具有“充分”的柔性和敏捷性，能夠適應(yīng)定制化生產(chǎn)對計劃、協(xié)同、物流等的要求。
CPS也是實現(xiàn)“少人化工廠”的技術(shù)平臺，通過工業(yè)云聯(lián)網(wǎng)，可以遠程對設(shè)備進行配置、監(jiān)控、排除異常等，設(shè)備可以自主控制、自主適應(yīng)。
物聯(lián)平臺CPS用于連接生產(chǎn)線、設(shè)備和機器人等。OPC方式主要用于DCS/PLC聯(lián)網(wǎng)，MDI(MES Device Interface)方式主要用于工控機聯(lián)網(wǎng)，工控機也可使用OPC方式聯(lián)網(wǎng)。 DNC方式主要用于數(shù)控機床、數(shù)控加工中心等數(shù)控設(shè)備聯(lián)網(wǎng)。
如果設(shè)備已經(jīng)組成系統(tǒng)且有中心數(shù)據(jù)庫，可考慮使用“接口平臺IPS”建立系統(tǒng)間接口。
不但與設(shè)備的“連接”是可配置的，而且CPS相關(guān)的“業(yè)務(wù)處理(如寫庫、自動控制等)”也是可配置的。
移動配置開發(fā)平臺PAW，用于實現(xiàn)手持機、手機、PAD和穿戴設(shè)備等的應(yīng)用開發(fā)，一個配置多平臺運行。
對于工業(yè)4.0，我個人的觀點是到現(xiàn)在為止沒有看到新的革命新的IT技術(shù)出現(xiàn)，都是利用原有的技術(shù)。MES的廠商要幫助企業(yè)實現(xiàn)工業(yè)4.0，各種互聯(lián)是沒有任何技術(shù)問題的。比如通過PLC方式將機器人和設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，我們一般是通過OPC的接口規(guī)范。對于數(shù)控車床和數(shù)控中心，國內(nèi)用的比較多的MDI。對于人的互聯(lián)，手機、手持機和穿戴設(shè)備的互聯(lián)，我們專門有移動的開發(fā)平臺可以接入整個系統(tǒng)。
德國的工業(yè)4.0強調(diào)三個整合，一個是橫向的供應(yīng)鏈的整合，零部件的供應(yīng)商和下游的銷售商、維護商和服務(wù)商的整合。其次是縱向的整合，包括訂單、排產(chǎn)、排程，直到裝配和加工的整合。最后是設(shè)計的整合，含眾包設(shè)計和客戶設(shè)計。在工業(yè)4.0的文檔里強調(diào)了MES的核心作用，從設(shè)計到裝配和運行，MES自始至終都是核心的系統(tǒng)。
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