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自动化企业数字化生产方案概念一览

2019-07-19 10:53编辑:admin人气:


  我国传统制造业加快进行数字化智能化技术改造提升十分迫切。通过改造升级,提升制造工艺和产品生产。智能制造技术本身就将使制造过程的物流、信息流、资金流高效协调,大大提高制造的效率和效益,减少资源消耗,降低对环境的不良影响。不少自动化厂商在全厂智能化生产方面提出了各自的思路以及方案集成。各家有各自所长以及自身的特色。

  西门子与全集成驱动系统

  西门子股份公司管理委员会成员兼西门子工业业务领域首席执行官鲁思沃博士在汉诺威工业博览会上发言时认为:要实现工业4.0,创新的工业信息技术及软件在此发挥了决定性的作用,这样使产品开发和生产得以集成和协同,为全面优化产品开发和生产过程创造条件。西门子已为实现这一目标奠定了扎实的基础。西门子公司凭借全集成自动化(TIA)和数字化企业平台,长久以来占据着信息技术集成领域的领导地位。在今年的汉诺威工业博览会上,西门子展示了融合规划、工程和生产工艺以及相关机电系统的全面解决方案。西门子展台突出展示西门子的最新技术成就,包括创新性的工程软件平台TIA博途V12、新一代控制器SimaticS7-1500、针对电气传动应用的全集成驱动系统(IDS)概念,以及以信息技术为基础的服务。

  三菱电机与TCOE理念

  TCOE(TotalCostofOwnershipEngineering)理念是三菱电机就现今企业生产开始追求如何实现提升生产效率、削减企业综合能源成本的大趋势下所提出,引领制造商走进绿色节能工厂,它的核心是整合FA。通过整合,TCOE降低企业的综合成本。横向将整个制造系统的各个设备之间进行整合,纵向将控制系统与信息系统之间做整合。整合的结果不仅可以缩短从设计到投产的整个系统开发的工程周期,而且能提高设备的运行效率,减少停机时间,提高产品合格率,从而降低设备的运行成本和维护保养成本费用。

  该系统理念其中一个亮点是实现能源可视化管理,使得平时容易忽略的浪费和能源使用的不合理等情况一览无遗的呈现出来,不断核查节能效果,结合设备改善和管理,从而达到可持续的节能效果。

  罗克韦尔:从传统制造向智能制造的三部曲

  罗克韦尔自动化致力于通过以下三个方面帮助制造企业完成从传统制造向智能制造的转变。

  一、通过基于EtherNET的工业自动化设备的应用,及单一、IT友好的网络,罗克韦尔自动化可以帮助制造企业建立起工厂/企业级的信息网络;二、通过应用罗克韦尔自动化的建模与仿真等优化方法,以及闭环的敏捷供应链,制造企业可以实现工厂及其供应网络的优化;三、罗克韦尔自动化丰富的制造知识还可以帮助客户将创新设计迅速转换为产品,并减少能源及原材料消耗,实现健康、安全绿色的生产环境。

  Beckhoff与科技自动化

  Beckhoff始终致力于为中国的机器设备制造商提供创新的产品和方案,提出了科技自动化的理念。科技自动化是集成了现代科技最新成果的自动化,是面向科学研究、技术研发和先进制造业的自动化。它将工程科学完美地整合到自动化软件中,突破了传统控制技术的限制。精确、快速的测量技术,先进的控制算法及灵活的应用将控制技术从传统应用领域(如PLC、简单运动控制等)拓展到更广泛的应用领域(如科学研究、技术研发和先进制造业)。

  科技自动化系统的开放性、先进性和实时性特点不仅适用于科学探索的高度个性化和技术创新者对灵活工作方式、开放性平台的需求,同时,能更好地满足先进制造业技术变革和产业升级的需要,用先进的自动化手段提高设备效率和精度,从而提高生产效率和产品质量。

  随着工业自动化市场的快速发展,机器的功能越来越全面,程序越来越复杂,控制周期越来越短,同步的伺服轴不断增加,轴之间的耦合类型也将变得更加复杂。此外,电子凸轮和电子齿轮的应用也将逐步增多。机器运动将更多地采用多维插补技术。未来,只需采用先进的CPU就可轻松满足这些复杂应用对硬件的发展需求。视觉系统、机器人控制和传统控制集成到同一硬件和软件平台。只要拥有足够的CPU处理能力,高级控制算法(如神经网络技术、模糊控制)就可应用于工业控制领域。同时,更先进的智能机器将有自诊断和维护功能,新的人机交互系统(如语音系统)简化设备操作,为最终用户带来更多便利。

  尽管人工智能技术的发展从未间断,但迄今为止,还没有任何智能设备能够超越人脑的智慧。在不久的将来,人类借助多核技术和超强的CPU计算能力将慢慢靠近这一梦想。在工业控制领域,人工智能技术可用于改善工艺操作流程,使人机交互更加频繁,同时故障诊断和排除速度更快,保证了产品质量,提高生产效率。每一个系统组件或设备模块都可被分配到一个CPU核,使高速并行处理成为可能。

  研华:智能制造的4个重点架构

  研华在制造业的产品布局相当深且广,在智能制造也提出了4个重点架构的整体解决方案,包括:底层厂务自动化、工厂能源管理、生产智慧、设备智慧化。

  1.底层厂务自动化

  在底层厂务自动化,研华提出了WebAccessSCADA系统,就功能来看,WebAccess的基础功能包括了图形操作接口、系统状态动态仿真、实时和历史数据趋势曲线显示、警报处理系统、数据撷取与记录、数据分析、报表输出,另外用户可视状况挑选功能模块,组成适合需求的架构。

  企业在生产组织与管理的e化系统主要有3种方式,包括ERP、SCADA/HMI、MES,ERP以物料需求计划或资源计划方式来作生产管理,SCADA为监控生产管理,MES则是将自动化设备连结,并且整合各采撷点的信息,来进行数据分析管理。

  比较SCADA与MES两者系统不同,SCADA在数据撷取与监控的强大效能,终究非MES所能全面取代,而就功能取向来看,MES最主要的作用仍在于管理,在自动化平台的数据流中,SCADA是属于数据提供者,而MES是接受者,SCADA将从底层设备撷取出来的数据,往上送给MES,MES再与其他信息一起汇整,分析出数据意义,提供给管理者,这就形成底层厂务自动化系统。

  2.能源管理智慧化

  工厂能源管理方面,近年来环境议题已成为制造业重视的议题,制造业多已开始透过绿化信息工作环境等方式,以最具经济效益的方式,部署所需之信息系统架构,设法让工厂从代工型态的营运模式,转型为绿色工厂。除了与上下游厂商间进行绿化环保,从资源、材料、设计、制造、废弃物回收到再利用处理,以形成绿色产品生命周期管理的循环,更可透过绿色ICT的加值应用,延伸至绿色供应链的协同管理、绿色制程管理与智慧环境监控等,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。

  研华在工厂能源管理提出了一系列解决方案,其中物联网(InternetofThings;IoT)的导入是整个方案的重点核心概念,研华透过设备端的全面传感器建置,让自动化设备具备智慧能力,可以识别或撷取各种数据,再透过链接设备,将讯息往上传递,让所有设备的能耗得以被充分掌握,进而制定出各种能源政策。

  3.生产智慧化

  至于生产智能化,指的是整合各种生产管理各阶层的硬件整合,透过整合让整个生产过程达到智能化目标,而在整合时接口标准非常重要,研华的软硬件产品都采取市场上的开放性标准,无论是设备的横向连结与垂直整合,都可快速衔接。

  4.设备智慧化

  最后是设备智能化,自动化设备除了原有的控制功能,必须要加入一定程度的功能,才能达到智能化要求,包括产品生命周期管理、安全性、可追踪性与节能技术等,而这些功能的来源,都必须透过生产线传感器的建置,将所产生的讯息设备端延伸到IT数据中心的端对端企业连结架构,因此要达到设备智慧化,研华也导入物联网的概念,让设备具有感知能力,同时配合管理软件,让自动化设备就有自我管理的智能功能。

  物联网是最佳解答

  研华运用4重点,架构出智能制造的整体面貌,我们可以发现,智慧化与自动化最大的差异在于对各类资料的掌握与运用,其中,物联网概念占了相当重要的一部分,研华这几年将物联网视为未来几年打造智能地球的核心概念,因此制造智能化也将由此找到正确解答。

  PlantWeb?是艾默生经过验证的数字工厂架构

  预测智能使整个企业更加智能PlantWeb?是艾默生经过验证的数字工厂架构,通过预测智能功能的使用来改善工厂性能。

  与传统的以DCS为中心的架构相比,PlantWeb不但降低了投资和工程成本,还通过提高生产能力、利用率和质量、降低改造成本以及保已获得的性能来提供更大的运营效益。在用户的报告中,工厂效率通常至少提高2%。

  PlantWeb不只是一种产品或特定的自动化控制系统。它是一个经证实可用于建立数字架构的策略,是通过以下方式构建可优化工厂性能的解决方案的蓝图:

  利用数字智能-当今现场智能技术可为您提供新的信息财富,包括诊断信息,该信息使您可以预测问题并避免问题出现,以免它们影响过程。

  连接您的工厂-开放的通信标准可将整个工厂网络中的设备、系统和应用程序连接起来,确保过程和设备信息随时随地可用。

  控制您的过程-越了解过程和设备,就越容易提高产量并保持顺畅运行。

  优化您的资产-新技术和服务可充分利用架构的信息流来增加正常运行时间、优化性能和减少维护费用。

  与其他自动化架构相比,PlantWeb有哪些不同之处?

  它是唯一一个在数千实践项目中取得成功的数字工厂架构。

  预测智能使您能够检测和避免引发问题的状况。

  它是网状结构,不是集中结构。

  它经过专门设计,可有效收集和管理智能现场设备的信息。

  它在每层架构中均使用标准技术,包括充分利用FOUNDATION现场总线。

  它提供过程控制、资产优化以及与其他工厂和企业系统的集成。

  凭借为您提供指引的PlantWeb策略,艾默生还提供一套行业领先的现场智能设备、系统、软件和服务,帮您打造自己的数字工厂。虽然实施此架构的任何部分都能增加收益,但采用完整的PlantWeb解决方案,您的收益将实现最大化。

(来源:未知)

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