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企業(yè)基于CPS和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建的智能工廠原型,主要包括物理層、信息層、大數(shù)據(jù)層、工業(yè)云層、決策層。智能工廠價(jià)值鏈:1、制造資源代表現(xiàn)實(shí)世界的物理實(shí)體,例如文件、圖紙、設(shè)備、車間、工廠等,人員也可視為制造資源的一個(gè)組成部分。其中,物理層包含工廠內(nèi)不同層級(jí)的硬件設(shè)備,從i小的嵌入設(shè)備和基礎(chǔ)元器件開(kāi)始,到感知設(shè)備、制造設(shè)備、制造單元和生產(chǎn)線,相互間均實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。以此為基礎(chǔ),構(gòu)建了一個(gè)“可測(cè)可控、可產(chǎn)可管”的縱向集成環(huán)境。信息層涵蓋企業(yè)經(jīng)營(yíng)業(yè)務(wù)各個(gè)環(huán)節(jié),包含研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、營(yíng)銷服務(wù)、物流配送等各類經(jīng)營(yíng)管理活動(dòng),以及由此產(chǎn)生的眾創(chuàng)、個(gè)性化定制、電子商務(wù)、可視追i蹤等相關(guān)業(yè)務(wù)。在此基礎(chǔ)上,形成了企業(yè)內(nèi)部?jī)r(jià)值鏈的橫向集成環(huán)境,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的流通和交換。
智能工廠發(fā)展重點(diǎn)環(huán)節(jié):
智能生產(chǎn)的側(cè)重點(diǎn)在于將人機(jī)互動(dòng)、3D打印等先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程,并對(duì)整個(gè)生產(chǎn)流程進(jìn)行監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集,便于進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,從而形成高度靈活、個(gè)性化、網(wǎng)絡(luò)化的產(chǎn)業(yè)鏈。
智能工廠無(wú)疑是制造企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要方式,同時(shí)應(yīng)圍繞企業(yè)的中長(zhǎng)期發(fā)展戰(zhàn)略,根據(jù)自身產(chǎn)品、工藝、設(shè)備和訂單的特點(diǎn),合理規(guī)劃智能工廠的建設(shè)藍(lán)圖。在推進(jìn)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上,從特別緊迫需要解決的問(wèn)題入手,務(wù)實(shí)推進(jìn)智能工廠的建設(shè)。
在工業(yè)4.0體系中,智能工廠的核心主要有:
一是建設(shè)信息物理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),主要是指物理設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)上,讓物理設(shè)備具有計(jì)算、通信、控制等功能,從而實(shí)現(xiàn)虛擬網(wǎng)絡(luò)世界與現(xiàn)實(shí)物理世界的融合,將網(wǎng)絡(luò)空間的高計(jì)算能力有效的運(yùn)用到現(xiàn)實(shí)世界中,從而在生產(chǎn)制造過(guò)程中,將所有數(shù)據(jù)通過(guò)智能傳感器采集并進(jìn)行分析,形成可操作的智能生產(chǎn)系統(tǒng)。譬如,根據(jù)工藝流程,將生產(chǎn)流程分成不同的工位,在瓶頸工位處并行擴(kuò)充才能。
第二是實(shí)現(xiàn)橫向、縱向的集成,智能工廠將智能傳感器、智能控制系統(tǒng)、通信設(shè)施通過(guò)CPS形成一個(gè)智能網(wǎng)絡(luò)。使得人與人之間、人與機(jī)器人之間、機(jī)器與機(jī)器之間能夠?qū)崿F(xiàn)互聯(lián),從而實(shí)現(xiàn)高度集成,這也是智能工廠建立的難點(diǎn)之一。
第三就是大數(shù)據(jù)分析利用。在推進(jìn)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上,從最緊迫需要解決的問(wèn)題入手,務(wù)實(shí)推進(jìn)智能工廠的建設(shè)。智能工廠應(yīng)用之后,制造企業(yè)的數(shù)據(jù)會(huì)呈現(xiàn)爆i炸式的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),隨著CPS的推廣、智能裝備和終端的普及以及各種各樣傳感器的使用,將會(huì)帶來(lái)無(wú)所不在的感知和連接,這些數(shù)據(jù)也將滲透到企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的各個(gè)環(huán)節(jié),是工業(yè)4.0的基石。
在智能工廠中怎樣實(shí)現(xiàn)柔性生產(chǎn):
一,產(chǎn)品柔性。產(chǎn)品更新或完全轉(zhuǎn)向后,系統(tǒng)能夠非常經(jīng)濟(jì)和迅速地生產(chǎn)出新產(chǎn)品的能力;產(chǎn)品更新后,對(duì)老產(chǎn)品有用特性的繼承能力和兼容能力。譬如,模塊化設(shè)計(jì)和裝配。
第二,軟件系統(tǒng)柔性。采用多種方式查詢、處理故障,保障生產(chǎn)正常進(jìn)行的能力。譬如,知識(shí)庫(kù)的建立、預(yù)測(cè)性維護(hù)。
第三,生產(chǎn)能力柔性。當(dāng)生產(chǎn)量改變、系統(tǒng)也能經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行的能力。對(duì)于根據(jù)訂貨而組織生產(chǎn)的制造系統(tǒng),這一點(diǎn)尤為重要。譬如,預(yù)留工位,循環(huán)流轉(zhuǎn)工位和緩存工位。