智能工廠與自動(dòng)化一樣嗎
中國(guó)將智能裝備制造業(yè)提升到國(guó)家戰(zhàn)略水平，大力發(fā)展智能設(shè)備產(chǎn)業(yè)，對(duì)加快制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、提高生產(chǎn)效率、技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量、降低能源資源消耗、實(shí)現(xiàn)制造過(guò)程智能綠色發(fā)展具有重要意義，那智能裝備制造業(yè)出來(lái)的智能工廠與自動(dòng)化一樣嗎？
智能工廠可以分為三個(gè)層次，一層是以自動(dòng)化及控制為主的設(shè)備層解決方案，導(dǎo)入的應(yīng)用為CNC數(shù)控設(shè)備，以及PLC、I／O、觸摸板及運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品為主；二層為人機(jī)界面和監(jiān)控系統(tǒng)，導(dǎo)入的應(yīng)用包括HMI／SCADA、整合監(jiān)控廠務(wù)設(shè)備、收集實(shí)時(shí)及歷史數(shù)據(jù)及整合分析效能與節(jié)能控制；三層為生產(chǎn)管理解決方案，導(dǎo)入的應(yīng)用為MES／EMI，提供生產(chǎn)線工單、投料、備料全自動(dòng)信息。
智能工廠可分為自動(dòng)化和控制設(shè)備層解決方案三個(gè)層次，導(dǎo)入應(yīng)用CNC以及數(shù)控設(shè)備PLC、I／O、主要是觸摸板和運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品；二層是人機(jī)界面和監(jiān)控系統(tǒng)，導(dǎo)入的應(yīng)用包括HMI／SCADA、整合監(jiān)控工廠設(shè)備，收集實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)，整合分析效率和節(jié)能控制；三層是生產(chǎn)管理解決方案，介紹應(yīng)用MES／EMI，提供生產(chǎn)線工單、投料、備料全自動(dòng)信息。
如果從軟件解決方案的角度出發(fā)，上層是實(shí)時(shí)信息入口網(wǎng)站，然后是智能工廠性能分析和生產(chǎn)實(shí)施、綜合質(zhì)量管理、資產(chǎn)管理、工廠數(shù)據(jù)庫(kù)、圖形監(jiān)控設(shè)備和底層編輯控制，可根據(jù)需要建立這些操作平臺(tái)。
顯而易見(jiàn) 導(dǎo)入智能工廠應(yīng)用可以帶來(lái)的好處。LED以燈具生產(chǎn)線為例，每個(gè)燈具生產(chǎn)線LED燈具有幾十個(gè)過(guò)程，每個(gè)過(guò)程都應(yīng)該分配得很好。為了追求生產(chǎn)速度，可能需要20多人來(lái)組裝，但在引入自動(dòng)化生產(chǎn)線后，一個(gè)可以在7秒內(nèi)完成LED三個(gè)人只需要燈。
但自動(dòng)化引入后，生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)也應(yīng)重新設(shè)計(jì)上述LED以燈具為例，智能工廠將生產(chǎn)線制成ㄇ字體類型，因?yàn)橐紤]智能工廠的現(xiàn)場(chǎng)空間，以及倉(cāng)庫(kù)的位置，如何進(jìn)出料，如何維護(hù)等，才能設(shè)計(jì)出符合實(shí)際需要的生產(chǎn)線形狀。
接下來(lái)是進(jìn)入SCADA，也就是Supervisory Control And Data Acquisition，所有具有系統(tǒng)監(jiān)控和數(shù)據(jù)捕獲功能的平臺(tái)都應(yīng)配備相應(yīng)的軟硬件，稱為SCADA。
設(shè)置SCADA其目的是通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備提供系統(tǒng)設(shè)備的整體監(jiān)控、控制、自動(dòng)定時(shí)記錄、打印和查詢，并提供設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)。智能工廠可以建立長(zhǎng)期的設(shè)備維護(hù)數(shù)據(jù)，有效利用人力資源的維護(hù)，提高設(shè)備的維護(hù)質(zhì)量和運(yùn)行效率。SCADA可滿足電力監(jiān)控系統(tǒng)、空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)、消防監(jiān)控系統(tǒng)、門禁監(jiān)控系統(tǒng)、工藝監(jiān)控系統(tǒng)等各種系統(tǒng)設(shè)備。
另一個(gè)與智能工廠應(yīng)用相關(guān)的項(xiàng)目是圖形控制系統(tǒng)。專家指出，圖形控制接口成功，必須首先了解人與設(shè)備之間的接口，實(shí)際上存在于控制設(shè)備與屏幕圖形之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，設(shè)備、傳感器或控制器的現(xiàn)實(shí)世界，進(jìn)入計(jì)算機(jī)屏幕對(duì)象，能夠完全對(duì)應(yīng)，工程師需要一點(diǎn)審美培養(yǎng)，呈現(xiàn)接近現(xiàn)實(shí)世界，讓控制器通過(guò)屏幕圖形顯示設(shè)備運(yùn)行和通過(guò)屏幕控制設(shè)備運(yùn)行。
一套完整的監(jiān)控系統(tǒng)需要多個(gè)組件。以工藝設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)為例，工藝設(shè)備應(yīng)配備感知和制動(dòng)裝置，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)。控制系統(tǒng)至少應(yīng)具有顯示、記錄、調(diào)整和啟動(dòng)功能，操作人員應(yīng)根據(jù)前臺(tái)后傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行處理。因此，當(dāng)所有數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺(tái)時(shí)，必須妥善處理。如果70%的警告可能只是誤報(bào)，監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該有能力做出判斷。
除了前述的系統(tǒng)平臺(tái)外，硬件架構(gòu)也需要妥善考慮，才能建構(gòu)出智能工廠。首先是聯(lián)機(jī)的基本需求，通信協(xié)議應(yīng)該要盡量選擇市場(chǎng)現(xiàn)有的，盡量減少自行開(kāi)發(fā)，以免設(shè)備之間的聯(lián)機(jī)產(chǎn)生問(wèn)題。
二是選擇儀控設(shè)施。目前的儀控設(shè)施界面非常多樣化，除了流行的Ethernet外，過(guò)去的RS232/422/485仍在使用中。事實(shí)上，智能工廠并不一定是非Ethernet不，由于考慮到施工成本，過(guò)去的投資不必放棄，但不同的儀器控制設(shè)施接口會(huì)影響通信線路的配置，包括設(shè)備、距離、速度和成本。工廠在引入解決方案時(shí)，應(yīng)制定選擇計(jì)劃。
在計(jì)算機(jī)設(shè)備的選擇方面，應(yīng)充分考慮在線計(jì)算機(jī)的數(shù)量和配置、工作環(huán)境、計(jì)算機(jī)規(guī)格和外圍設(shè)備。專家認(rèn)為，選擇的關(guān)鍵完全取決于系統(tǒng)的容忍度，服務(wù)器必須使用服務(wù)器，不要選擇更便宜的計(jì)算機(jī)設(shè)備，因?yàn)橐坏┻x擇錯(cuò)誤，導(dǎo)致設(shè)備經(jīng)常故障或機(jī)器，維護(hù)成本可能不劃算。
對(duì)于監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的考慮，應(yīng)考慮的項(xiàng)目包括工作站的任務(wù)分配、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)流量控制和網(wǎng)絡(luò)安全考慮。在架構(gòu)規(guī)劃中，可以考慮控制責(zé)任區(qū)分、人機(jī)接口規(guī)劃和網(wǎng)絡(luò)功能協(xié)調(diào)。
以控制責(zé)任為例，可分為控制器和圖形控制計(jì)算機(jī)。前者注重實(shí)時(shí)性和高可靠性，適用于低級(jí)邏輯/模擬控制，后者需要強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和高級(jí)控制。每個(gè)交換器安裝多少個(gè)控制器取決于速度要求。
人機(jī)界面規(guī)劃，必須引入工程概念，無(wú)論使用習(xí)慣還是圖形尺寸，都能滿足旋鈕方向、尺寸、顏色等使用習(xí)慣和現(xiàn)場(chǎng)條件，滿足直覺(jué)、簡(jiǎn)單、錯(cuò)誤要求，其他項(xiàng)目如操作過(guò)程、顯示和安全控制，也應(yīng)符合用戶習(xí)慣。
至于網(wǎng)絡(luò)功能的配合，建議配合已廣泛使用的。Windows內(nèi)建網(wǎng)絡(luò)功能，采用高效率TCP／IP層對(duì)層通信模式，讓多臺(tái)計(jì)算機(jī)相互監(jiān)控，達(dá)到資源共享和備份的目的。
因?yàn)槊媾R前述問(wèn)題，管理者須要做出對(duì)應(yīng)策略，碰到各種問(wèn)題時(shí)，要靠 MES 只知道為什么，如何改進(jìn)，如果收到緊急訂單，如果信息可以整合，你可以知道相關(guān)材料是否足夠，并判斷是否可以在短時(shí)間內(nèi)承擔(dān)訂單。
由于對(duì)節(jié)能減碳的需求日益增加，智能節(jié)能系統(tǒng)已成為智能工廠常見(jiàn)的進(jìn)口項(xiàng)目。以能源管理系統(tǒng)為例，從收集量測(cè)量、監(jiān)控分析、控制管理到節(jié)能，實(shí)際上需要嘗試整合電力照明監(jiān)控、空調(diào)監(jiān)控、停車管理等獨(dú)立系統(tǒng)，以達(dá)到節(jié)能、減碳、減費(fèi)的目的。
睦祥股份，14年專注智能裝備研發(fā)制造商，擁有30+研發(fā)工程師，50+專利技術(shù)，1000+案例實(shí)力驗(yàn)證。聚焦“新能源產(chǎn)線， 汽車產(chǎn)線，消費(fèi)電子組裝測(cè)試線，醫(yī)療產(chǎn)品自動(dòng)化流水線”，以制造高于客戶期望值的智能裝備為使命。