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·技术支持分类 ·智能工厂:自动化制造业的未来
常见问题

  

 

“工业4.0”是德国政府提出的高科技战略计划,旨在提升制造业的智能化水平,建立具有适应性、资源效率及人因工程学的智能工厂(或称智慧工厂)。智能工厂作为“工业4.0”项目的三大主题之首,着重研究智能化生产系统及过程,以及网络化分布式生产设施的实现。

 

“智能工厂”的概念最早由美国罗克韦尔自动化有限公司CEO奇思·诺斯布希于2009年提出,其核心是工业化和信息化的高度融合。智能工厂是在数字化工厂的基础上,利用物联网的技术和设备监控技术加强信息管理和服务。未来,将通过大数据与分析平台,将云计算中由大型工业机器产生的数据转化为实时信息(云端智能工厂),并结合绿色智能的手段和智能系统等新兴技术,构建一个高效节能的、绿色环保的、环境舒适的人性化工厂。

 

 

智能工厂到底有多智能?

    智能工厂通过“信息物理系统(Cyber-Physical System简称CPS)”来建立一个完整的网路系统,这当中包括了相互连结的智能机械、仓储系统及高效的产品设备等,这些设备可以独立自主的运作,或者互相交换讯息、互相控制,并且以嵌入式系统来监测生产环境。当指令经过CPS系统时,纵向需要经过工厂和公司的商业流程,横向则连接了可以实时管理的衍生价值体系,这两方面共同构建了嵌入式制造的系统网络。从生产机台的运动控制到整体工厂运作无不讲究智能,未来的工厂工人,将不再只是单调地操作机器,而是将自己的经验储存到系统中,更加智能地与生产机器沟通互动。

 

 智能工厂的三个特质:   

可视化、监管全方位、绿色化

目前智能工厂概念仍众说纷纭,其基本特征主要有制程管控可视化、系统监管全方位及制造绿色化三个层面。

 

制程管控可视化

   

   由于智能工厂高度的整合性,在产品制程上,包括原料管控及流程,均可直接实时展示于控制者眼前,此外,系统机具的状况亦可实时掌握,减少因系统故障造成偏差。而制程中的相关数据均可保留在数据库中,让管理者得以有完整信息进行后续规划,也可以依生产线系统的现况规划机具的维护。

系统监管全方位

   

   通过物联网概念、以传感器做链接使制造设备具有感知能力,系统可进行识别、分析、推理、决策以及控制,这类制造装备,可以说是先进制造技术、信息技术和智能技术的深度结合。从订单开始,到产品制造完成、入库的生产制程信息,都可以在数据厍中一目了然,在遇到制程异常的状况,控制者亦可更为迅速地作出反应,以促进更有效的工厂运转与生产。

制造绿色化

   

   除了在制造上利用环保材料、留意污染等问题之外,需与上下游厂商间从资源、材料、设计、制造、废弃物回收到再利用处理等方面形成绿色产品生命周期管理的循环,协助上下游厂商与客户之间共同创造符合环保的绿色产品。

 

 

建设智能工厂需要哪些基础技术?

  智能工厂的建设主要基于以下三大基础技术。

 

无线感测器

  无线感测器将是实现智能工厂的重要利器。仪器仪表的智慧化,主要是以微处理器和人工智能技术的发展与应用为主,包括运用神经网路、遗传演算法等智慧技术,使仪器仪表实现高速、高效、多功能、高机动灵活等性能,如专家控制系统(Expert Control System,ECS)、模块逻辑控制器(FLC—Fuzzy Logic Controller)等都成为智能工厂相关技术的关注焦点。

 

 

控制系统网络化(云端智能工厂)

   在工业自动化领域,随着应用和服务向云端运算转移,资料和运算位置的主要模式都已改变,云端运算将可提供更完整的系统和服务。一旦完成连线,体系结构、控制方法以及人机协作方法等制造规则,都会因为控制系统网络化而产生变化。此外,由于影像、语音信号等大数据高速率传输对网络带宽的要求,对控制系统网络化,更构成严厉的挑战,而且网络上传递的资讯的多样化都要靠控制系统的智慧能力,进行适当的判断才能得以实现。

 

工业通信无线化

   工业无线网络技术通过支持设备间的交互与物联,提供低成本、高可靠、高灵活的新一代制造信息系统和环境。随着无线技术日益普及,各家供应商正在提供一系列软硬体技术,协助在产品中增加通信功能。这些技术支援的通信标准包括蓝牙、Wi-Fi、GPS、LTE以及WiMax。

 

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