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設備智能化(huà),不隻是一場(chǎng)機器的(de)變革升級

2020-11-19新聞

當前,全球制造業格局正在發生深刻變化(huà),面對(duì)發展中國家的(de)後起力量,歐美(měi)等發達國家先後出台多(duō)項政策,瞄準高(gāo)端制造領域及新興産業,以搶占國際産業競争的(de)制高(gāo)點,争奪和(hé)維護其在全球産業鏈的(de)中高(gāo)端位置。

尤其在2020年新冠疫情沖擊下(xià),以美(měi)國爲首的(de)發達國家充分(fēn)認識到制造業空心化(huà)對(duì)其經濟社會的(de)巨大(dà)影(yǐng)響,更是采取各種措施促進制造業的(de)回流。


而印度、東南(nán)亞等發展中國家,正是以更低的(de)人(rén)力、資源成本成爲制造業産業轉移的(de)新陣地。

 

因此,中國制造業正面臨這(zhè)發達國家蓄勢占優和(hé)新興經濟體追趕比拼的(de)雙頭擠壓和(hé)雙重挑戰。要解決這(zhè)一困境,智能制造技術成爲我國制造業創新發展的(de)主要抓手、主攻方向。

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中國科學院甯波材料技術與工程研究所和(hé)浙江省機器人(rén)與智能制造裝備技術重點實驗室的(de)張馳博士認爲,設備智能化(huà)作爲智能制造技術的(de)關鍵内核,正成爲制造企業轉型升級的(de)必經之路。如何從設備智能化(huà)著(zhe)手,打通(tōng)生産的(de)各個(gè)環節,逐步向智能工廠、數字工廠方向過渡,是每家加入智能制造大(dà)洪流中的(de)制造企業必須直面的(de)課題。

 

01
設備智能化(huà)的(de)三重“境界”


 

真正的(de)智能制造裝備需要具備以下(xià)功能:對(duì)裝備運行狀态和(hé)環境的(de)實時(shí)感知、分(fēn)析和(hé)處理(lǐ);根據裝備運行狀态變化(huà)的(de)自主規劃、決策和(hé)控制;對(duì)故障的(de)自診斷和(hé)自修複;對(duì)自身性能主動分(fēn)析和(hé)維護;裝備間的(de)網絡集成和(hé)網絡協同。

 

而在傳統的(de)工業生産設備中,機器隻是從事某項特定生産任務,既不能感知自身的(de)存在,更無法自适應外界環境的(de)變化(huà)。同時(shí)由于廣泛存在的(de)“啞巴設備”,設備之間處于互相割裂的(de)狀态,數據孤島也(yě)因此成爲衆多(duō)中小制造廠商工廠中的(de)普遍現象。

 

對(duì)于廠商實現設備智能化(huà)而言,需要解決的(de)第一個(gè)問題即是底層設備的(de)數據化(huà),即實現設備智能化(huà)的(de)第一層“境界”,将生産過程通(tōng)過數據鏈接爲一個(gè)整體。對(duì)“啞巴設備”建立起一套底層數據的(de)采集、分(fēn)析和(hé)處理(lǐ)系統,包括加裝傳感器、使用(yòng)邊緣計算(suàn)技術等。

 

當前新開發的(de)國産裝備基本已實現數控化(huà),但大(dà)部分(fēn)仍然處于設備智能化(huà)的(de)第二重“境界”的(de)起步期,即智能化(huà)的(de)初級階段,部分(fēn)設備具有故障診斷和(hé)自适應控制功能,但離加工工藝自編程、工藝數自學習(xí)等高(gāo)層級智能化(huà)還(hái)有差距。

 

面對(duì)工業裝備進行智能化(huà)改造,高(gāo)效科學的(de)解決方案應該是:控制系統要開放,多(duō)個(gè)傳感器信号可(kě)以接入控制系統,能進行傳感信息分(fēn)析,控制系統可(kě)以二次開發;智能化(huà)升級方面要先易後難;最後進行智能控制、故障預診和(hé)智能化(huà)維護。

 

設備智能化(huà)的(de)第三重“境界”則是網絡化(huà),基于工業物(wù)聯網,從設備出發,實現真正的(de)萬物(wù)互聯互通(tōng)。

 

由于中國制造業的(de)特殊性,在設備智能化(huà)大(dà)趨勢下(xià),設備數字化(huà)、智能化(huà)、網絡化(huà)升級之間并非“按部就班”,而是交叉進行,互相滲透與融合。


02
設備智能化(huà)升級的(de)關鍵與挑戰


設備智能化(huà)是打通(tōng)數字工廠、智能工廠的(de)第一步,但其在諸多(duō)應用(yòng)場(chǎng)景中仍無法有效實現,研華(中國)工業物(wù)聯網事業群産品經理(lǐ)王逸民認爲,這(zhè)其中存在三大(dà)難點亟待突破:第一是不同廠家之間的(de)兼容問題,在一些大(dà)型設備或項目中需要接很多(duō)外設,有時(shí)設備集成商無法選擇所接設備的(de)接口類型,導緻控制方案複雜(zá)且穩定性降低;第二個(gè)則是需要一個(gè)開放且标準的(de)生态體系,可(kě)以兼容更多(duō)軟件同時(shí)保證處理(lǐ)性能和(hé)編程方式的(de)一緻性;第三個(gè)則是越來(lái)越多(duō)的(de)項目,既需要IT的(de)數據處理(lǐ)能力,又需要OT穩定實時(shí)的(de)高(gāo)精度加工的(de)功能,同時(shí)可(kě)能需要整合運動控制、機器視覺、機器人(rén)等功能。

 

研華工業物(wù)聯網事業群業務發展總監李國忠強調,研華智能設備制造事業部成立十幾年以來(lái),依靠研華科技重要的(de)PC-Based架構進行發展,在PC架構上自主發展了(le)設備行業客戶最需要的(de)運動控制、機器視覺與I/O數據采集,并有行業相關應用(yòng)的(de)豐富積累,産品線包括:運動控制卡、PAC控制器、一體化(huà)控制器、數據采集卡、視覺采集卡及工業相機…等,其中對(duì)SI客戶最重要的(de)是運動控制及視覺的(de)開發庫及二次開發軟件平台,後期也(yě)結合了(le)具體設備端監控Mi.APP及連接研華WISE-PaaS工業雲平台的(de)功能,爲設備自動化(huà)邁向設備智能化(huà)的(de)路徑,鋪好了(le)堅實的(de)路基。

 

由3C電子自動化(huà)設備行業專家,跨足新能源汽車裝備行業,博衆精工科技股份有限公司啓動由自動化(huà)到數字化(huà)、智能化(huà)的(de)升級轉型。下(xià)屬的(de)智能工業研究中心總監劉和(hé),從新能源智能裝備角度出發,指出目前設備智能化(huà)已成爲終端用(yòng)戶的(de)迫切需求。在博衆新能源電機總裝數字化(huà)生産線中,已實現了(le)生産過程全程監控、數據實時(shí)采集上傳、自動生産工業流程卡,其廣泛适用(yòng)于商用(yòng)車和(hé)乘用(yòng)車電機裝配工藝。此外,在充換電運營管理(lǐ)整體解決方案中,除硬件智能化(huà)外,博衆還(hái)建立了(le)一套完善的(de)管理(lǐ)系統,提供7*24小時(shí)可(kě)靠的(de)監控與運維保障,網絡全覆蓋,手機端也(yě)可(kě)進行業務查詢,提供客戶業主全價值鏈的(de)自動化(huà)/數字化(huà)/智能化(huà)完整解決方案服務。

 

由販賣數控金屬加工設備進化(huà)到提供設備智能化(huà)運維加值服務的(de)行業專家--江蘇亞威智能系統有限公司副總經理(lǐ)黎興寶表示,目前亞威股份在全國建立銷售服務網絡,及時(shí)解決客戶設備故障;但仍存在服務時(shí)效性低、服務效率不高(gāo)、疑難問題難以解決等弊端,随著(zhe)物(wù)聯網以及設備智能化(huà)技術的(de)不斷發展,客戶對(duì)設備健康保障服務提出了(le)更高(gāo)的(de)要求。

 

基于研華WISE-PaaS 4.0平台,亞威股份推出了(le)機床遠(yuǎn)程運維服務系統,旨在爲客戶提供設備遠(yuǎn)程診斷、維護、升級以及設備狀态信息網絡化(huà)推送的(de)增值服務,功能涵蓋設備狀态在線監測、日常維護、故障預警、遠(yuǎn)程診斷、在線報修、配件交易等。通(tōng)過遠(yuǎn)程運維技術的(de)應用(yòng),企業服務效率提升35%,服務成本降低20%。同時(shí)在保證客戶機床高(gāo)效率(平均效率提升約15%)運行的(de)情況下(xià),爲客戶平均節省維修成本約3000元/台/年。


在點膠機發展方向上,現代電子制造工藝的(de)叠代和(hé)市場(chǎng)不斷強化(huà)的(de)需求推動著(zhe)點膠設備的(de)發展。自動化(huà)點膠設備朝著(zhe)高(gāo)速高(gāo)精度方向提升,專注點膠設備運動控制技術的(de)研發,并融合設備的(de)智能化(huà)控制。高(gāo)速點膠機的(de)行業技術巨頭--深圳市軸心自控技術有限公司電氣總監吳桂遠(yuǎn)指出智能化(huà)不僅僅是點膠機的(de)發展方向,也(yě)是整個(gè)電子制造設備領域,工廠自動化(huà)的(de)發展趨勢。小細節上産品的(de)點膠路徑優化(huà)和(hé)生成,大(dà)數據上做(zuò)到設備點膠工藝的(de)信息化(huà),例如MES系統的(de)建設。針對(duì)設備越來(lái)越多(duō)地要求具有遠(yuǎn)程故障監測和(hé)診斷功能。

 

事實上,在廠商設備智能化(huà)升級轉型過程中,始終有一系列的(de)問題将企業攔在半路上,例如企業該如何推進數字化(huà)、智能化(huà)、網絡化(huà),從哪個(gè)節點開始入手,在ROI敏感的(de)前提下(xià)如何選擇優先部分(fēn)進行,這(zhè)些問題企業一旦跨過了(le)就能享受設備智能化(huà)的(de)紅利,跨不過則倒在了(le)前進的(de)路上。 

 

爲幫助企業建立一套行之有效的(de)設備智能化(huà)升級“方法論”,研華攜手中科院甯波材料所所屬先進制造技術研究所、博衆精工、亞威股份、軸心自控等企業及單位于12月(yuè)3日舉行智能裝備聯網産業線上論壇,立足設備智能化(huà)大(dà)趨勢,串點成線、由線及面,從底層設備的(de)智能化(huà)改造到柔性産線升級而後擴大(dà)到整個(gè)智能工廠的(de)建設,詳細分(fēn)析設備智能化(huà)升級的(de)關鍵與挑戰。