工业4.0:智能制造的实施与实现 

   2024-09-11 工业品商城19
核心提示:工业4.0,即所谓的“智能工厂”。首次工业革命始于18 世纪下半叶时期,以蒸汽机推动工厂的机械化进程;第二次工业革命于19世纪下半叶启动,电力被广泛应用于大规模批量生产;第三次工业革命起自20世纪下半叶,电气与信息技术实现了制造业的自动化。  工业4.0 将在前三次工业革命的基础上进一步发展,依托信息物理系统(Cybe

       工业4.0,即所谓的“智能工厂”。首次工业革命始于18 世纪下半叶时期,以蒸汽机推动工厂的机械化进程;第二次工业革命于19世纪下半叶启动,电力被广泛应用于大规模批量生产;第三次工业革命起自20世纪下半叶,电气与信息技术实现了制造业的自动化。

  工业4.0 将在前三次工业革命的基础上进一步发展,依托信息物理系统(Cyber Physical System)实现全新的制造模式。信息物理系统是指通过传感网络紧密连接现实世界,将网络空间的高级计算能力有效运用于现实世界中,从而在生产制造过程中,与设计、开发、生产相关的所有数据将通过传感器采集并进行分析,构建成可自我调节的智能生产系统。

  工业4.0报告中所述的动态配置生产方式主要是指作业机器人(工作站)能够通过网络实时获取相关信息,并依据信息内容,自主切换生产方式及更换生产材料,从而调整至最优模式的生产作业。动态配置的生产方式能够实现针对每位客户、每款产品采用不同的设计、零部件构成、产品订单、生产计划、生产制造、物流配送,杜绝整个产业链中的浪费环节。与传统生产方式不同,动态配置的生产方式在生产之前或生产过程中,均能随时调整初始设计方案。

  例如,当前的汽车生产主要是遵循预先设定的工艺流程进行的生产线生产方式。虽然也存在一些混流生产方式,但在生产过程中,必须在由众多机械组成的生产线上进行,因此无法实现产品设计的多样化。原本应赋予生产线更大灵活性的MES(制造执行管理系统),由于受制于构成生产线的众多机械的硬件限制,无法充分发挥其功能,作用极为有限。同时,在不同生产线上操作的工人分散于各个车间,他们并不掌握整个生产流程,因此只能发挥在某项固定工作上的作用。如此一来,难以实时满足客户的需求。

  在工业4.0所描绘的智能工厂中,固定的生产线概念已不复存在,取而代之的是可动态、有机地重新组合的模块化生产方式。

  例如,生产模块可视为一个“信息物理系统”,正在装配的汽车能够自主地在生产模块之间穿梭,接受所需的装配作业。若某车型的零部件供应环节出现瓶颈,系统能够迅速调度其他车型的生产资源或零部件,确保生产持续进行。即为每个车型自主选择合适的生产模块,进行动态装配作业。在这种动态配置的生产方式下,MES原本的综合管理功能得以充分发挥,能够动态管理设计、装配、测试等整个生产流程,既保障了生产设备的高效运转,又实现了生产种类的多样化。


 
 
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