网络化、数字化、智能化的工业制造策略/模式早已成为了全产业的共识。面对数字化的浪潮,各行各业纷纷转型升级,工业制造领域凭借其得天独厚的数据规模优势,成为了数字化转型的先行者。同时,2020年初的新冠疫情“黑天鹅”,进一步促进了数字化、远程化、无人化的制造业“新常态”,为智能制造的发展按下了加速键。
如今,“智能制造”的玩家已经不仅限于传统制造业的巨头,更多产业上下游的搅局者正以不同的态势重新定义“智能制造”的未来。
今年9月,在阿里低调潜行3年的新制造平台——犀牛智造平台正式公开亮相,被称为“一号工程”的犀牛智造工厂也在杭州正式投产。犀牛智造工厂被阿里成为新物种,它横跨制造与销售,是一家从客户需求出发,运用了云计算、IoT、人工智能等技术,连通销售预测和柔性制造的工厂。阿里称希望商家可以像使用云计算一样使用犀牛智造服务。
“一号工程”犀牛智造工厂
无独有偶,华为也在寻求工业4.0时代的解决之道,华为智能工厂解决方案主要是通过深度应用 ICT技术,深化与应用厂商/工业巨头合作,构筑产业链优势,实现工厂智能化。例如,华为可提供面向IoT终端的轻量级开源操作系统LiteOS和基于LTE-M的低功耗、低成本物联网专用通信芯片,协同打造IP化、智能化的智能工厂制造设备。9月,华为、重庆市政府、仪综所三方签署战略合作协议,将共同构建5G智能制造联合创新中心。
更精密、更丰富的传感器为“智能制造”打下基石
迈进2020年代,以5G、AI 为核心的技术变革浪潮正影响着全人类未来十年的生产与生活方式。对于智能制造而言,AI 是不可或缺的因素。套用物联网技术的三层结构理论,以感知层为例,更多类型传感器的导入已成为制造流程的必选项。
非接触和非破坏性测量是光学传感器的一大优势,在电子产品检测领域应用较多。譬如机器视觉,用机器代替人眼来做测量和判断,可以提高生产灵活性和自动化程度。例如,安森美半导体推出的新一代XGS系列图像传感器,以高帧速率提供12位图像质量。新产品为分辨率要求高的应用提供高达4500万像素的成像细节,和在8K视频模式下达60帧/秒(fps)速率,适用于机器视觉、工业成像等应用,全局快门可确保拍摄移动物体时不会有运动伪影。
安森美半导体推出新一代XGS系列图像传感器,赋能工业视觉应用
无人化车间是制造行业持续追求的目标,在这一升级过程中,工人与机械臂协同工作仍是当下的主流形式。机械臂已经逐渐摆脱牢笼,如何更好地与周边的环境融合,实现高效作业。这时,机械臂需要精准的距离测量能力。ToF传感器是常见的解决方案,艾迈斯半导体推出了全球体积最小的直接飞行时间(dToF)集成式模块TMF8801,为2cm至2.5m范围提供准确距离测量,适用于工业机器人等应用,可进行快速测距避障检测。
此外,智能温度传感器适用于冶金、石化、石油、化工、制药、造纸、印染、酿造、环保、电力等行业。当前的智能温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等方向迅速发展。目前,国外已相继推出多种高精度、高分辨率的智能温度传感器,使用9~12位A/D转换器,分辨率可以达到 0.5~0.625℃。其中佼佼者如Dallas半导体新研制的DS1624型智能温度传感器,分辨率高达0.03℃,测温精度为±0.2℃。
“智能制造”大脑——打通全生产流程的数字化运营管理系统
感知层的创新固然是工业制造大数据的基础,而网络层、应用层在制造系统上的创新则可以颠覆性地连结整个企业/工厂从工程设计、到生产测试、再到部署的全流程,极大地提升了智能制造的生产与运营效率。
以生产线测试升级为例,尽管通过仿真可以极大减少所需的物理测试量,但这并不意味着完全不需要验证物理系统的设计、组装和性能的关键性能。这种情况下,测试数据可以提供相关系统及其组件的重要信息,测试方案提供商也在产线转型升级中发挥着关键的作用!
例如,测试测量公司NI在8月正式发布了企业版SystemLink软件,通过将共享和分析数据的方式进行标准化,在整个组织内部提升测试系统的可见性和控制力。通过连接设备、软件和数据的基于Web的集中式管理界面,用户可以在SystemLink软件上实现更新测试系统软件、查看系统运行状况以及搜索数据等操作。以这种方式,SystemLink软件成为了工程和制造部门之间的重要桥梁,实现全球化、跨部门的协同合作,在疫情新常态下尤为适用,提高了整体的运营效率,加速数字化转型。
图源@NI
与此同时,霍尼韦尔也在思考数字化转型的策略。霍尼韦尔拥有130多年的全球世界级工厂实践运营管理经验,其工厂移动作业软件(MPO)是针对于工厂日常巡检、人员定位、人员通讯及流程管理的一套移动化作业解决方案。该技术依托于云技术、智能手机设备及其所搭载的应用程序,与后端服务器协同工作,并与工厂的MES(制造执行系统)等系统智能化互联,连接多个部门,甚至打破公司的界限,全面整合人员、设备与信息系统,协同进行现场作业,实现设备管理的规范化、科学化和数据化。
图源@霍尼韦尔
更多的制造业巨头例如万可WAGO,也有相应的自动化解决方案可用于记录、采集数据并将其传输至”制造执行系统”(MES)或产品管理系统,利用大数据智能分析产品、科学制定决策方案。万可WAGO智能制造的核心能力主要体现在关键基础零部件、智能仪表和控制系统、数控机床与基础制造装备、智能专用装备等四大领域,使未来的生产线更加网络化和智能化。
智能制造已是全球工业变革的大势所趋,但实际落地的过程仍需考虑每一个领域、每一家企业的实际生产痛点。如今,无论是产业上下游的系统供应商,或是跨界入局的参与者,都希望从中分一块蛋糕,技术应用已不是难题,或许更大的挑战在于企业、行业转型的魄力与决心!
原文标题:IT公司也来跨界制造?“智能制造”的数字化转型还需解决这些问题~
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