数字化工厂系列|盘点关键技术、常见系统及应用案例

2023-08-23 0 430

数字化工厂系列|盘点关键技术、常见系统及应用案例

什么是互联网化厂房?

互联网化厂房是民营开发工具领域位数有关控制技术同时实现研发设计互联网化、生产准备互联网化、生产锻造互联网化、运营管理组织工作互联网化和营销服务互联网化,即通过应用领域位数有关控制技术提高产品全开发周期互联网化水平,从而提高民营企业经营的可靠性、安全性和经济性。位数厂房没有单一的控制技术或标准。典型的互联网化厂房是两个生态控制系统,各式各样工具、控制技术、业务流程和互联网化控制系统相互融合。位数厂房利用许多常见控制技术和应用软件系统,那些控制技术和应用软件系统经常被提及为数字化结构调整和轻工业4.0/5.0基本概念的一小部分。它包括 IIoT(轻工业物联网)电子设备、大统计数据、电脑、电脑人、其它类型的相连电子设备,以及跨民营企业互联网大部份层的应用应用软件软件系统。任何位数厂房的目的都是尽可能简化、智能化化和强化大部份操作方式业务流程。自然地,大部份位数过程都是由从感应器和电脑到应用应用软件领域程序的各式各样互联网模块搜集的统计报文驱动的。

互联网化厂房的关键控制技术

作为互联网化结构调整基本概念一小部分的多种不同控制技术被应用领域于智能化厂房内,以全力支持使用来自人、机析、轻工业业务流程的自动跟踪,及时解析故障、问题和缺陷的根源,远距民营企业展开业务流程强化和经营决策。云计算从控制技术上看,大统计数据与云计算的关系就像一枚硬币的盖蛛一样密切相关。大统计数据必然无法用DF93的计算机系统展开处理,必须采用分布式系统架构。云计算全力支持快速索引、储存和访问从位数厂房互联网的不同模块搜集的时间序列统计数据,这是推动互联网化结构调整民营企业业务流程的一项更重要的控制技术。人工智慧化(AI)人工智慧化是互联网化结构调整和智能化厂房的另两个基本控制技术基本概念。它使组织能智能化化大部份规律的机械的组织工作业务流程,那些操作方式和日常组织工作业务流程是作为传统轻工业设施的一小部分人工共同组成,能极大释放人力。在智能化锻造控制系统中,人类的部分体力劳动被电脑所替代,计算机系统能模仿人的思维方式,展开条件判断、统计数据挖掘、系统管理组织工作、调度决策等行为。轻工业物联网(IIoT)物联网(IoT)描述了内嵌感应器、应用软件和其它智能化化控制技术的各式各样计算电子设备,那些电子设备允许它相互相连并与内部控制系统互换统计数据。IIoT 是指物联网在轻工业智能化化应用软件系统中的扩展使用:感应器、电脑、电脑人电子设备和其它仪器的生态控制系统通过轻工业串行相连在一起,并与内部和内部应用软件智能化化控制系统互换统计数据。计算机系统程序链计算机系统程序链,就是两个又两个计算机系统程序共同组成的链。每两个计算机系统程序中留存了一定的重要信息,它按照各自产生的时间顺序相连成链。这个链被留存在大部份的伺服器中,只要整个控制系统中有一台伺服器能组织工作,这三条计算机系统程序链就是安全的。计算机系统程序链具有两大核心特点:一是统计数据难以盗用、二是去虚拟化。计算机系统程序链在厂房应用领域的部分主要是在细部管理组织工作、产品全生命追根溯源管理组织工作、电子零件追根溯源至结算智能化化、配件条码追根溯源管理组织工作。增强现实生活(AR)增强现实生活(AR)是一种控制技术,能同时实现位数对象或重要信息与现实生活世界之间的交互,将位数模拟投射到现实生活世界的背景中。在互联网化厂房中,AR应用领域能有多种不同应用领域,包括真实轻工业环境中电子设备定位的虚拟规划、AR远距流水线、物流、材料的运输和储存、电脑和电脑人的控制等。

互联网化厂房常见的几类控制系统

位数厂房融合了种类繁多的控制系统、工具和控制技术,主流控制系统包括以下几种:ERP(民营企业资源规划控制系统)ERP(民营企业资源规划)控制系统是一种应用软件,被组织用作管理组织工作大部份运营和业务活动的集中应用软件系统,从会计、人力资源和项目管理组织工作到采购、风险管理组织工作、物流和供应链。两个 ERP 应用软件系统能包含几十个,有时是数百个负责业务运营不同方面的应用领域程序,大部份那些都能集中访问并实时运行。通常,作为ERP控制系统一小部分的各式各样应用领域程序按一般功能区域划分,并在特定模块中组合在一起。以下是最常见的ERP模块:客户关系管理组织工作(CRM);供应商关系管理组织工作(SRM);会计管理组织工作;财务管理组织工作;人力资源(HR);项目管理组织工作;锻造过程;订单处理;统计数据服务;学习资料管理组织工作MES(锻造执行控制系统)MES,锻造执行控制系统,是用于管理组织工作、跟踪和记录大部份锻造过程的应用应用软件软件系统。MES充当ERP(民营企业资源规划控制系统)和业务流程控制控制系统之间的集中层,允许担任不同角色的人员访问有关锻造运营的统计数据,并协作强化大部份业务流程的生产力和效率。以下是 MES 应用软件系统的核心功能:生产监视;统计数据采集;生产单位调度;搜集和储存与锻造过程和材料有关的统计数据;文档的管理组织工作和分发;产品质量管理组织工作;锻造电子设备的预测性维护;劳工管理组织工作;跟踪和控制锻造过程;生产有关统计数据挖掘和自动报告仓储管理组织工作控制系统(WMS)仓储管理组织工作控制系统(WMS)是物流重要信息化管理组织工作的核心控制系统,其通过相连产品实物具体位置和仓库结构定位,以及设定对电子零件物流有关行为(如出库、入库等)的指令,同时实现厂房电子零件资源的高效管理组织工作。WMS通过相连产品实物具体位置和仓库结构定位,以及设定对电子零件物流有关行为(如出库、入库等)的指令,同时实现厂房电子零件资源的高效管理组织工作。WMS可助力厂房同时实现仓库管理组织工作模式变革(以经验主导向以业务流程主导转变)、标准化作业(通过控制系统控制收货、拣货、补货、发货等)和供应链协同(实时库存重要信息分享,提高上下游重要信息透明度),显著提高库存准确率(全程条码化作业业务流程)和现场作业效率(基于RFID的无纸化作业与实时调度)以下是WMS 在位数厂房环境中最常见的用途入库管理组织工作出库管理组织工作劳动力检测库存管理组织工作位数孪生控制系统位数孪生是实时物理对象、结构、过程或控制系统的虚拟副本/表示。最常见的是,位数孪生由来自感应器的统计报文提供全力支持,那些感应器从模拟控制系统的主要功能模块搜集重要信息。统计数据由应用软件控制系统处理并应用领域于位数孪生。位数孪生用于运行模拟、展开工具和电子设备的虚拟集成、监控轻工业电脑的性能、研究潜在问题的过程、分析电子设备的磨损和维护要求等。轻工业智能化化环境中使用了多种不同类型的位数孪生。四种最常见的位数孪生类型是:资产孪生;控制系统孪生;模块/零件孪生;进程孪生M2M控制系统(电脑对电脑)M2M 是各式各样控制技术的总称,可在位数厂房互联网内的不同电子设备之间同时实现自动通信和统计数据互换。建立M2M通信的方法多种不同多样,包括将感应器和仪表集成相连到电子设备和应用软件控制系统,以及通过串行相连到基础设施的轻工业仪器。位数厂房环境中的现代 M2M 通信通常是通过实施两个互联网控制系统来建立的,该互联网控制系统在大部份硬件和应用软件层以及人类用户之间传输统计数据。M2M强调的是在商业活动中通过移动通讯控制技术和电子设备的应用领域变革既有商务模式或创造出新商务模式,是电脑设备间的自动通讯。从狭义上说,M2M只代表电脑和电脑之间的通信。目前,人们提到M2M的时候,更多的是指非IT电脑电子设备通过移动通信互联网与其它电子设备或IT控制系统的通信。放眼未来,人们认为M2M的范围不应拘泥于此,而是应该扩展到人对电脑、电脑对人、移动互联网对电脑之间的相连与通信。以下是M2M应用软件系统的几种常见应用领域:机械和其它轻工业资产跟踪应用软件;供应链管理组织工作应用软件系统;电脑的预测性维护;库存管理组织工作;自动计费和电子支付产品开发周期管理组织工作控制系统(PLM)产品开发周期管理组织工作控制系统(PLM)通过集成产品从基本概念提出至研发设计,再至生产锻造和销售服务等全开发周期的要素(例如人力、工艺业务流程、重要信息等),协助管理组织工作层强化决策输出和同时实现民营企业可视化和高效的运维管理组织工作。PLM包含ERP、CAD、 CAM等在内的多种不同控制系统,可供民营企业内不同层级的人员使用,且不同层级人员的使用权限不同。PLM覆盖产品从基本概念提出至研发设计,再至生产锻造和销售服务全开发周期各阶段,通过集成ERP、MES等重要信息控制系统,协助管理组织工作层强化决策输出和同时实现民营企业可视化和高效的运维管理组织工作。PLM的核心即通过统一和集成产品全开发周期有关的统计数据重要信息,使作业人员可更便捷和高效地使用和变更统计数据,减少统计数据不统一造成的资源浪费,减少民营企业的研发试错成本和缩短民营企业的产品研发周期。

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来自头豹研究院

互联网化厂房的应用领域案例

保时捷传奇的德国高性能跑车锻造商保时捷有两个保时捷生产4.0项目,旨在在公司位于斯图加特的生产设施中实施位数厂房基本概念的大部份方面。保时捷生产4.0互联网化厂房实施项目计划大致分为三个领域:互联网化集成生产、生产组织工作和生产控制技术。以下是保时捷互联网化厂房的一些模块,那些模块已经实施并成功运行,并提供了预期的结果:在公司厂房设计和锻造的每个细节的位数布局的集成规划模型。它允许保时捷工人以位数形式创建模块设计的各式各样迭代。第三方供应商能访问此位数规划模型,这使他们能提前配置电子设备,以确保生产线正常运行和无差错。保时捷实施了电子车辆路线卡(eWBK)和保时捷锻造和检验控制系统(PFPS),以确保大部份锻造业务流程和方法的可持续生产和效率。保时捷声称是全球第一家在连续流水线中使用自动导引车(AGV)展开汽车总装的汽车锻造商。虽然AGV小车在厂房并不少见,但第一次“AGV”整个流水线。这样做的好处是便于顶吊和输送的匹配,并且全力支持AGV控制系统输送线的自动无缝对接,大大提高了装配效率,同时实现了更加灵活的定制化生产。公司在祖文豪森厂房的生产已经同时实现碳中和,生产设施和物流使用绿色电力和电力驱动的卡车。祖文豪森厂房生产线图片来自互联网西门子2017年,该公司启动了精益互联网化厂房(LDF)计划,旨在为西门子主要子公司之一西门子互联网化轻工业应用软件的大部份厂房制定基本概念性的整体互联网化结构调整计划和路线图。以下是西门子位数厂房项目中最引人注目的几项:该公司采用轻工业边缘和统计数据湖基本概念,以同时实现强大的锻造统计数据平台(MDP),用于储存和利用西门子RP、SCADA、轻工业边缘平台、Simatic PLC、感应器和多种不同其它轻工业电脑和电子设备。除此之外,西门子正在推出两个产品碳足迹(PCF)应用软件系统,能查询、计算和分享真实世界复杂供应链中生产的产品总碳足迹。为减少排放,锻造商必须了解整个供应链中大部份产生碳活动的位置和强度。欧洲银行Eurobank是欧盟最大的金融机构之一,决定实施位数厂房作为更大的位数结构调整战略的一小部分,目标是重新设计其位数渠道和客户体验。Eurobank聘请埃森哲为位数厂房提供端到端服务。据说该项目实施了两个全新的控制技术平台,以全力支持Eurobank客户的一致全渠道体验。具体来说,Eurobank成功迁移到基于云的微服务,并为其IT基础设施采用了无缝的全渠道云环境。这使金融机构能将新功能的平均上市时间缩短至八周,并将发布周期缩短至两周。作为Eurobank位数厂房项目的一小部分实施的应用软件系统包括精选的智能化财务管理组织工作工具、确保电子交易安全的创新控制技术、非接触式支付、位数入职以及一系列其它位数生态控制系统模块。罗克韦尔智能化化该公司通过将罗克韦尔智能化化团队和部门使用的许多不同的民营企业资源规划控制系统组合到两个集中式ERP中,开始了实施位数厂房的过程。通过启动集中式锻造执行控制系统(MES)来管理组织工作其大部份厂房和锻造业务流程,从而增强了单一 ERP 的推出。以此为基础,罗克韦尔智能化化还实施了统一的IT和OT(运营控制技术)控制系统,能有组织地搜集、访问和监控所有锻造和业务统计数据。那些创新使公司能在大部份设施和运营团队中建立标准化的组织工作业务流程和业务流程。他们还同时实现了关键绩效指标的显着可衡量改进,加快了产品上市时间,将供应链交付速度提高了96%,减少了库存的日销售量(DSI)等。那些成就使他们能提高年度生产力平均提高4-5%。海尔2020年,中国跨国家电和消费电子公司海尔联合GSMA、中国移动和华为实施了位数厂房基本概念验证项目,将边缘计算、电脑视觉和5G控制技术集成到海尔的锻造环境中。利用5G和边缘计算,海尔能在整个不锈钢冰箱生产线上实施近乎实时的分析,自动检查部件和成品冰箱是否存在缺陷和潜在错误。由华为和中国移动实施的5G 互联网使海尔能在其厂房内建立多接入边缘计算(MEC)架构。该应用软件系统使公司能部署延迟最小的大容量图像处理应用软件系统,确保智能化化生产线无延迟地运行。海尔及其合作伙伴实施的另一项值得注意的轻工业创新是配备500W轻工业相机的机械臂,能在冰箱下线时对其展开扫描。该控制系统基于电脑视觉算法,可识别冰箱内部的损坏情况。5G互联网的功能以其高相连速度和低延迟全力支持该应用软件系统,它允许将机械臂内的轻工业相机生成的高清图像传输到基于 AI 的集中式控制系统。

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