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2019中国智能制造发展论坛 菲尼克斯电气Radioline无线系统
PLC

PLC升级换代:创新推动智能制造(下)

  2019年02月15日  

  杜品圣 博士

  菲尼克斯电气中国公司

  工业4.0大使

  智能制造的生产模式需要什么样的自动控制系统?这种控制系统与工业3.0中的自动化?#38469;?#26377;什么区别?在智能制造中,自动控制?#38469;?#35201;做什么样的演变才能满足智能制造生产模式的要求?这些?#38469;?#33778;尼克斯电气开发PLCnext,以及对PLC系统进行变革和优化的初衷。(上篇指路:菲?#21307;?#21488; | PLC升级换代:创新推动智能制造(上))

  智能制造中的“提高速度”

  智能制造中的速度可以分成研发速度、生产速度和响应速度。要提高生产速度,需要采取深度自动化的方法,使得生产制造自动化程度更高,生产流程更加精细化,制造工艺?#35270;?#24615;更强和制造方法更加灵活。但是研发速度和响应速度的提高要采用互联网的?#38469;酢?#22823;数据、云计算的方法,通过分析、归纳和总结来预测产品更新换代的时间点,尽早开发新一代产品。另外,还可以利用大数据来了解产品在市场中的运行动态,并及时?#32435;?#20135;品的性能特性来满足市场的需求。

  智能制造中的“减?#32479;殺尽?/FONT>

  智能制造中产品成本包括生产成?#23613;?#36816;行成本和管理成?#23613;?#20854;中生产成本可以通过自动化?#38469;?#21644;原材料的优化来实现,但是运行成本和管理成本则必须应用IT?#38469;酢?#36719;件管理?#38469;?#20197;及互联网?#38469;?#26469;实现,比如利用大数据来提高市场的响应能力,优化服务。通过精益管理、6S管理以及企业生命周期的管理来降低管理成?#23613;?#21033;用大数据来分析市场对于产品更新换代的期待,并提出预见性的决策。在服务端利用大数据分析产品在市场应用的动态和客户的反馈,并采取相应的营销手段来增加产品的销量。为了实现智能制造,必须将工业自动化?#38469;?#19982;互联网?#38469;?#26377;机融合,才能从产品生命周期管理的?#23884;?#26469;更好的提高生产效率及产品质量,同时降?#32479;殺尽?/FONT>

  智能制造中的“灵活多变生产制造”

  智能制造不仅需要应用新的?#38469;酰?#21516;时也对生产制造系统提出了新的要求。由于社会生活的日益多元化,用户意识更加个性化。无论是研发与设计、生产与制造,还是营销与服务,都必须以满足消费者的需求作为出发点和归宿点。同时由于用户体验式的参与设计,制造和服务彻底颠覆了传统生产的垂直分工体系。机械制造生产线也需向模块化、?#35270;?#21270;、个性化、透明化的新型智能制造生产流水线转变。

  智能制造的工业自动化控制要保证模块与模块间、设备与设备间透明的信息?#25442;ィ?#20114;联网?#38469;?#21644;无线通信?#38469;?#33021;被整合在当前的控制系统中;为了使得智能化的生产制造系统具有自?#35270;?#21151;能,信息?#38469;?#21644;控制?#38469;?#24517;须实现整个制造系统不仅能够按照流程管理的要求执行,而且具备了柔性灵活、能够快速重构的特点。智能制造具有大规模生产的能力,而?#19968;?#21487;具备快速、小批量、多品种的定制生产能力,满足互联网经济下快速迭代的客户个性化需求,使得企业快速赢得客户、占领市场先机。

  我们可以清楚地看到,在互联网时代,传统的以自动化?#38469;?#20026;导向的生产制造模式面临着四个方向的渗透和交融。

  互联网时代科技发展日新月异,IT?#38469;酢?#29289;联网?#38469;酢?#20154;工智能、边缘计算、云?#38469;酢?#22823;数据、信息安全等迅猛地进入了生产制造控制领域,主要从纵向向下深度发展。

  物联网?#38469;?#19982;控制系统纵向融合,形成分散型智能化的现场设备网络。现场数据通信协议的通用性,数据采集的丰富性,使得人们对现场的运行状态和过程分析更为清晰。

  控制系统与互联网?#38469;?#30340;无缝连接,PLC系统不仅仅要采用IEC 61131的语言来表述控制任务,同时要用高级语言,如JAVA语言、WEB语言,直接打通互联网到生产制造的通讯通道,同时采用OPC UA来解决PLC与互联网连接通道,使得生产制造和生产管理的信息可以透明化的?#25442;弧DM、MES等管理信息直接进入控制系统的数据库,管理数据进行分解执行。因此新型PLC系统需要新的功能和接口,即:开放的软件开发平台;开放的操作系统;开放的用户应用功能的接口;开放的网络集成环?#22330;?#24471;益于这些功能和接口,数据可高效率的处理和分析,并让需要的数据都能及时发往对应的功能单元。最后,通过云计算实现分?#38469;?#30340;工业控制,基于Web2.0的工业互联网?#38469;?#21644;物理信息融合系统将在工业自动化控制系统中得以实践。

  智能制造模式的核心是产品生命周期管理,其?#30001;?#20102;生产制造模式,即包括了三大部分,即产品研发、产品制造和产品服务。纵向的从研发、制造,一直到服务产品全生命周期链的信息交流,无缝通信是互联网在新的生产制造模式的一大任务。同时在生产制造模式中大数据的应用也是对传统的研发方法进行本质上的改变。

  传统的研发对于常规的产品往往采用预测性的战略计划,利用多年的研发经验和对产品的理解,做出产品的研发战略,通常提前几年预测产品的推出期,及时地进行产品的更新换代。对于颠覆性的创新产品,这种传统连续性经验法的研发方法就力不?#26377;?#20102;。特别是以客户为导向,当研发面向用户的大规模定制产品时,传统的研究方法面临着巨大的挑战。因此我们在产品全生命周期中的研发端,必须采用互联网的大数据思维形成开放性的研发产品平台。

  由此可见,智能制造改变了生产制造根本的架构及其管理模式。在智能制造的总体架构中,企业信息化建设的主流模式是企业管理、生产制造管理和生产制造控制的融合,即ERP、MES与PLC控制系统有机的结合。PLM、SCM、CRM、QMS、ERP、以及MES的一些功能通过互联网?#38469;?#36827;行数据?#25442;?#21644;数据管理,提供分析和判断的服务,从而可以降低创建和优化基础架构的成?#23613;?#25552;升生产管理的智能化水平。互联网进一步?#30001;?#21040;控制层,不仅提高企业快速响应市场需求的能力,同时可以实现与云?#38469;?#30340;融合,使得高效的跨地域协同成为可能。

  根据智能制造的基本思想,结合生产制造工业的实际现状,菲尼克斯电气开发了PLCnext的IT融合OT的自动化控制系统,为实现智能制造的标提供了有力地武器,使得生产制造能够?#35270;?#20135;品生命周期新的变化:能够快速进行产品的更新换代;产品种类多、而批量少;价格具备成竞争力;缩短投资回报时间、优化资源以及提高能源使用效?#23454;齲?#28385;足了互联网时代对智能制造的需求。

标签:菲尼克斯电气 PLC我要反馈
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