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數字化工廠-現實與虛擬工廠相結合
更新時間:2016/7/12 14:02:32 點擊:2241
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一、數字化工廠的內涵和特征

數字化工廠概念中,“數字”包括下面幾層含義:首先,一切數據及信息,無論是生產計劃,還是產品的結構圖等都能以二元數碼的形式在計算機及網絡上進行應用;其次,生產的過程,包括產品構思、原型制造到物流管理等都可以在計算機上進行數字模擬及仿真;第三,在數字工廠運作模式中,更突出的是產品在正式投產前,企業可以與數字網絡上的虛擬顧客共同參與產品的設計及修改,而且訂單通過網絡匯集到企業內及企業外,以便各有關部門及工藝上能很快地進行部門采購及生產的安排。數字化工廠概念中,產品的開發與制造可稱其為虛擬制造或虛擬工廠的一部分,同時其更強調的是對整個制造活動的關注。

智能工廠的概念是由智能環境發展而來的,而智能環境是由各種傳感器、執行器、顯示工具以及計算機元素緊密且無形地聯系在一起形成的。將智能環境引入到制造領域,將形成下一代有關制造工廠的先進技術——即將現實與虛擬工廠相結合,稱之為“智能工廠”。智能工廠不僅關注整個制造活動,更重要的是在數字化工廠的基礎上提出其智能化的控制部分,即整個制造系統在各種輔助設備的幫助下可以自動地監控生產流程,企業必須能夠及時捕捉到產品在整個生命周期中的各種狀態,并且在優化這些信息后使其在不同部門/系統中進行交互。所以數字化工廠和智能工廠不能等同于一個概念。

二、數字化工廠的要素及智能化的判斷標準

數字化工廠的要素:一是傳統生產系統構成要素的數字化表示,即能夠在信息系統、網絡世界中表達出物理工廠模型;二是工廠生命周期的信息自動采集、生產制造過程的自動化;三是依托信息化系統實現生產運作管理(研發設計、生產制造、倉儲配送、物流等環節)的網絡化、數字化、協同化。

工廠智能化判斷標準,可以從生產制造過程中物料(產品、零部件、原材料等)等的自動識別、跟蹤定位、加工控制及對各個階段物料工藝狀態、質量狀況等的信息的自動采集、分析與智能決策等角度進行判斷,具體體現在以下幾個方面:

1、實現自動識別:智能工廠的一個基本挑戰就是物料的識別。物料識別就是分配關于現實物體的虛擬信息的處理過程。因此適當的識別方式、標簽、傳感器、傳感器讀取器和信息工具必須要建立起來。

2、實現跟蹤定位:改進生產過程、降低智能工廠的空閑時間,要求對物料的位置(像工具或原料)進行精準的定位。定位系統的精確度應該在0.15m-1m之間。

3、實現實時狀況分析:在一個智能工廠的輔助系統中必須知道物料的位置和狀態,以提供使用者一些關于情境感知的信息,借助物聯網絡、狀態識別等技術,實現工廠實時狀況分析與決策。

4、實現人機一體的加工控制:借助嵌入式系統、自動化系統等實現人機一體的加工過程控制。

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