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【原創】利元亨杜義賢:數字化工廠實踐
利元亨| 智能工廠 2019-06-27 14:52:51 閱讀:1183
摘要杜義賢表示,數字化工廠是由數字化模型、方法和工具構成的綜合網絡,通過連續的沒有中斷的數據管理集成一起,最終要實現的是所有生產過程可視化、數字化呈現。他特別強調,數字工廠并不等于無人工廠。

【文/廖文清】“企業智能化要經歷計算機化連接可視透明預測和自適應六個發展階段,然而,目前面臨著五大問題和挑戰:一、自動化設備覆蓋率低;二、裝配環節基本靠手工;三、質檢過程缺乏先進手段;四、信息化建設存在斷層,車間管理成為“黑匣子”;五、供應鏈各相關環節信息“孤島”。”在2019年6月13日-6月14日由勃肯特冠名的“2019(第二屆)高工機器人集成商大會暨十佳集成商頒獎典禮”上,廣東利元亨智能裝備股份有限公司研究院院長杜義賢就數字化工廠實踐作了主題發言。

杜義賢表示,數字化工廠是由數字化模型、方法和工具構成的綜合網絡,通過連續的沒有中斷的數據管理集成一起最終要實現的是所有生產過程可視、數字呈現。他特別強調,數字工廠并不等于無人工廠。

數字化工廠是一個復雜的系統,又沒有統一明確標準的定義,需要結合行業、企業自身進行定制實施;而綜合性工作開展面臨著風險和較大投入,如何構建一個符合企業自身的數字化工廠,是否可以提前虛擬體驗?在數字化的落地實踐中,利元亨有哪些先進的技術和經驗分享?

數字化是智能工廠的基礎

“數字化是智能化的基礎。”杜義賢說。

在杜義賢看來,真正的智能是從預測開始,下一步會產生什么問題,數據背后會產生什么問題,真正做到智能化的要求是一個系統可以自動應對發生的問題。然而,目前大部分的企業在智能化的布局中都還處于計算機化的階段,數據還在收集的過程中,并未涉及到分析數據產生的原因和這些數據可以給我們帶來什么。

在數字化工廠的推進過程中,基礎條件是精益生產成熟度、流程成熟度、管理運營及IT水準,戰略以及頂層規劃設計。從自動化產線到自動化車間再到智能工廠,經歷精益化、自動化、數字化、智能化層層推進,從而實現全面高端制造。

數字化落地實踐

杜義賢首先介紹了利元亨在數字化工廠方面的實踐之一,即2D工程仿真運作,采用2D工廠布局,導入仿真計算軟件,并設定運作數據和物流,進行工廠布局驗算推算人員安排、物流流暢性、設備使用率、AGV需求量等工廠運作數據。

在2D 工廠仿真運作中,關鍵技術點包括:1、多系統聯合調度:集成AGV/WMS/WCS/產線系統等,如何模擬集成這些生產系統,并快速運作推算生產數據;2、人員與設備運作推算:工廠的運作由多個工站組成,如何處理各工站的故障率、生產節拍需要使用大數據推算,而不是簡單的串聯或并聯計算可以得到符合實際;3、綜合性IE規劃:仿真人員需要具備生產管理、場地規劃、各系統應用等技術才可以較為真實錄入所需參數,使得仿真結果更加逼近真實運作;

杜義賢認為,整個系統要調動起來,包括AGV、WMS系統和WCS系統,需要工廠級的信息和調動能力,需要有大量的工業實際基礎和信息庫的支持以及IE的思考。

基于2D工廠仿真運作,利元亨還建立了3D工廠的仿真運作,從更細節的方式提供工廠的設計,在這個平臺上,能夠呈現出關于未來數字工廠的模型,包括自動組裝的區域、檢測區域的布置,來料的過程和人工的安排,都是一目了然。

 3D工廠仿真最重要關鍵技術有三點:1.快速建模:單機3D模型少則100多個零部件,多則上千個零部件,整個工廠建模工作量巨大,如何快速建模成為是否可以體現工廠模型的關鍵技術之一;2.模型簡化:單機3D模型存儲容量小則500M,大則超過1G,整個工廠模型如生搬硬套的對接搭建,將會導致整個模式存儲容量巨大,對于軟件和硬件要求極高;3.快速定義:整個工廠的涉及成百上千的信號驅動,如何讓工廠按照預定的生產規則仿真運行起來。

 

利元亨擁有企業云—設計庫,產品涉及多個領域,有豐富機構案例庫,快速構建前期方案模型,提高建模速度;并且還有專職模擬快速處理軟件開發團隊20人,將100G模型壓縮至1G,壓縮100倍,標準隊伍28人,開發多個快速模型定義軟件。

“我們企業設計庫叫利元亨云,搭建三維模型庫非常快,跟搭積木一樣,另外我們有專業的技術團隊,有壓縮的模擬仿真軟件。”杜義賢如是說。

在3D工廠仿真的基礎上,利元亨進一步進行產線布局。在整個產線中,物流和工位節拍是最為重要部分,也是利元亨一直關注的部分。據悉,利元亨收集一千多萬條生產數據,建立了參數計算平臺,節拍計算準確度精度可達95%,并自動生產節拍表。

杜義賢指出,產線仿真運作關鍵技術點:1.物料流程仿真:模擬整個物料流轉過程,實現生產過程實時分析;2.工位節拍精度:多個運動部件關聯,驗證產線生產節拍是否符合要求;3.多設備銜接驗證:產線設備多物流銜接,合理分配各機臺的產能節拍、故障率等分析。這其中還涉及到設備元器件多樣化控制方式多樣化多系統交互

在車間漫游模式下,通過人機交互的方式點擊虛擬設備按鈕,可以進入自動化設備數字同步階段。

在數字化同步上,利元亨數字孿生技術真正做到了虛實同步、數據同步和模擬換型:將3D模型與真實設備連接,實現3D模型跟隨真實模式運動,解決環境限制問題,提高設備運作過程可視化;設備運作過程產生的數據在3D模型上直觀的展示出來,以便于維護人員快速定位和判定設備問題,如設備報警;將新產品的換型參數導入3D模型,模型根據換型參數離線模擬設備動作過程,降低新產品換型錯誤導致損壞產品、設備碰撞等異常的發生。

現場, 利元亨還展示了其數字孿生技術演示平臺,該平臺集成了云技術、移動app應用、邊緣計算、機器視覺識別等關鍵技術,實現了讓客戶可以使用移動設備遠程下達需求訂單,設備可以根據訂單進行個性化產品生產,同時在移動端實施展示設備實際運行情況,讓客戶可以遠程查看定制產品整個實際生產過程,了解產品生產情況和進度。

在設備同步之后,利元亨建立了園區的數字化服務,實現了數字化車間的同步,園區發生的事情可通過3D模型進行展示。

在底層,利元亨做了一個數字化采集系統,該系統有幾個特色:1、數據追溯可靠:提供殼訴回溯追蹤,原料、工序、設備、設計等可能不良原因的追溯查詢;2、生產調度:集成RGV的生產調度功能;3、功能豐富:包含實時監控、生產數據分析、報警統計分析等十余項功能;4、數據傳輸采集高效:兼容主流PLC通訊接口,穩定高效率采集數據;5、安全可靠:通過指紋(人臉)識別操作人員的權限,并記錄其操作設備內容;6、系統兼容性高:集成對接MES/制程排產/遠程運維等生產管理系統接口。

依托于掌握了集成智能方案所涉及的多個領域通用平臺技術,如工業機器人的多種應用、視覺應用、智能控制、信息系統、光學檢測、激光焊接等技術優勢,利元亨專門為新能源、汽車部件、精密電子、軌道交通、安防行業提供數字化、自動化、智能化整體工廠解決方案。


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