中国制造2025:离散型智能制造新模式解析

版权申诉
0 下载量 100 浏览量 更新于2024-06-20 收藏 4.12MB PPTX 举报
"智能制造五大模式是《中国制造2025》的主要发展方向,旨在通过信息深度自感知、智慧优化自决策和精准控制自执行等手段提升制造业的效率和质量。这种模式通过对实时运行状态数据的分析,自动做出判断和选择,实现生产过程的智能化。" 智能制造的实施带来了显著的效果,概括为"两提高,三降低",即生产效率和产品质量的提高,以及生产成本、资源消耗和环境污染的降低。这种变革性的生产模式对企业体制、经营、管理、生产组织和技术系统产生了深远影响。 五种智能制造新模式分别是: 1. 离散型智能制造:这种模式适用于机械、汽车、家电等离散行业,其中物料形状和组合发生变化,但物质本身并未改变。离散型制造的特点包括按订单或库存生产,多品种小批量生产,以及对工人技能的高依赖。目标是实现数字化设计、智能装备升级、工艺流程优化等,以创建智能车间和工厂。要素条件涉及车间整体设计、工艺流程和布局的规划。 2. 流程型智能制造:流程型制造通常涉及连续的物质变化,如化工、石油等产业。其模式特点是连续生产,自动化程度较高,且质量控制严格。流程型智能制造的目标是优化整个生产链,实现远程监控和预测性维护。 3. 网络协同智能制造:这种模式强调不同企业间的协同合作,通过物联网技术连接供应链,实现设计、生产、服务的全过程协同,提升整个产业链的效率。 4. 大规模个性化定制:基于消费者需求的定制化生产,利用大数据和人工智能技术快速响应市场变化,提供独特的产品和服务。 5. 服务型智能制造:企业不仅提供产品,还提供附加服务,如远程诊断、预防性维护和产品全生命周期管理,以增加价值并提高客户满意度。 每种模式都有其特定的应用场景和实现路径,需要企业根据自身情况选择合适的模式进行转型。智能制造的实施不仅关乎技术的升级,更关乎企业管理理念的革新,要求企业从战略层面进行全面规划,以应对未来制造业的竞争挑战。
123 浏览量
认识智能制造 2017年12月28日 智能制造全文共52页,当前为第1页。 C 一 为什么要智能制造 目 录 二 三 五 智能制造是什么 几点体会和建议 四 智能制造什么做 国内外典型案例 智能制造全文共52页,当前为第2页。 1.1 制造模式转变 资源配置和市场销售全球化 技术研究与开发全球化合作 多品种生产的动态配置资源 节能:减少物质能源消耗 减排:减少污染排放 再利用:回收循环再利用 以技术为中心转向以人为中心 规模制造转向快速响应制造 大批量生产转向定制化生产 制造环境变化趋势 全球化 绿色化 个性化 智能制造全文共52页,当前为第3页。 1.2 德国工业4.0 18世纪末 20世纪初 70年代初 至今 第一次工业革命 机械化生产 蒸汽驱动 第二次工业革命 批量流水线生产 电力驱动 第三次工业革命 自动化柔性生产 计算机信息技术驱动 第四次工业革命 智能化工厂 智能装备及信息通信 机械化 电气化 数字化 智能化 智能制造全文共52页,当前为第4页。 智能物料 智能产品 云安全网络 智能车间2…N 智能车间1 智能设备1 智能设备2 车间智能管理平台 信息物理生产系统 … 设备间通信 物联网 服务互联网 旨在通过充分利用信息通讯技术和网络空间虚拟系统相结合——CPS(信息物理系统),建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式,将制造业向智能化转型,形成德国在制造业的新一轮优势。 1.2 德国工业4.0 智能制造全文共52页,当前为第5页。 1.2 德国工业4.0 核心:信息物理融合系统(CPS) CPS是一个综合计算、网络和物理环境的多维复杂系统,通过3C(Computation、Communication、Control)技术的有机融合与深度协作,实现制造系统的实时感知、动态控制和信息服务。 生产过程中的每一步都将在虚拟世界被设计、仿真以及优化,为真实的物理世界包括物料、产品、工厂等建立起一个高度仿真的数字"双胞胎"。 虚拟与现实世界的完美融合 生产网络 产品信息被输入到产品零部件本身,根据自身生产需求,直接与生产系统和设备沟通,发出生产工序指令,指挥设备进行自组织生产,满足每个用户的"定制需求"。 生产系统中所有生产要素构成庞大的物联网络,生产价值链中所有环节和用户可以实时获得和交换实时的生产信息。 制造系统的沟通与交流 智能制造全文共52页,当前为第6页。 1.2 德国工业4.0 三个设想:产品、设施、管理 产品:具有有动态数字存储和通信能力,承载着其全生命周期的各类信息,可实现自感知。 设施:由整个生产价值链所集成,可实现自组织。 管理:能够根据当前的状况灵活决定生产过程,可实现自决策。 智能制造全文共52页,当前为第7页。 新一轮产业变革 1.3 美国工业互联网 互联网 工业 1970s 1980s 1990s 2000s 2010s 单机 数控 计算机辅助设计系统 CAD 柔性制造 系统 计算机辅助制造与工程 CAM/CAE 数控机床 自动化岛 工业使用以计算机为代表的ICT技术 工业使用互联网为代表的ICT技术 远程 运维 网络 制造 智能 制造 企业资源规划 ERP 大致 时间 学术科研 生产服务 生活服务 万维网 www. ARPANET 联网研究 提出Internet 基本概念 TCP/IP 搜索 引擎 电子商务 移动 互联网 物联网 云计算 大数据 工业互联网 消费互联网 产业互联网 社交 网络 云制造 虚拟 设计 融合发展 互联网应用功能: 数字化 网络化、智能化 工业生产模式: 智能制造全文共52页,当前为第8页。 利用美国在互联网方面的巨大优势,从互联网产业向下整合制造业,大力发展工业领域的智能业务,以重塑美国制造业的优势。 主要方向 企业跨界融合 互联网企业 工业企业 制造服务化(全周期) 制造个性化(定制) 制造分散化(协同) 网络制造 个性化定制 o2o 众包 智能制造 服务型制造 …… …… …… 协同 集聚 制造资源云化(按需) 制造智能化(物联) 1.3 美国工业互联网 智能制造全文共52页,当前为第9页。 1.3 美国工业互联网 三大元素:智能机器、高级分析、工作人员 智能机器:以崭新的方法将现实世界中的机器、设备、团队和网络通过先进的传感器、控制器和软件应用程序连接起来。 高级分析:使用基于物理的分析法、大数据、自动化和材料科学、电气工程及其他关键学科的深厚专业知识来理解机器与大型系统的运作方式。 工作人员:建立员工之间的实时连接,连接各种工作场所的人员,以支持更为智能的设计、操作、维护以及高质量的服务与安全保障。 智能制造全文共52页,当前为第10页。 中国制造2025 满足经济社会发展和国防建设对重大技术装备需求 推进智能制造 加快新一代信息技术与制造业深度融
116 浏览量
智能工厂建设的主要模式全文共10页,当前为第1页。智能工厂建设的主要模式全文共10页,当前为第1页。 智能工厂建设的主要模式全文共10页,当前为第1页。 智能工厂建设的主要模式全文共10页,当前为第1页。 智能工厂建设的主要模式及国内外发展现状 2018-08-21 智能工厂是实现智能制造的重要载体,主要通过构建智能化生产系统、网络化分布生产设施,实现生产过程的智能化。智能工厂已经具有了自主能力,可采集、分析、判断、规划;通过整体可视技术进行推理预测,利用仿真及多媒体技术,将实境扩增展示设计与制造过程。系统中各组成部分可自行组成最佳系统结构,具备协调、重组及扩充特性。已系统具备了自我学习、自行维护能力。因此,智能工厂实现了人与机器的相互协调合作,其本质是人机交互。 一、智能工厂主要建设模式 由于各个行业生产流程不同,加上各个行业智能化情况不同,智能工厂有以下几个不同的建设模式。 智能工厂建设的主要模式全文共10页,当前为第2页。智能工厂建设的主要模式全文共10页,当前为第2页。第一种模式是从生产过程数字化到智能工厂。在石化、钢铁、冶金、建材、纺织、造纸、医药、食品等流程制造领域,企业发展智能制造的内在动力在于产品品质可控,侧重从生产数字化建设起步,基于品控需求从产品末端控制向全流程控制转变。因此其智能工厂建设模式为:一是推进生产过程数字化,在生产制造、过程管理等单个环节信息化系统建设的基础上,构建覆盖全流程的动态透明可追溯体系,基于统一的可视化平台实现产品生产全过程跨部门协同控制;二是推进生产管理一体化,搭建企业CPS系统,深化生产制造与运营管理、采购销售等核心业务系统集成,促进企业内部资源和信息的整合和共享;三是推进供应链协同化,基于原材料采购和配送需求,将CPS系统拓展至供应商和物流企业,横向集成供应商和物料配送协同资源和网络,实现外部原材料供应和内部生产配送的系统化、流程化,提高工厂内外供应链运行效率;四是整体打造大数据化智能工厂,推进端到端集成,开展个性化定制业务。 智能工厂建设的主要模式全文共10页,当前为第2页。 智能工厂建设的主要模式全文共10页,当前为第2页。 第二种模式是从智能制造生产单元(装备和产品)到智能工厂。在机械、汽车、航空、船舶、轻工、家用电器和电子信息等离散制造领域,企业发展智能制造的核心目的是拓展产品价值空间,侧重从单台设备自动化和产品智能化入手,基于生产效率和产品效能的提升实现价值增长。因此其智能工厂建设模式为:一是推进生产设备(生产线)智能化,通过引进各类符合生产所需的智智能工厂建设的主要模式全文共10页,当前为第3页。智能工厂建设的主要模式全文共10页,当前为第3页。能装备,建立基于CPS系统的车间级智能生产单元,提高精准制造、敏捷制造能力。二是拓展基于产品智能化的增值服务,利用产品的智能装置实现与CPS系统的互联互通,支持产品的远程故障诊断和实时诊断等服务;三是推进车间级与企业级系统集成,实现生产和经营的无缝集成和上下游企业间的信息共享,开展基于横向价值网络的协同创新。四是推进生产与服务的集成,基于智能工厂实现服务化转型,提高产业效率和核心竞争力。 智能工厂建设的主要模式全文共10页,当前为第3页。 智能工厂建设的主要模式全文共10页,当前为第3页。 例如,广州数控通过利用工业以太网将单元级的传感器、工业机器人、数控机床,以及各类机械设备与车间级的柔性生产线总控制台相连,利用以太网将总控台与企业管理级的各类服务器相连,再通过互联网将企业管理系统与产业链上下游企业相连,打通了产品全生命周期各环节的数据通道,实现了生产过程的远程数据采集分析和故障监测诊断。三一重工的18号厂房是总装车间,有混凝土机械、路面机械、港口机械等多条装配线,通过在生产车间建立"部件工作中心岛",即单元化生产,将每一类部件从生产到下线所有工艺集中在一个区域内,犹如在一个独立的"岛屿"内完成全部生产。这种组织方式,打破了传统流程化生产线呈直线布置的弊端,在保证结构件制造工艺不改变、生产人员不增加的情况下,实现了减少占地面积、提高生产效率、降低运行成本的目的。目前,三一重工已建成车间智能监控网络和刀具管理系统、公共制造资源定位与物料跟踪管理系统、计划、物流、质量管控系统、生产控制中心(PCC)中央控制系统等智能系统,还智能工厂建设的主要模式全文共10页,当前为第4页。智能工厂建设的主要模式全文共10页,当前为第4页。与其他单位共同研发了智能上下料机械手、基于DNC系统的车间设备智能监控网络、智能化立体仓库与AGV运输软硬件系统、基于RFID设备及无线传感网络的物料和资源跟踪定位系统、高级计划排程系统(APS)、制造执行系统(MES)、物流执行系统(LES)、在线质量检测系统(SPC)、生产控制中心管理决策系统等关键核心智