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        智能機床柔性生產 大數據技術成為新據點
         
        每一次科技革命都會給工業制造帶來巨大的顛覆,從蒸汽機的出現到電力化時代,無數的協助提高生產力的機器不斷涌現,從單一的生產設備到半自動化制造再而發展到全自動化無人作業,越來越先進的自動化機器逐步解放了人力勞動。 

            過去的制造業逼于成本而不得不大規模生產產品,稍有不慎就會陷入產能過剩的危機,甚至落下倒閉跑路的結果,而全自動化生產帶來了高效率低成本的制造,未來工廠聯網后將進入定制化生產時代,這也就是時下唱得正熱的“工業4.0”--互聯網制造。 

            “工業4.0”最早由德國政府提出,重點研究智能化生產系統及過程,以及網絡化分布式生產設施的實現,涉及整個企業的生產物流管理、人機互動以及3D技術在工業生產過程中的應用等。目前多國政府已經意識到互聯制造的重要性并紛紛出臺政策大力扶持相關產業,中德雙方針對“工業4.0”簽署了《中德合作行動綱要》,我國將研究出臺互聯網與工業融合創新指導意見,將互聯網技術融入到工業領域更大的機器設備中,制造業很快就會進入工業4.0時代! 

            為了幫助業內人士更好地了解認識“工業4.0”概念及其對自動化行業帶來的機遇挑戰,本站收集多方資料編制了《工業4.0時代:自動化的機遇》專題。自動化技術為生產制造業服務而生,多年來幫助工廠提升生產力,減輕制造成本做出巨大的貢獻,現在“工業4.0”的出現又將會帶來哪些機遇? 

            工業4.0時代又可以叫做智能制造時代、工業互聯時代、大數據時代,它通過通訊技術、虛擬實現技術、和現實工廠、機器設備相結合,實現制造業的智能化轉變。 

        智能機床柔性生產 

            新一代智能機床可以與互聯網連接,能夠監控,診斷和修正在生產過程中的錯誤,智能機床還能計算出所使用的切削刀具,主軸,軸承和導軌的剩余壽命,讓使用者清楚其剩余使用時間和替換時間。2014年沈陽機床集團發布了i5系列智能機床,這臺機床的神奇之處在于,無論管理人員在辦公室還是外地出差,手持平板電腦,指尖輕輕滑動,就可以將一條條指令通過無線互聯網絡,傳達給正在車間里忙碌的i5智能機床。 

            i5數控系統的技術開發,不僅攻克了數字伺服驅動技術、實時數字總線技術等運動控制領域的核心底層技術,同時融合了移動互聯、大數據中心等時尚技術,使得特征編程、加工仿真、實時監控、智能診斷、遠程控制等網絡智能制造以及工廠分布式、分級式布局得以實現。據初步測算,目前僅憑i5系列等智能機床每年的銷量將達到4000至5000臺/套,從而為沈陽機床帶來10億元至15億元的營業收入。 

            隨著機器人技術的發展,越來越多的機床商把機器人引入到機床產業中,結合機床形成新一代先進的高效制造設備。目前機器人與機床的結構關系分為機器人安裝于機床外部和與機床構成一體兩種形式,與機床共同完成加工工藝過程,組成柔性生產線。 

            1月17號,國內首個ARSMA機器人智能感知加工系統正式發布,該系統還具備離線編程系統和高頻振動輔助加工系統,同時擁有了視覺、力覺,能為機器人加工參數在線調整提供感知信息。這項世界尖端技術填補了我國機器人在大型復雜曲面加工以及對難加工材料進行加工等領域的空白。智能機床正在成來機床業發展的新方向,隨著技術的突破,互聯網定制造化時代也將越來越接近。 

        數字化技術實現虛擬制造 

            數字化制造是通過計算機輔助設計,計算機輔助制造,計算機集成制造系統、產品數據庫管理等系統,對產品的設計到生產制造全過程進行監控管理,制造商可利用數字化制造系統對整個生產線進行三維仿真、分析,從而有效降低制造成本。隨著智能制造的出現,未來工業制造中將會通過先進的數字化技術,實現供貨合同、設計、生產、試驗、儲運等問題,都可以一并解決。 

            數字化制造的實現過程可以分為四大步驟,首先,要建立企業網和工程數據庫初步實現CAD、CAPP、CAM功能;第二,進行信息集成,推行PDM技術,特征建模技術,形成CAD、CAPP、CAM的集成系統;第三,在設計、工藝、制造部門建立統一的產品模型。初步實現并行工程,進一步將MIS、MRPII與CAD/CAM系統進行集成,實現整個企業內部的信息集成,全面實現并行工程;第四,在上述工作的基礎上,對企業內的生產、經營等多方面的活動進行建模、仿真,實現虛擬制造。 

            目前這項技術已經應用到汽車制造業中,借助虛擬現實技術建立的3維汽車模型,可顯示汽車的懸掛、底盤、內飾直至每一個焊接點,設計者可確定每個部件的質量,了解各個部件的運行性能。這種三維模型準確性很高,汽車制造商可按得到的計算機數據直接進行大規模生產。 
        像美國通用、福特汽車公司都已經在應用這項技術,在福特汽車公司中產品設計師運用虛擬現實軟件可以看到虛擬汽車車門及發動機罩的鉸接,可以設想在駕駛室的座位上來解決人機工程和視野問題。也可以觀察到汽車在鄉村公路上奔跑的情景。同時,動力系統的工程師借助更換一個虛擬機油濾清器來模擬發動機的維護。

        機器人邁向智能制造 

            隨著人力成本的不斷上漲,越來越多的制造商開始考慮采用機器人等自動化設備來解決用工難的問題。近日,全球最大汽車電動工廠與杜爾公司簽訂了史上最大的機器人采購訂單--100臺噴漆機器人、48臺開門/蓋機器人和26臺密封機器人。 

            過去廉價的勞動力成就了“世界工廠”的地位,而今天這種優勢中國已經不復存在,“機器換人”一觸即發,巨大的需求讓中國成為了全球最大的機器人市場。機器人是智能工廠形成過程的必要產物,中國要從“制造大國”向“制造強國”轉型,就必需引入先進自動化,邁向智能制造。 

            近年來,中國政府對“機器換人”大力扶持,各地紛紛建設機器人產業園,數十家上市公司通過并購形式進入機器人行業,目前大大少少的機器人企業已經有四千多家,在中國市場機器人將開始進入激烈的競爭階段。近日《深圳市機器人產業發展白皮書(征求意見稿)》發布,據統計2014年深圳機器人企業已達237家,產業總產值480億元,其中85%以上的產值來自工業機器人企業。 

            雖然目前中國的機器人大部份市場由國外幾家世頭占據,但以新松、埃夫特、廣州數控為代表的國內機器人企業,在汽車制造、焊接等高端領域也開始嶄露頭角。工信部近日印發了《原材料工業兩化深度融合推進計劃(2015-2018年)》提出,培育打造15-20家標桿智能工廠,關鍵工藝流程數控化率超過80%,先進過程控制投用率超過60%。計劃表示,鼓勵機器人研發單位和原材料企業共同合作,開發應用一批專用工業機器人,到2018年累計新增機器人應用5000臺。 

        大數據技術成為新據點 

            大數據分析廣泛應用在電子商務、互聯網信息領域,并產生了巨大的商業效益,目前也已經引起了世界各國的高度重視。大數據將是創新、競爭和生產力的下一個領域。 

            所謂工業大數據是指在工業領域信息化應用中所產生的大數據,隨著兩化融合的推進,工業中的條形碼、二維碼、RFID、工業傳感器、工業自動控制系統、工業物聯網、自動化軟件等形成巨大的數據。在工業生產中通過采集和處理工廠設備所產生的巨大數據,進行分析,管理優化,將會大大提升制造業的效能。 

            工業大數據技術將會給全球工業帶來深刻的變革,工業企業帶來了更快的速度、更高的效率和更高的洞察力。工業大數據的典型應用包括產品創新、產品故障診斷與預測、工業生產線物聯網分析、工業企業供應鏈優化和產品精準營銷等各個方面。 

            大數據是信息產業發展的必然趨勢,也是我國兩化融合的結果,通過大數據技術可以大幅提升生產效率,降低制造過程的成本,為未來高效先進制造打開堅實的基礎。
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