智能工廠的五大體系結(jié)構(gòu)

1、智能工廠的五大體系結(jié)構(gòu)近年來(lái)，智能制造熱潮席卷神州大地，成為推動(dòng)“中國(guó)制造2025”國(guó)家戰(zhàn)略的最重要舉措。其中，智能工廠作為智能制造重要的時(shí)間領(lǐng)域，它引起了制造企業(yè)的廣泛關(guān)注和各級(jí)政府的高度重視。有名業(yè)務(wù)流程管理專家August-WilhelmScheer教授提出了智能工廠框架，他將智能工廠分為五大層級(jí)?；A(chǔ)設(shè)施層企業(yè)首先應(yīng)當(dāng)建立有線或者無(wú)線的工廠網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)指令的自動(dòng)下達(dá)和設(shè)備與產(chǎn)線信息的自動(dòng)采集；形成集成化的車(chē)間聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，解決不同通訊協(xié)議的設(shè)備之間，以及PLC、CNC、機(jī)器人、儀表/傳感器和工控/IT系統(tǒng)之間的聯(lián)網(wǎng)問(wèn)題；利用視頻監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)車(chē)間的環(huán)境，人員行為進(jìn)行監(jiān)控、識(shí)別與報(bào)警；此外，工

2、廠應(yīng)當(dāng)在溫度、濕度、潔凈度的把握和工業(yè)平安（包括工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的平安、生產(chǎn)環(huán)境的平安和人員平安）等方面達(dá)到智能化水平。智能裝備層智能裝備是智能工廠運(yùn)作的重要手段和工具。智能裝備主要包含智能生產(chǎn)設(shè)備、智能檢測(cè)設(shè)備和智能物流設(shè)備。制造裝備在經(jīng)受了機(jī)械裝備到數(shù)控裝備后，目前正在逐步向智能裝備進(jìn)展。智能化的加工中心具有誤差補(bǔ)償、溫度補(bǔ)償?shù)裙δ?，能夠?qū)崿F(xiàn)邊檢測(cè)、邊加工。工業(yè)機(jī)器人通過(guò)集成視覺(jué)、力覺(jué)等傳感器，能夠精確識(shí)別工件，自主進(jìn)行裝配，自動(dòng)避讓人，實(shí)現(xiàn)人機(jī)協(xié)作。金屬增材制造設(shè)備可以直接制造零件，DMG MORI已開(kāi)發(fā)出能夠?qū)崿F(xiàn)同時(shí)實(shí)現(xiàn)增材制造和切削加工的混合制造加工中心。智能物流設(shè)備則包括自動(dòng)化立體倉(cāng)

3、庫(kù)、智能夾具、AGV、桁架式機(jī)械手、懸掛式輸送鏈等。例如，F(xiàn)anuc工廠就應(yīng)用了自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)作為智能加工單元之間的物料傳遞工具。智能產(chǎn)線層智能產(chǎn)線的特點(diǎn)是，在生產(chǎn)和裝配的過(guò)程中，能夠通過(guò)傳感器、數(shù)控系統(tǒng)或RFID自動(dòng)進(jìn)行生產(chǎn)、質(zhì)量、能耗、設(shè)備績(jī)效（OEE）等數(shù)據(jù)采集，并通過(guò)電子看板顯示實(shí)時(shí)的生產(chǎn)狀態(tài)；通過(guò)安燈系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工序之間的協(xié)作；生產(chǎn)線能夠?qū)崿F(xiàn)快速換模，實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化；能夠支持多種相像產(chǎn)品的混線生產(chǎn)和裝配，機(jī)敏調(diào)整工藝，適應(yīng)小批量、多品種的生產(chǎn)模式；具有肯定冗余，假如生產(chǎn)線上有設(shè)備消滅故障，能夠調(diào)整到其他設(shè)備生產(chǎn)；針對(duì)人工操作的工位，能夠賜予智能的提示。智能車(chē)間層要實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行有效管

4、控，需要在設(shè)備聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、先進(jìn)生產(chǎn)排產(chǎn)（APS）、勞動(dòng)力管理等軟件進(jìn)行高效的生產(chǎn)排產(chǎn)和合理的人員排班，提高設(shè)備利用率（OEE），實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的追溯，削減在制品庫(kù)存，應(yīng)用人機(jī)界面（HMI），以及工業(yè)平板等移動(dòng)終端，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的無(wú)紙化。另外，還可以利用Digital Twin(數(shù)字映射)技術(shù)將MES系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)在虛擬的三維車(chē)間模型中實(shí)時(shí)地呈現(xiàn)出來(lái)，不僅供應(yīng)車(chē)間的VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）環(huán)境，而且還可以顯示設(shè)備的實(shí)際狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)虛實(shí)融合。車(chē)間物流的智能化對(duì)于實(shí)現(xiàn)智能工廠至關(guān)重要。企業(yè)需要充分利用智能物流裝備實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中所需物料的準(zhǔn)時(shí)配送。企業(yè)可以用DPS系統(tǒng)(Digital Picking System)實(shí)現(xiàn)物料揀選的自動(dòng)化。工廠管控層工廠管控層主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)控，通過(guò)生產(chǎn)指揮系統(tǒng)實(shí)時(shí)洞察工廠的運(yùn)營(yíng)，實(shí)現(xiàn)多個(gè)車(chē)間之間的協(xié)作和資源的調(diào)度。流程制造企業(yè)已廣泛應(yīng)用DCS或PLC把握系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)管控，近年來(lái)，離散制造企業(yè)也開(kāi)頭建立中心把握室，實(shí)時(shí)顯示工廠的運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)和圖表，呈現(xiàn)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并可以通過(guò)圖像識(shí)別技術(shù)對(duì)視頻監(jiān)控中發(fā)覺(jué)的問(wèn)題進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警。智能工廠是將來(lái)智能制造的關(guān)鍵組