過去的制造業(yè)逼于成本而不得不大規(guī)模生產產品,稍有不慎就會陷入產能過剩的危機,甚至落下倒閉跑路的結果,而全自動化生產帶來了高效率低成本的制造,未來工廠聯網后將進入定制化生產時代,這也就是時下唱得正熱的“工業(yè)4.0”--互聯網制造。
“工業(yè)4.0”最早由德國政府提出,重點研究智能化生產系統(tǒng)及過程,以及網絡化分布式生產設施的實現,涉及整個企業(yè)的生產物流管理、人機互動以及3D技術在工業(yè)生產過程中的應用等。目前多國政府已經意識到互聯制造的重要性并紛紛出臺政策大力扶持相關產業(yè),中德雙方針對“工業(yè)4.0”簽署了《中德合作行動綱要》,我國將研究出臺互聯網與工業(yè)融合創(chuàng)新指導意見,將互聯網技術融入到工業(yè)領域更大的機器設備中,制造業(yè)很快就會進入工業(yè)4.0時代!
為了幫助業(yè)內人士更好地了解認識“工業(yè)4.0”概念及其對自動化行業(yè)帶來的機遇挑戰(zhàn),本站收集多方資料編制了《工業(yè)4.0時代:自動化的機遇》專題。自動化技術為生產制造業(yè)服務而生,多年來幫助工廠提升生產力,減輕制造成本做出巨大的貢獻,現在“工業(yè)4.0”的出現又將會帶來哪些機遇?
工業(yè)4.0時代又可以叫做智能制造時代、工業(yè)互聯時代、大數據時代,它通過通訊技術、虛擬實現技術、和現實工廠、機器設備相結合,實現制造業(yè)的智能化轉變。
智能機床柔性生產
新一代智能機床可以與互聯網連接,能夠監(jiān)控,診斷和修正在生產過程中的錯誤,智能機床還能計算出所使用的切削刀具,主軸,軸承和導軌的剩余壽命,讓使用者清楚其剩余使用時間和替換時間。2014年沈陽機床集團發(fā)布了i5系列智能機床,這臺機床的神奇之處在于,無論管理人員在辦公室還是外地出差,手持平板電腦,指尖輕輕滑動,就可以將一條條指令通過無線互聯網絡,傳達給正在車間里忙碌的i5智能機床。
i5數控系統(tǒng)的技術開發(fā),不僅攻克了數字伺服驅動技術、實時數字總線技術等運動控制領域的核心底層技術,同時融合了移動互聯、大數據中心等時尚技術,使得特征編程、加工仿真、實時監(jiān)控、智能診斷、遠程控制等網絡智能制造以及工廠分布式、分級式布局得以實現。據初步測算,目前僅憑i5系列等智能機床每年的銷量將達到4000至5000臺/套,從而為沈陽機床帶來10億元至15億元的營業(yè)收入。
隨著機器人技術的發(fā)展,越來越多的機床商把機器人引入到機床產業(yè)中,結合機床形成新一代先進的高效制造設備。目前機器人與機床的結構關系分為機器人安裝于機床外部和與機床構成一體兩種形式,與機床共同完成加工工藝過程,組成柔性生產線。
1月17號,國內首個ARSMA機器人智能感知加工系統(tǒng)正式發(fā)布,該系統(tǒng)還具備離線編程系統(tǒng)和高頻振動輔助加工系統(tǒng),同時擁有了視覺、力覺,能為機器人加工參數在線調整提供感知信息。這項世界尖端技術填補了我國機器人在大型復雜曲面加工以及對難加工材料進行加工等領域的空白。智能機床正在成來機床業(yè)發(fā)展的新方向,隨著技術的突破,互聯網定制造化時代也將越來越接近。
數字化技術實現虛擬制造
數字化制造是通過計算機輔助設計,計算機輔助制造,計算機集成制造系統(tǒng)、產品數據庫管理等系統(tǒng),對產品的設計到生產制造全過程進行監(jiān)控管理,制造商可利用數字化制造系統(tǒng)對整個生產線進行三維仿真、分析,從而有效降低制造成本。隨著智能制造的出現,未來工業(yè)制造中將會通過先進的數字化技術,實現供貨合同、設計、生產、試驗、儲運等問題,都可以一并解決。
數字化制造的實現過程可以分為四大步驟,首先,要建立企業(yè)網和工程數據庫初步實現CAD、CAPP、CAM功能;第二,進行信息集成,推行PDM技術,特征建模技術,形成CAD、CAPP、CAM的集成系統(tǒng);第三,在設計、工藝、制造部門建立統(tǒng)一的產品模型。初步實現并行工程,進一步將MIS、MRPII與CAD/CAM系統(tǒng)進行集成,實現整個企業(yè)內部的信息集成,全面實現并行工程;第四,在上述工作的基礎上,對企業(yè)內的生產、經營等多方面的活動進行建模、仿真,實現虛擬制造。
目前這項技術已經應用到汽車制造業(yè)中,借助虛擬現實技術建立的3維汽車模型,可顯示汽車的懸掛、底盤、內飾直至每一個焊接點,設計者可確定每個部件的質量,了解各個部件的運行性能。這種三維模型準確性很高,汽車制造商可按得到的計算機數據直接進行大規(guī)模生產。
像美國通用、福特汽車公司都已經在應用這項技術,在福特汽車公司中產品設計師運用虛擬現實軟件可以看到虛擬汽車車門及發(fā)動機罩的鉸接,可以設想在駕駛室的座位上來解決人機工程和視野問題。也可以觀察到汽車在鄉(xiāng)村公路上奔跑的情景。同時,動力系統(tǒng)的工程師借助更換一個虛擬機油濾清器來模擬發(fā)動機的維護。
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