智能工厂规划方案:用物联网解决存量工厂转型问题

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说起智能工厂,人们总是将其与无人化工厂相联系,其实智能工厂并不一定是“黑灯工厂”,或者说,智能工厂也不应该仅仅是“黑灯工厂”。对于现在大部分存量工厂而言,如何变成智能工厂,其实就是要弄清楚对于存量工厂而言,其痛点是什么;或者说,什么方式可以帮助其智能化转型,并为其所用。在 科技 进化到一定阶段之前,存量工厂如何智能化?

那么,在探讨存量工厂智能化转型之前,我们首先要知道几个概念:物联网是什么?工业互联网又是什么?

简单来说,工业互联网由工业物联网和产业互联网组成。

工业物联网是物联网(IoT)在工业场景的应用,可以打通工业“人机物法环测”六大要素。

产业互联网使产业链上下游互联互通。

工业互联网+云计算+大数据处理+人工智能,构成针对工业的综合性技术。

对于单体工厂来说,IoT是变成智能工厂的第一步,只有迈出了这第一步,才能实现数字化、智能化。

阿尔卑斯系统集成(大连)有限公司(简称“ALSI”)为制造业提供多元化智能工厂规划方案。其中,ALSI大连IoT解决方案主要根据制造现场实际情况,完成“人机物法环测”六要素有效数据的自动采集与上传,并进行数据分析与管理。

总体来说,ALSI大连IoT解决方案有五大特点:

1适用范围广。无论是由专用设备组成的产线,还是通用设备,都可以采用。

2具有强大的兼容性。无论一条产线上有多少种不同品牌、型号的设备,都可以统一入网进行全自动数据采集。

3接口完全开放,可与各种管理软件无缝衔接。如MES、PLM、WMS,都可调用ALSI的IoT解决方案采集的数据,也可以通过ALSI直接定制智能产线控制系统,实现现场管理的智能化转型。

4传感器技术先进。ASLI大连的集团公司ALPSALPINE,是世界知名的传感器研发生产企业,品质卓越,技术领先。“稳定”、“安全”是它的特点;“精准”、“可靠”是客户对它的评价。ALSI大连在IoT解决方案中根据应用场景需求选用最适合的传感器,完成向智能工厂转型的坚不可摧“基建”工作。

5成本相对较低、实施难度小。以生产设备智能管理为例,其成本仅为PLC的1/3,加装数采设备时不用停产,而且数采设备可以随时更换,或用于其它设备或产线,自由、方便、灵活。

对于存量工厂而言,一味地追求智能工厂建设不科学,而直接转变为“黑灯工厂”更是不现实的事情,在一定的 历史 时期,我们要考虑智能工厂的目的是什么,或者说,对于存量工厂来说,什么才是“智能工厂”,那一定是落地的、切实可行、将影响降到最小的解决方案,才是其智能化的切入点。

更多智能制造解决方案详见

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通过深度整合信息技术和制造业,智能化生产线将成为未来工厂的标配,助力企业提升生产效率、降低成本、提高产品质量,并推动企业向智能制造和高端制造转型升级。在智能制造时代,企业需要紧跟技术发展趋势,积极推动工业互联网与智慧工厂的融合,不断提升数字化和智能化水平,以保持竞争力,实现可持续发展。

体系框架组成

①业务指南:体现工业互联网产业目标、商业价值、数字化能力及业务场景。

②功能框架:明确支持业务实现的功能包括基本要素、功能模块、交互关系和作用范围。

③实施框架:描述实现功能的软硬件部署,明确系统实施的层级结构、承载结构、关键软硬件和作用关系。

④技术框架:汇聚支撑工业互联网业务、功能、实施所需要的软硬件技术。

工业互联网平台架构是一种基于互联网技术和工业领域的融合应用,旨在通过数字化、智能化和互联网化的方式,实现工业生产、设备、资源和信息的高效集成、协同运营和优化管理。

①设备层

主要为智慧工厂生产和运营中涉及的各种设备和系统,包括 CNC、AGV、六轴机器人、抛光设备、称重设备、物流线、立库、激光刻字等生产设备,以及传感器、工控系统、SCADA 系统(监控、控制和数据采集系统)、PLC(可编程逻辑控制器)等。设备层是工业互联网平台的基础,负责采集、传输和处理实时的生产数据和设备状态信息。

②边缘层

位于生产现场或离设备较近的一层,用于处理实时数据、实现本地决策和执行控制,并提供边缘计算能力。边缘层可以看作是设备层的一部分,负责在设备端进行数据处理、计算和控制,减少对云端的依赖,从而降低数据传输延迟、提高数据处理效率,并支持实时的生产监控、智能诊断和预测分析等应用。

③基础设施层

是支撑整个平台运行的底层基础设施,包括服务器、存储设备、网络资源、虚拟化和云计算等。基础设施层提供了支持工业互联网平台运行的物理和逻辑基础,并为上层的平台层和应用层提供了运行环境和支持。

④平台层

作为工业互联网平台的核心,提供了丰富的功能和服务,支持各类应用场景和业务需求,包括大数据管理平台、设备管理平台、互联网应用平台和集成应用平台等,它为上层的应用层提供了丰富的资源和工具,实现了智能制造和数字化转型的目标。

⑤应用层

作为工业互联网平台架构中的顶层,是直接面向用户的层级,负责提供各类应用和解决方案,主要包括订单管理、设备管理、产线管理、异地协同管理、设备健康监管、数字孪生等应用,满足企业在生产、制造、物流、质量管理等方面的具体业务需求。

智慧工厂与工业互联网的融合实现了设备、生产线和整个生产过程的互联互通,实现数据驱动的生产优化、智能化生产决策、设备和生产线的智能管理,支持数字化供应链管理,并促进智慧工厂生态系统的建设,从而提高生产效率、质量和灵活性,推动制造业向更加智能、高效和可持续的方向发展。

打造轻量化智慧工厂管理系统。借助传感器、物联网、大数据和云计算等先进技术,将工厂分布及各个生产过程的数据、信息、状态等实时呈现在可视化大屏幕上,实现对生产数据的实时监测和分析,让企业管理者对生产情况有更好的了解,从而提升生产效率和质量,降低生产成本和能源消耗,推动企业的可持续发展。

另外利用 Web 3D 技术,将智能工厂的工业互联网平台架构和全生命周期的生态平台架构,以三维可视化的方式构建出来,与传统的二维平面图相比,可以更加直观、全面、效果更好、交互性更强,将不同对象之间的空间关系和相互作用表现得更好。该场景采取网络式分布模式,将工厂分布在多个城市,结合三维地图,形成构建一幅完整的企业分布地图。可通过点击交互事件,直观了解各个工厂的生产情况。通过互联网技术和物流配送等形式,实现生产流程的大幅优化,达到降低成本、提高效率的目标。

同时通过集成工厂的生产数据和运营数据,采用图表、表格、仪表盘等形式,将工厂的仓库总位、质检结果、产线情况、订单量等关键数据指标,以一种视觉化的方式进行展现,帮助管理者和生产人员迅速掌握工厂的实时生产状态和运营情况。实现对生产过程的精细管理和实时干预,及优化生产计划和资源实时调度。

该场景通过 3D 建模和虚拟仿真技术,将实际生产线的设备、工艺和工作流程等对象,进行数字化建模,创建生产线的数字孪生模型。通过在生产线上安装的传感器和监控设备,实时采集生产线的运行数据,包括设备状态、工艺参数、产品质量等信息。将实时采集的生产线数据传输到数字孪生模型中,利用大数据处理与分析技术,可以对生产线的运行状况进行实时监测与数据分析,方便生产管理人员进行实时决策与调度。

工艺视图

多维动态展示智慧工厂生产工艺流程,让用户更加直观地了解在生产过程中的每一道工序、每一步 *** 作,以及各个工序之间的关联和依赖关系,Hightopo 2D、3D 图形渲染引擎勾勒精准数据模型。同时支持与其他信息系统(如ERP、MES 等)进行集成,实现生产过程的数字化管理和智能化控制,达到生产过程的高效、精确、灵活管理。

能效视图

基于实时数据采集和处理技术,将能源消耗数据和生产效率指标以可视化的方式呈现出来(红色-高能效设备,蓝色-低能效设备),有助于企业对各种设备的能效转化情况进行直观的了解。

随着科技的不断进步和数字化转型的推动,智能制造时代已经到来。工业互联网与智慧工厂的融合,为企业带来了前所未有的机遇和挑战。


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