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組成智能工廠的五大元素

2019-12-12 12:06 性質:轉載 作者:MM現代制造 來源:MM新自動化與驅動
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到目前為止,要想有效的規劃生產過程的話,生產制造執行系統是必不可少的。工業4.0時代,在最小批量數只有一件的情況下,要想高效的規劃生產過程就需要一個智能工廠來滿足不斷增長的過程控制要求和...

到目前為止,要想有效的規劃生產過程的話,生產制造執行系統是必不可少的。工業4.0時代,在最小批量數只有一件的情況下,要想高效的規劃生產過程就需要一個智能工廠來滿足不斷增長的過程控制要求和功能。

目前為止,MES生產制造執行系統是衡量生產效率和生產過程透明度的主要工具。但MES卻不能為智能工廠提供當前現代化制造所需的東西。對比而言,VDI 5600指南中面向任務的觀點今天仍然是適用的,尤其是利用IT技術采集生產過程中的數據和信息,使用一些相關的應用程序等等。MPDV公司提出的智能工廠解決方案將面向任務的觀點擴展到生產制造過程中的IT技術領域中,同時也為智能工廠提出了一些新的要求。根據多年來的市場經驗,MPDV公司提出了智能工廠五大元素的概念:計劃和調度,執行,分析,預測和工業物聯網(IIoT)。這些智能工廠的組成元素可以幫助用戶實現工業4.0的愿景,也使企業在極為復雜的市場競爭條件下具有極高的競爭力。

智能工廠元素

智能工廠的控制調節過程如下:在不同生產任務源的基礎上制定出生產計劃(計劃和調度),然后實施和執行制定的計劃(執行)。在執行過程中采集數據并進行分析(分析),以便通過數據分析推導出預測和其他結果(預測),再將預測結果和其他新的因素納入到生產計劃的制定中去。工業物聯網通過采集數據和數據處理對這一過程給予支持。這一過程中的一部分任務可以很好的用MES生產制造執行系統來完成,而另一些任務則需要市場中出現的新產品來完成。下面用一個充滿實際場景的例子來更加清楚、詳細的說明這一過程:

首先,“計劃和調度”可以從企業更高級別的ERP資源管理系統中獲取用戶的訂單合同信息,并結合“分析”和“預測”得出的結論在合適的生產計劃工具中制定出生產計劃。

制定好的生產計劃轉入下一元素:“執行”。機床操作者收到訂單的生產任務之后即開始生產,并在完成生產制造任務之后報告訂單已完成,同時告知質檢部門可以開始檢查產品質量了。有關生產過程中的績效指標和訂單的進展情況等數據都是實時更新的。在生產前500件時,操作者立即按規定抽檢:用數字化聯網的數顯卡尺測量第500個零件的各個尺寸。

智能工廠的控制系統通過工業物聯網IIoT記錄下當前的生產數據和質量檢測結果。如果質量檢測的數據與要求的數據之間出現了較大的偏差,則立即停止生產并通知設備調整工檢查設備的設置情況,必要時進行調整。在完成訂單合同之后,下一份訂單合同的生產任務會立即下達至機床操作者。另外,機修車間的維修工對設備進行定期的維護保養時間也會通過智能手機同步上傳。

“分析”提高生產力

在車間主任辦公室,值班主任利用“分析”元素來了解車間當前的生產效率和當前班次的廢品率等信息。同時,值班主任也可以分析過去幾天的機床設備故障情況,并將機床設備故障與采集到的生產過程數據、質量數據關聯起來。通過這種數據分析與關聯,值班主任發現5號機床生產A零件的效率更高。他立即將這一信息反饋給“計劃和調度”。如果反饋的信息值得調整計劃、調度生產,則會立即轉發到“執行”。

“預測”也需要“執行”中收集到的數據,并連續計算機床設備出現故障的概率。智能工廠控制系統還將得出的結論傳輸給“計劃和調度”,以便及時的對涉及到機床設備和工藝裝備安全的零部件維護、保養和檢修。生產過程中質量預測采集到零件A生產數據是每一個零件的質量預測的基礎。如果預測某個零件是“合格品”的概率很高時,它將被放到進入下一工序的合格品周轉箱中。如果預測某個零件有著很高的“不合格”概率時,它將被放入廢品回收箱中。所有的零件都要經過輔助的目視檢查,然后按照合格品和不合格品分類放置。“預測”結果也直接納入“執行”過程之中。

更高的透明度和效率

為了使智能工廠的四大元素有效的發揮應有的作用,第五個元素“IIoT工業物聯網”功不可沒:它提供了機床設備直接聯網的可能性,為機床操作者提供了輸入窗口,并傳送生產車間所需的所有文件和設置數據。

新技術和新方法最終確保了生產車間有著更高的透明度和生產效率。在“分析”和“預測”兩大過程中(例如質量預測),只有在新工具的幫助下才能從已有的數據中獲取新的認識、做出新的預測。

智能工廠元素不僅僅是普通MES生產制造執行系統的重復、升級;智能工廠元素通過應用數字化技術能夠給生產制造企業帶來更高附加值。

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