先进制造技术论文(数字化工厂)
机械制造产业的数字化工厂建设

机械制造产业的数字化工厂建设随着科技的不断发展,数字化工厂正逐渐成为机械制造产业的趋势和发展方向。
数字化工厂是指依靠信息技术和自动化技术,将物理世界与虚拟世界相连接,实现智能化的生产和管理模式。
数字化工厂建设对于机械制造产业的改革和升级具有重要意义,下面将从生产效率提升、质量控制优化、灵活生产和智能制造四个方面,探讨机械制造产业数字化工厂建设的重要性。
1.生产效率提升数字化工厂建设可以通过先进的信息系统和监控设备,实现生产流程的自动化和优化。
通过实时数据采集和分析,可以精确监控和调整生产过程中的各个环节,提高资源利用率和生产效率。
同时,数字化工厂还可以实现设备的自动化控制和运行状态监测,有效降低人工干预的错误率,提升生产质量和产品一致性。
2.质量控制优化数字化工厂建设可以通过追踪和记录生产过程中每个环节的数据,实现全面的质量控制和质量管理。
通过对数据的分析和挖掘,可以及时发现生产过程中存在的问题,并进行调整和改进。
数字化工厂还可以实现产品的全程追溯,确保产品质量可靠,并能够及时应对质量问题,提升顾客满意度和市场竞争力。
3.灵活生产数字化工厂建设可以实现生产过程的灵活调度和生产计划的即时调整。
通过实时监控设备运行状态和生产进度,可以根据需求进行实时调整,并能够快速响应市场需求变化。
数字化工厂还可以实现生产资源的优化配置和调度,提高生产资源的利用效率,降低生产成本。
4.智能制造数字化工厂建设是实现智能制造的重要基础。
通过将物理设备和系统与网络相连接,实现设备之间的信息共享和协同工作,实现智能化的生产和管理。
数字化工厂还可以应用人工智能技术,通过大数据分析和机器学习算法,实现生产过程的自动优化和智能决策,提高生产效率和产品质量。
总结而言,机械制造产业的数字化工厂建设具有重要的意义和价值。
通过数字化工厂建设,可以提升生产效率、优化质量控制、实现灵活生产和推动智能制造。
机械制造企业应积极拥抱数字化工厂的发展趋势,加大投入和力度,在技术、设备和人才等方面加以支持和推动。
先进制造技术论文范例(研究热点5篇)

先进制造技术论文范例(研究热点5篇)为更全面地理解先进制造技术与正在全球兴起的新工业革命,在分析先进制造技术的概念、内涵、体系结构和关键技术的基础上,系统总结了现有的制造模式,重点介绍了基于信息物理系统、物联网、云计算、大数据发展起来的新一代先进制造技术,如制造物联、云制造、智慧制造、社会生产等。
我们在这里为大家提供了五篇先进制造技术论文,供你参考借鉴。
范文第一篇题目:先进机械制造技术的发展现状和发展趋势【摘要】经济的快速发展带动制造技术的进步,根据以往的经验累积,加之专业人员采取的有效措施,能够促使先进制造技术能够得以不断升级,从而推动我国制造技术始终走在前端。
文章简要阐述了目前我国先进制造技术的发展现状,并且根据于此提出其未来的发展趋势,以促进先进制造技术能够得以持久创新。
【关键词】先进机械制造技术;发展现状;发展趋势1引言从某种程度来说,一个国家的进步离不开创新,这样才能促进经济的快速发展,先进制造技术属于我国社会发展创新极为重要的组成部分,其在工业、农业、服务乃至汽车行业中都发挥了关键性的作用,因而优化机械制造技术的发展是目前面临的重要课题,相关部门必须予以充分的重视,采取积极有效的对策,以机械制造技术推动我国经济增长。
2先进机械制造技术发展情况工业发展是我国社会建设中核心的环节,而机械制造技术对于工业发展具有一定的影响,我国也在不断完善工业发展政策,构建最优机械制造技术应用模型,由此促使我国与世界先进技术水平接轨,并且能够在激烈的市场竞争中占据一席之地。
我国社会经济发展过程中,机械制造业属于国民经济的重要产业,也是我国制造业的重要组成部分,在某种程度上,机械制造产业决定了制造业的整体发展趋势,同时也是非常重要的衡量标准。
在制造业发展的初级阶段,产业结构及成绩并不显着,而且在发展过程中,因为自身发展特色的制约,其在发展过程中质量及效率相对较低,相较于汽车产业明显处于劣势,这就需要对机械制造行业予以足够的重视,对管理人员强化认知,优化管控措施,以期达到良好的效果。
2023-数字化工厂数字化车间先进制造技术方案-1

数字化工厂数字化车间先进制造技术方案随着信息技术的快速发展和应用,数字化工业和数字化车间已成为制造业发展的趋势和方向。
数字化工厂集成了现代信息技术和先进的制造技术,旨在提高企业的生产效率和质量、减少生产成本和物流成本,促进企业的可持续发展。
本文将围绕“数字化工厂数字化车间先进制造技术方案”这一主题进行探讨,分步骤阐述数字化工厂建设的过程和实施的方案。
一、工厂数字化设计数字化工业的基础是工厂数字化设计。
数字化设计通过数字化技术实现对工厂的虚拟建模,以便于了解工厂流程、调整工艺和生产计划等。
工厂数字化设计需要进行流程分析、优化设计和技术方案制定等工作,同时考虑数字化技术的应用,如CAD(计算机辅助设计)、CAE(计算机辅助工程)、CAM(计算机辅助制造)和虚拟现实等。
二、数字化车间建设数字化车间是数字化工业的一部分,它是一个能够自主执行计划、操作控制和生产管理的系统。
数字化车间的建设需要实现的目标是高质量、高效率和可持续生产,以及工厂的资源优化和生产过程的追踪与分析。
数字化车间还需要考虑信息流、物流和控制流的整合,使之协调一致,即实现工业4.0的理念。
三、先进制造技术方案随着时代的进步和技术的创新,制造技术也在不断地发展改进。
数字化工厂需要选用最先进的制造技术,以提高工厂的生产效率和质量。
现代先进的制造技术包括:激光制造技术、3D打印技术、人机协同制造技术、智能制造技术、物联网技术和大数据技术等。
可以采用这些技术加快数字化工厂的建设,提高效率、降低成本、实现高品质的生产。
四、数字化转型实施数字化转型实施需要梳理出数字化工厂的需求和目标,进行数字化技术的规划和设计,同时考虑数字化技术的人力资源和物资投入,尽量保证数字化转型的成功率。
数字化工厂的实施需要调整企业组织架构和流程管理,并加强数字化技术的技术力量和技术培训,以提高数字化技术应用的效果和质量。
最后,数字化工厂和数字化车间的建设和实施需要企业的决策和实施力量,需要注重人才培训和技术创新,需要加强企业内部的地位和外部的传播和沟通,以便于在数字化工业领域中获得更多的机会和前景。
数字化制造技术论文

数字化制造技术论文数字化制造技术将信息技术贯穿产品设计、制造以及管理等全生命周期中,对提高工业制造领域的生产效率和质量有着重要作用。
下面是小编为大家精心推荐的数字化制造技术论文,希望能够对您有所帮助。
数字化制造技术论文篇一数字化技术为主导的人机协同制造摘要:现代企业对制造的要求使得数字化技术得到广泛的应用,在这些技术中,如何让自然人与数字化设备有机的结合,发挥各自的优势,提高生产效率和产品质量,是一个难题。
本文分析了数字化技术的特点,提出一套将数字化技术与自然人结合的制造模式,充分发挥了两者的长处,达到了理想的效果。
关键词:数字化;人机协同;加工;制造;通信一、数字化技术与自然人结合数字化技术与自然人在车间生产中各有特点。
数字化技术能够对车间内的控制信息、设备信息、库存信息等进行管理和控制,但是缺乏灵活性,而人却能够随机应变。
将数字化技术控制的各种设备和数据通过无线通信网络传到自然人的数字化设备,自然人通过数字化设备能够全面的掌握车间的运行状态。
二、数字化人的特点因为数字化设备与自然人结合后,人成为车间内的移动控制者,他能够不断地来回移动,对正在运行的设备状况进行随时监控,也能够对产品加工工艺进行调整。
车间内采用的无线局域网技术,使得人的这种移动控制成为可能。
软件上车间各种信息应能快速反映到数字设备上,并按照人的操作发出指令,控制设备。
数字设备功能多,体积小,因此集成是必然的选择。
硬件上要集成多种芯片,包括WIFI、蓝牙等通信芯片,还包括存储器、处理器、其他模块和各种接口、电池、显示器等。
软件上要与上层工作站通信,发送各种信息,与设备通信,这么多功能都要集成在一款软件之内,占用资源要小,功能要齐全。
人在车间内要能够监控所有运行设备,但现在企业内加工设备往往五花八门,因此兼容性是非常重要的,也是非常难以实现的。
其原因第一个是不同厂家的设备运行模式不同,要想兼容就要研究所有的通信协议,然后才能通信,从而获取设备的信息并进一步控制设备,单就这一步已经极为困难;第二个,不同时期的设备控制方式是变化的,新的设备容易通信,旧的设备通信难度大。
先进制造技术论文

先进制造技术论文摘要:本论文旨在探讨先进制造技术在当前工业领域的应用及其对生产效率和质量的影响。
通过对先进制造技术的介绍和分析比较,我们可以清晰地看到其在提高生产自动化程度、降低成本、增加产品创新和提高生产效率等方面的显著优势。
因此,为了适应时代的发展,企业应积极采纳并利用先进制造技术来提升自身的竞争力。
1. 引言随着科技的不断进步和工业化的加速发展,先进制造技术逐渐成为促进工业生产进步的重要因素之一。
本文将从先进制造技术的概念、分类和发展现状等方面进行分析。
同时,还将讨论先进制造技术对提高生产效率、降低成本和改善产品质量等方面的影响。
2. 先进制造技术的概念和分类2.1 先进制造技术的概念先进制造技术指的是在传统制造技术基础上,采用先进的生产设备、工艺和信息化技术等手段,提高制造过程中的自动化程度和效率。
它主要包括信息技术、机器人技术、生物技术、材料技术和传感器技术等。
2.2 先进制造技术的分类根据应用领域不同,先进制造技术可以分为工业制造技术和生物制造技术两大类。
工业制造技术主要应用于传统工业领域,如汽车制造、机械制造和电子制造等;而生物制造技术主要应用于生物医药领域,如药物制造和组织工程等。
3. 先进制造技术的应用案例3.1 信息技术在先进制造中的应用信息技术在先进制造领域的应用是最为广泛和重要的。
企业借助信息系统、物联网技术和大数据分析等手段,实现生产过程的智能化和自动化管理,从而提高生产效率和产品质量。
3.2 机器人技术在先进制造中的应用机器人技术在先进制造中起到了关键的作用。
自动化生产线上的机器人可以完成繁重、危险和高精密度的工作,有效降低了人力成本和生产事故风险。
3.3 材料技术在先进制造中的应用材料技术的进步对制造业的发展起到了重要推动作用。
新一代的高性能材料,如复合材料、纳米材料和柔性材料等,具有轻质、高强度和耐磨等特点,为先进制造提供了先进而可靠的基础材料。
3.4 传感器技术在先进制造中的应用传感器技术的应用可以实现对生产过程的实时监测和数据采集,进而实现精确控制和调整。
先进制造技术论文格式范文(2)

先进制造技术论文格式范文(2)先进制造技术论文格式范文二:先进制造技术及发展趋势[摘要] 论述了先进制造技术的内涵,指出了先进制造技术发展趋势。
[关键词] 先进制造技术信息竞争产品发展趋势一、引言世界各国间的经济竞争,主要体现在机械制造技术为代表的竞争上。
面对激烈的市场变化和技术竞争,经济发达国家都把制造业作为本国的经济支柱,不断调整其发展战略和政策方针。
先进制造技术正是制造业适应时代要求提高竞争力,对制造技术不断优化推陈出新形成的。
二、先进制造技术及其内涵先进制造技术(ATM)这一概念是美国上世纪80年代末期提出来的,很快日本、西欧各国及亚洲新兴工业国家就相继做出响应,纷纷将先进制造技术的研究和开发作为国家的高新技术和优先发展项目。
1.先进制造技术定义先进制造技术是制造业不断吸取机械、电子、信息、材料、能源,以及现代管理等方面的成果,并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务等生产制造的全过程,实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产,以及取得理想技术经济效果的制造技术的总称。
在不同的国家、不同的发展阶段,先进制造技术有不同的内容及组成。
我国目前属于先进制造技术范畴的技术是一个三层次的技术群(见下图),三层次都是先进制造技术组成部分,但其中每一个层次都不等于先进制造技术全部。
2.先进制造技术的分类根据先进制造技术的功能和研究对象,可将其技术归纳为以下五个大类。
(1)现代设计技术现代设计技术包含:①现代设计方法。
包括有模块化设计、系统化设计、价值工程、模糊设计、面向对象的设计、反求工程、并行设计、绿色设计、工业设计等。
②产品可信性设计。
可信性设计包括可靠性设计、安全性设计、动态分析与设计、防断裂设计、防疲劳设计、耐环境设计、健壮设计、维修设计和维修保障设计等。
③设计自动化技术。
包括产品的造型设计、工艺设计、工程图生成、有限元分析、优化设计、模拟仿真、虚拟设计、工程数据库等内容。
(2)先进制造工艺先进制造工艺是先进制造技术的核心和基础,是使各种原材料、半成品成为产品的方法和过程。
先进制造技术结课论文

先进设计技术—反求工程胡立12010111271.概述1.1概念以已有产品为基础,进行消化、吸收并进行创新改进,使之成为新产品的,这一种开发模式被称为反求工程(Reverse Engineering,RE),又叫做逆向工程。
产品逆向工程包括形状反求、工艺反求和材料反求等几个方面,在工业领域的实际应用中,主要包括以下几个内容:(1)新零件的设计,主要用于产品的改型或仿型设计;(2)已有零件的复制,再现原产品的设计意图;(3)损坏或磨损零件的还原;(4)数字化模型的检测,例如检验产品的变形分析、焊接质量等,以及进行模型的比较。
逆向工程技术为快速设计和制造提供了很好的技术支持,它已经成为制造业信息传递的重要而简洁的途径之一。
1.2 起源反求工程这一术语起源于20世纪60年代,但对它从工程的广泛性去研究,从反求的科学性进行深化还是从20世纪90年代初刚刚开始。
世界各国在其经济技术发展过程中,都非常重视应用反求工程对国外的先进技术进行引进和研究工作。
1.3 特点传统的产品设计过程是一个从无到有的过程,即设计人员首先在大脑中形成对该产品的总体构思,然后综合各方面的要素和因素,对产品的功能、性能、结构、尺寸、形状和技术参数等借助计算机建立其三维数字化信息模型,最终有可能将这个模型转入到制造流程中,指导生产过程,这样的产品设计过程我们称为正向设计过程。
而在整个产品的设计过程中,所建立的三维数字化信息模型在后续的设计及制造环节中几乎没发挥作用,后期模型的制作还是依靠传统的手工方法制作,造成前后工作脱节。
基于反求工程的产品设计从物质形态上来讲可以认为是一个从有到无再到有的过程。
简单地说,反求工程产品设计就是根据已经存在的产品模型,反向推出产品设计数据(包括设计图纸和数字模型)的过程。
2.基本原理它是根据已存在的产品或零件原型构造产品或零件的工程设计模型,在此基础上对已有产品进行剖析、理解和改进,是对已有设计的再设计。
先进制造技术课程的论文

先进制造技术课程的论文•相关推荐先进制造技术课程的论文(精选6篇)当代,论文常用来指进行各个学术领域的研究和描述学术研究成果的文章,简称之为论文。
下面是小编精心整理的先进制造技术课程的论文,希望对你有帮助!先进制造技术课程的论文篇1先进制造技术内涵广泛、学科交叉,并且不断地发展与完备,在激烈的国际市场竞争中,制造业要求生存和发展,必须掌握并科学运用最先进的制造技术。
先进制造技术也是改造传统产业的有力武器。
先进制造技术的发展与产业化,将对国民经济的发展产生越来越大的影响。
本文主要分析了当今我国先进制造技术的特点及发展趋势,介绍了当今制造技术面临的问题,论述了先进制造的前沿科学,并展望了先进制造技术的发展前景。
制造业在国家企业生产力构成中占很大比重,因此若想增强综合国力,大力发展制造技术是必由之路。
关键词:先进制造特点发展现状趋势0引言:先进制造技术(Advanced Manufacturing Technology,简称为AMT)是指微电子技术、自动化技术、信息技术等先进技术给传统制造技术带来的种种变化与新型系统[1]。
具体地说,就是指集机械工程技术、电子技术、自动化技术、信息技术等多种技术为一体所产生的技术、设备和系统的总称。
主要包括:计算机辅助设计、计算机辅助制造、集成制造系统等。
AMT是制造业企业取得竞争优势的必要条件之一,但并非充分条件,其优势还有赖于能充分发挥技术威力的组织管理,有赖于技术、管理和人力资源的有机协调和融合。
1先进制造技术的特点:1.1实用性: 首先先进制造技术应该能够为我们所用,是实用的,而不是观念上得东西,能够真正为人类造福的。
其是一项面向工业应用并且兼备有实用性的新技术,它的发展是针对某一具体制造业的需求而发展起来的先进的、适用的制造技术,它有明确的需求导向的特征,其应用特别注意产品最好的实际效果,以提高制造业的综合经济效益和社会效益为最终目的。
1.2先进性: 其次,从他的命名来看,他显然应当具有先进性,这符合社会的发展,能够带动社会的生产力的前进才是他的关键所在。
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先进制造技术论文(数字化工厂)数字化工厂发展现状及趋势摘要:目前,将数字与智能制造作为关键技术应用到数字化工厂,是现代工业化与信息化融合的应用体现,也是实现智能化制造的必经之路。
打造数字化工厂,是当前工业企业变革、突破的重要手段。
本文对数字化工厂发展现状及趋势进行了初步的研究,通过具体实例,分析了数字化工厂的特点,应用现状并展望了数字化工厂的发展趋势及其决定性意义。
发展数字化工厂对制造企业提升生产力,实现生产智能化和有效管理,推广数字化工厂的建设和发展,搭建智能制造技术和数字化工厂相结合的交流平台,为我国传统产业转型升级、工业与信息化深度融合的战略发展要求,都有着关键性的意义。
关键词:数字化工厂;虚拟仿真;数字制造;智能管理;产业转型升级一、引言现代工业经历了机械化、电气化革命,未来的第三次工业革命必然以机、电、信息相结合的智能化制造革命。
《经济学人》2012年4月发表的《第三次工业革命:制造业与创新》专题报告中阐述了目前由技术创新引发的制造业深刻变化,其中,数字化与智能化的制造技术是“第三次工业革命的核心技术”。
作为数字化与智能化制造的关键技术之一,数字化工厂是现代工业化与信息化融合的应用体现,也是实现智能化制造的必经之路。
数字化工厂借助于信息化和数字化技术,通过集成、仿真、分析、控制等手段,可为制造工厂的生产全过程提供全面管控的一种整体解决方案。
早在2000 年前后,上汽、海尔、华为和成飞等制造企业均已开始着手建立自己的数字化工厂。
今年来,随着国际竞争的不断加剧和我国制造业劳动力成本的不断上升,对设备效率、制造成本、产品质量等环节的要求不断提高,离散制造业中以汽车、工程机械、航空航天、造船为代表的大型企业已越来越重视数字化工厂的建设。
二、数字化工厂的研究热点根据在范围、阶段、视角上的关注点存在差异,对于数字化工厂也有不同提法,比如可视化工厂(Visual Factory)、智慧工厂(Smart Factory)、智能工厂图1典型数字化工厂提法的主要业务范围(Intelligence Factory)、数字化制造(Digital Manufacturing)、虚拟工厂(Virtual Factory)等。
各个概念在关注点上也存在不同程度的交集,如智能工厂和数字拟仿真技术对制造环节从工厂规划、建设到运行等不同环节进行模拟、分析、评估、验证和优化,指导工厂的规划和现场改善。
由于仿真技术可以处理利用数学模型无法处理的复杂系统,能够准确地描述现实情况,确定影响系统行为的关键因素,因此该技术在生产系统规划、设计和验证阶段有着重要的作用。
正因为如此,数字化模拟工厂在现代制造企业中得到了广泛的应用,典型应用包括:(1)加工仿真,如加工路径规划和验证、工艺规划分析、切削余量验证等。
(2)装配仿真,如人因工程校核、装配节拍设计、空间干涉验证、装配过程运动学分析等。
(3)物流仿真,如物流效率分析、物流设施容量、生产区物流路径规划等。
(4)工厂布局仿真,如新建厂房规划、生产线规划、仓储物流设施规划和分析等。
通过基于仿真模型的“预演”,可以及早发现设计中的问题,减少建造过程中设计方案的更改。
韩国三星重工利用DELMIA 软件建立了完整的数字化造船系统,建立了虚拟船厂,可在虚拟环境下模拟整个造船过程。
这套系统预计每年为企业减少730万美元的开支。
通过模拟仿真技术能够迅速发现在持续运行的过程中出现的问题,而如果想要在现实的系统中发现这些问题,需要长期测试,花费高昂的成本。
南车青岛四方机车采用虚拟仿真技术对高速列车生产环境进行了建模,并实现了建模装配仿真及物流仿真,减少了因零件返工配送不足造成的停工现象,减少了因工艺欠佳导致的装配干涉产品返工的问题。
三一重工开发了OSG 技术的三维工厂布局规划平台(VR Layout),在集团内部首次应用于其宁乡产业园的工厂布局规划,缩短了工厂建设周期,并节省了因设计缺陷产生的成本,如图 2 所示。
2011 年,国内各工程设计院已逐步开始采用数字化工程设计及规划技术来辅助规划和建设新工厂,降低工程设计与规划风险。
图2三一重工生产线规划中的物流仿真在仿真工具方面,工厂仿真领域的相关技术基本被国外产品垄断,如达索公司的Delmia/Simulia、Siemens公司的Technomatix和PTC公司的Ployplan 等。
这些产品的特点在于与其同公司CAD/PLM系列产品的紧密集成。
用于制造领域的仿真软件还有很多,如用于装配仿真的EM Assembly、DMU,用于公差分析的3DCS、eM-TolMate等,用于车间物流仿真的Plant Simulation、Quest、Flexsim、Witness、Automod 等。
目前相关产品都在向三维模型方向发展,使得这些仿真工具展现方式更加灵活,分析功能更加强大。
2.3 基于制造过程管控与优化的数字化车间在制造企业,车间是将设计意图转化为产品的关键环节。
车间制造过程的数字化涵盖了生产领域中车间、生产线、单元等不同层次上设备、过程的自动化、数字化和智能化。
其发展趋势也分别体现在底层制造装备智能化、中间层的制造过程优化和顶层的制造绩效可视化3个层次。
在底层制造装备方面,数字化工厂主要解决制造能力自治的问题。
设备制造商不仅持续在提升设备本身高速、高精、高可靠等性能方面不断取得进展,同时也越来越重视设备的感知、分析、决策、控制功能,比如各种自适应加工控制、智能化加工编程、自动化加工检测和实时化状态监控及自诊断/自恢复系统等技术在生产线工作中心及车间加工单元中得到普遍运用。
如日本Moriseiki 的最新机床产品上安装的操作系统MAPPS,该系统内置了森精机的操作编程维修软件,具有很高的开放性,具有对话式编程,三维切削模拟和维修指导画面,提供远程监控功能方便维修服务,并且可以直接进行切削仿真。
制造装备的另一个趋势是把机床设备和相关辅助装置(如机械手)进行集成,共同构成柔性加工系统或柔性制造单元。
也有不少厂商支持将多台数控机床连成生产线,既可一人多机操纵,又可进行网络化管理。
上文提到的MAPPS 系统就可以通过使用CAPS-NET网络软件建立基于以太网的网络,从而可以对作业状况和生产计划进行一元化管理。
MAZAK公司在单机的智能化、网络化基础上,开发了智能生产中心(CPC)管理软件,一套软件便可管理多达250台的数控机床,使得生产的过程控制由车间级细化到每台数控机床,为客户的工厂实施数字化制造提供了前提。
在制造过程管理层次,随着精细化生产的需求越来越突出,近年来MES/MOM逐渐被制造企业所接受。
MES/MOM可分为车间生产计划与管理和现场制造采集与控制两部分。
车间生产计划与管理主要完成车间作业计划的编排、平衡、分派,同时涉及到相关制造资源的分配和准备。
国内外已有较多提供MES/MOM 解决方案的产品提供商,如艾普工华在离散制造业特别是汽车及零部件、工程机械、航空等行业,Camstar在太阳能、电子行业,宝信在钢铁行业,石化盈科在石油化工行业,西门子在制药、烟草行业等,这些产品依托自身对制造业务的深刻理解,已确立了在这些行业的领先地位。
Rockwell、Wonderware 和GE依托在自动化领域的优势,也已逐步向MES延伸。
目前各厂商在研发高性能高可靠的系统平台和模块化产品方面投入巨大,上述平台和产品提升了快速搭建MES/MOM解决方案的能力。
现场制造数据采集的一个明显趋势是以RFID、无线传感网络等技术为核心的物联网技术的应用。
物联网技术被认为是信息技术领域革命性的新技术,借其可实现对于制造过程全流程的“泛在感知”,特别能够是利用RFID 无缝、不间断地获取和准确、可靠地发送实时信息流。
汽车行业,比如自主品牌的江淮汽车,在2006年前后就开始应用RFID技术对生产环节的在制品进行跟踪。
航空航天企业由于通常不允许在零部件上附加标识,因此通常采用以激光标刻为代表的二维码技术来实现WIP和关键零部件跟踪。
在更细分的领域,RFID技术在刀具、设备管理方面也有成功应用,主流技术是利用刀柄上的预留空槽置入RFID 标签,同时通过与机床刀库和对刀仪的集成对刀具使用、维护等进行全面管理。
如Balluff的Fanuc miLink Tool ID系统就可以方便地连接Fanuc控制器控制的CNC机床,自动进入CNC取得刀具跟踪信息。
值得一提的是,随着基于泛在信息的智能制造系统进一步发展,装备本身的智能化水平也得到了提升,这使得MES/MOM执行管理系统不再被动地获取制造数据,而是能够主动感知用户场景的变化并进行提供实时反馈。
图3生产实绩与警示的动态展现随着MES/MOM等软件的应用推广,制造企业已逐步获得了大量制造数据。
如何充分利用这些实时和历史生产数据,通过制造绩效可视化提高对异常状况的预知、响应和判断能力,也是近期发展趋势之一。
对于实时数据,主要解决的问题是对制造异常事件的敏捷响应以及对制造绩效偏离的快速修复。
自动控制系统中常用的组态是一个典型的例子,但由于组态通常是桌面应用并基于连续量的,对于多客户端的分布式展示和多并发的并行数据流支持存在一定困难。
目前的趋势是利用基于B/S的可定制可缩放矢量图形技术来动态刷新来自服务端的数据推送。
图3 是一个展现5条冲压线生产实绩的例子,所展示的生产绩效可视化功能同时支持了实时数据以及统计数据,能够辅助分析出瓶颈环节。
通过向管理者推送并共享全方位的实时制造状态数据,能够有效消除信息的不对称问题,有助于对突发问题快速达成解决方案并作出快速响应。
对于历史数据,主要解决的问题是如何从中找出改善未来制造业务的依据,特别是从质量趋势、物流瓶颈、计划执行情况、设备运行历史等数据中发现可能影响未来生产过程的规律。
这方面的技术基础是商业智能分析,在ERP系统中已经比较成熟,典型的代表是SAP的BO。
由于MES/MOM实时性更强并且事务更频繁,需要更针对性的进行设计,目前这方面的成熟解决方案尚不多,多数仍以基于通用分析软件进行定制为主。
典型的通用分析软件有Microstrategy、Information Builder、Tableau 等。
Gartner近年来每年都会针对支持通用业务的分析软件产品发布被称作“魔力四象限(Magic Quadrants)”的调研报告,对这些软件在集成、展现和分析方面的能力做综合评估。
另一方面,目前的计算技术和存储技术对基于大数据的分析提供了强大的支撑,未来还会出现更丰富更专业的制造智能分析产品。
三、结论与展望数字化工厂技术技术已在航空航天、汽车、造船以及电子等行业得到了较为广泛的应用,特别是在复杂产品制造企业取得了良好的效益,据统计,采用数字化工厂技术后,企业能够减少30% 产品上市时间;减少65% 的设计修改;减少40% 的生产工艺规划时间;提高15% 生产产能;降低13% 生产费用。