智能工廠發展的重點環節

 智能生產的側重點在於將人機互動、3D打印等先進技術應用於整個工業生產過程,並對整個生產流程進行監控、數據採集,便於進行數據分析,從而形成高度靈活、個性化、網絡化的產業鏈。

智能工廠發展的重點環節

1、3D打印

3D打印是一項顛覆性的創新技術,被美國自然科學基金會稱為20世紀最重要的製造技術創新。製造業的全流程都可以引入3D打印,起到節約成本、加快進度、減少材料浪費等效果。

設計環節,藉助3D打印技術,設計師能夠獲得更大的自由度和創意空間,可以專注於產品形態創意和功能創新,而不必考慮形狀複雜度的影響,因為3D打印幾乎可以完成任何形狀的物品構建。

生產環節,3D打印可以直接從數字化模型生成零部件,不需要專門的模具製作等工序,既節約了成本,又能加快產品上市。此外,傳統制造工藝在鑄造、拋光和組裝部件的過程中通常會產生廢料,而相同部件使用3D打印則可以一次性成形,基本不會產生廢料。

分銷環節,3D打印可能會挑戰現有的物流分銷網絡。未來,零部件不再需要從原廠家採購和運輸,而是從製造商的在線數據庫中下載3D打印模型文件,然後在本地快速打印出來,由此可能導致遍佈全球的零部件倉儲與配送體系失去存在的意義。

智能工廠發展的重點環節

3D打印經過了近 40 年的發展,龍頭公司開始實現顯著盈利,市場認可度快速上升,行業收入增長加速。根據典型的產品生命週期理論,技術產品從導入期進入成長期的過程中往往表現出加速增長的特徵,判斷目前3D打印產業正在進入加速成長期。

智能工廠發展的重點環節

智能工廠發展的重點環節

全球3D打印設備出貨量增長情況

整個3D打印行業產業鏈大概可分為三個部分,上游基礎配件行業,3D打印設備生產企業、3D打印材料生產企業和支持配套企業,下游主要是3D打印的各大應用領域。通常意義上的3D打印行業則主要是指3D打印設備、材料及服務企業。

智能工廠發展的重點環節

圖表:3D打印行業產業鏈

3D 打印已經形成了一條完整的產業鏈。產業鏈的每個環節都聚集了一批領先企業。全球範圍來看,以Stratasys、3D Systems為代表的設備企業在產業鏈中佔據了主導作用,且這些設備企業通常能夠提供材料和打印服務業務,如具有較強的話語權。

智能工廠發展的重點環節

3D打印設備出貨量TOP5企業

Source:賽瑞研究整理

2、人機交互

未來各類交互方式都會進行深度融合,使智能設備會更加自然地與人類生物反應及處理過程同步,包括思維過程、動覺,甚至一個人的文化偏好等,這個領域充滿著各種各樣新奇的可能性。

智能工廠發展的重點環節

人與機器的信息交換方式隨著技術融合步伐的加快向更高層次邁進,新型人機交互方式被逐漸應用於生產製造領域。具體表現在智能交互設備柔性化和智能交互設備工業領域應用這兩個方面。在生產過程中,智能製造系統可獨立承擔分析、判斷、決策等任務,突出人在製造系統中的核心地位,同時在工業機器人、無軌agv等智能設備配合下,更好發揮人的潛能。機器智能和人的智能真正地集成在一起,互相配合,相得益彰。本質是人機一體化。

智能工廠發展的重點環節

智能工廠發展的重點環節

3、傳感器

智能工廠發展的重點環節

中國已經基本形成較為完整的產業鏈結構,在材料、器件、系統、網絡等各方面水平不斷完善,自主產品已達6000種,國內建立了三大傳感器生產基地,分別為:安徽基地,陝西基地和黑龍江基地。政府對國內傳感器產業提出了加快力度加快發展的指導方針,未來的傳感器發展將向著智能化的方向改善。

智能工廠發展的重點環節

4、工業軟件

智能工廠的建設離不開工業軟件的廣泛應用。工業軟件包括基礎和應用軟件兩大類,其中系統、中間件、嵌入式屬於基礎技術範圍,並不與特定工業管理流程和工藝流程緊密相關,以下提到的工業軟件主要指應用軟件,包括運營管理類、生產管理類和研發設計類軟件等。

在《中國製造2025》的大背景下,工業企業轉變發展模式、加快兩化融合成為大勢所趨,工業軟件以及信息化服務的需求仍將繼續增加,中國繼續保持著全球工業軟件市場增長生力軍的地位。

具體來看,2016年我國工業軟件行業中產品研發類如CAD、CAE、CAM、CAPP等佔比約為8.3%,信息管理類如ERP、CRM、HRM等,佔比約為15.5%;生產控制類如MES、PCS、PLC等佔比約為13.2%;其餘63%均為嵌入式軟件開發。

分區域來看,華北、華東是工業軟件應用最多的區域,合計佔到全國一半左右,具體到省市來看,北京、上海、廣東、江蘇是工業軟件實力雄厚的區域,約佔中國工業軟件市場規模的一半以上。

智能工廠發展的重點環節

廣泛應用MES(製造執行系統)、APS(先進生產排程)、PLM(產品生命週期管理) 、ERP(企業資源計劃)、質量管理等工業軟件,實現生產現場的可視化和透明化。在新建工廠時,可以通過數字化工廠仿真軟件,進行設備和產線佈局、工廠物流、人機工程等仿真,確保工廠結構合理。在推進數字化轉型的過程中,必須確保工廠的數據安全和設備和自動化系統安全。在通過專業檢測設備檢出次品時,不僅要能夠自動與合格品分流,而且能夠通過SPC(統計過程控制)等軟件,分析出現質量問題的原因。

5、雲製造

雲製造即製造企業將先進的信息技術、製造技術以及新興物聯網技術等交叉融合,工廠產能、工藝等數據都集中於雲平臺,製造商可在雲端進行大數據分析與客戶關係管理,發揮企業最佳效能。

智能工廠發展的重點環節

我們國內,可以看到有航天科工集團開發的面向航天覆雜產品的集團企業雲製造服務平臺,接入了集團下屬各院所和基地擁有豐富的製造資源和能力;中車集團面向軌道交通裝備的集團企業雲製造服務平臺,打通了軌道車輛、工程機械、機電設備、電子設備及相關部件等產品的研發、設計、製造、修理和服務等業務;面向中小企業的雲製造平臺,也陸續出現在了裝備製造、箱包鞋帽等行業領域。

雲製造為製造業信息化提供了一種嶄新的理念與模式,雲製造作為一種初生的概念,其未來具有巨大的發展空間。但云製造的未來發展仍面臨著眾多關鍵技術的挑戰,除了對於雲計算、物聯網、語義Web、高性能計算、嵌入式系統等技術的綜合集成,基於知識的製造資源雲端化、製造雲管理引擎、雲製造應用協同、雲製造可視化與用戶界面等技術均是未來需要攻克的重要技術。


“也思集成”由也思(常州)系統集成有限公司運營,專注於智能製造領域技術與知識分享。


分享到:


相關文章: