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智(zhì)能工(gōng)廠:自動化製造業的未來

信息來源於:互聯網 發布於:2021-10-26

智能工廠:自動化製造業的未來
“工業4.0”是(shì)德國政府提出(chū)的高科技戰略計劃,旨在提升製造業的智能化水平,建立具有適應性(xìng)、資源效率及人因工程學(xué)的智能工廠(或稱智慧工廠(chǎng))。智能工廠作為“工業4.0”項目的三大主題之首,著重研究智能化生產係統及過程,以及網絡化分布式生產設施的實現。
“智能工廠”的概念最早由美國羅克韋爾自動化有限公司CEO奇思·諾斯布(bù)希於2009年提出(chū),其(qí)核心(xīn)是工業化和信息化的高度融合(hé)。智能工廠是在數字化工廠的基礎上,利用物聯網(wǎng)的技術和設備監控技術加強信息管理和服務。未來,將通過(guò)大數據與分析平台,將雲計算中由大型工業機器產生的數據轉化為實時信息(雲端智能工廠),並結(jié)合綠色(sè)智能的手段和智能係統等新興技術,構建一個高效節能的、綠色環保的、環境舒適的人性化工廠。
智能工廠到底(dǐ)有多智能?
    智能工廠通過“信息物理係統(Cyber-Physical System簡稱CPS)”來建立一個完整的網(wǎng)路係統,這當中包括了相(xiàng)互連結(jié)的(de)智能機械、倉儲係(xì)統(tǒng)及高效的產品設備等,這些設備可以獨立自主的運作,或者互(hù)相交換訊息(xī)、互相控(kòng)製,並且(qiě)以嵌入式係統來監測生產環境(jìng)。當指令經過CPS係統時,縱向需要經過(guò)工(gōng)廠和公司的商業流(liú)程,橫向則連接了可以實時管理的衍生價值體係,這兩方麵共同構建了嵌入式製造(zào)的係統網絡。從生產機台的運(yùn)動控製到整體工(gōng)廠運作無不講究智能,未來的工廠(chǎng)工人,將不再隻是單調地操作機器,而(ér)是將自己的經驗儲存(cún)到係統中,更加智能地與生產機器溝通互動。
 智能工廠的三個特質:   
可視化、監管(guǎn)全方位、綠色化
目前智能工(gōng)廠概念仍眾說紛紜,其基本特征主要有製程管控可視化、係統監管(guǎn)全方位(wèi)及製造(zào)綠(lǜ)色化三個層麵。
製程管控可視化
   由於智能工廠高度的整合性,在產品製程上,包括原料管(guǎn)控及流程(chéng),均可直接實時展示於控製者眼前,此外(wài),係統(tǒng)機具的狀況亦可實時掌握,減少因係(xì)統故障造成偏差。而製程中的相關數據均可保留在數(shù)據庫中(zhōng),讓管理者得以有完(wán)整信息進行後續規劃,也(yě)可(kě)以(yǐ)依生產線係統的現況(kuàng)規劃機(jī)具的維護。
係統監管全方位
   通過物聯網概念(niàn)、以(yǐ)傳(chuán)感器做鏈接使製造設備具有(yǒu)感知能力,係統可進行識別、分析、推理、決策以及控製,這類製造裝備,可以說是先進製(zhì)造技(jì)術、信息技術和智能技術的深度結合。從訂單開始,到產品(pǐn)製造完成、入庫的生產(chǎn)製程信息,都(dōu)可以在數據厙中一(yī)目了然,在遇到製(zhì)程(chéng)異常的狀況,控製者(zhě)亦可更為迅速地作出反應,以促進更有效的工廠運轉與生(shēng)產。
製造綠色化
   除了在製造上利用環保材料、留意汙染等(děng)問題之外,需與上下遊廠商間從資源、材料(liào)、設計、製造、廢棄物回收到再(zài)利用處理(lǐ)等方(fāng)麵形成綠色產品生命周(zhōu)期管理的(de)循環,協助上(shàng)下遊廠(chǎng)商與客(kè)戶之間共同創造符合環保的綠(lǜ)色產品。
建設智能工廠需要哪些基礎技術(shù)?
  智能工廠的建設主(zhǔ)要基於以下三大基礎技術(shù)。
無線感測器
  無線感測器將是實現智能工廠的重要利器(qì)。儀器儀表的智(zhì)慧化,主要是(shì)以微處理器和(hé)人工智能技術的發展與應用為主,包括運用神(shén)經網路、遺傳演算法等智慧技術,使儀器儀表實現高(gāo)速、高效、多功能、高機動靈活等(děng)性能,如專家控製係統(Expert Control System,ECS)、模塊邏輯控製器(FLC—Fuzzy Logic Controller)等都成為智(zhì)能工廠相關技術的關注焦點。
控製係統網絡化(雲端智能(néng)工廠)
   在工業自動(dòng)化領域,隨著應用和服務向雲端運算轉移,資料(liào)和運算位置的主要模式都已改變,雲端運算將可提供更完整的係統和服務。一(yī)旦完成連線,體係結構、控製方法以及人(rén)機協作方法等製造(zào)規則,都會因為控製係統網絡化(huà)而產生變化。此外,由於影像、語音信號等大數據高速率傳輸對網絡帶寬的要求,對控製係統網絡化,更構成嚴厲的挑戰,而且網絡上傳遞的資訊(xùn)的多樣(yàng)化都要(yào)靠控製係統的智慧能(néng)力,進行適當的判斷才能得(dé)以實現。
工業通信無(wú)線化
   工業無線網絡技術通過支持(chí)設備間的交互與物聯(lián),提供低成本、高可(kě)靠、高靈活的新一代製造信息係統和(hé)環境。隨著無線(xiàn)技(jì)術日益普及,各家(jiā)供應商正在提供一係(xì)列軟硬體技術,協助在產品中增加(jiā)通信功能。這些技術支援的(de)通(tōng)信標準包括藍牙、Wi-Fi、GPS、LTE以及WiMax。
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