過去的制造業(yè)逼于成本而不得不大規(guī)模生產(chǎn)產(chǎn)品,稍有不慎就會陷入產(chǎn)能過剩的危機(jī),甚至落下倒閉跑路的結(jié)果,而全自動化生產(chǎn)帶來了高效率低成本的制造,未來工廠聯(lián)網(wǎng)后將進(jìn)入定制化生產(chǎn)時代,這也就是時下唱得正熱的“工業(yè)4.0”--互聯(lián)網(wǎng)制造。
“工業(yè)4.0”最早由德國政府提出,重點(diǎn)研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程,以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn),涉及整個企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機(jī)互動以及3D技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用等。目前多國政府已經(jīng)意識到互聯(lián)制造的重要性并紛紛出臺政策大力扶持相關(guān)產(chǎn)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(lián)網(wǎng)與工業(yè)融合創(chuàng)新指導(dǎo)意見,將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融入到工業(yè)領(lǐng)域更大的機(jī)器設(shè)備中,制造業(yè)很快就會進(jìn)入工業(yè)4.0時代!
為了幫助業(yè)內(nèi)人士更好地了解認(rèn)識“工業(yè)4.0”概念及其對自動化行業(yè)帶來的機(jī)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(jī)遇》專題。自動化技術(shù)為生產(chǎn)制造業(yè)服務(wù)而生,多年來幫助工廠提升生產(chǎn)力,減輕制造成本做出巨大的貢獻(xiàn),現(xiàn)在“工業(yè)4.0”的出現(xiàn)又將會帶來哪些機(jī)遇?
工業(yè)4.0時代又可以叫做智能制造時代、工業(yè)互聯(lián)時代、大數(shù)據(jù)時代,它通過通訊技術(shù)、虛擬實(shí)現(xiàn)技術(shù)、和現(xiàn)實(shí)工廠、機(jī)器設(shè)備相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的智能化轉(zhuǎn)變。
智能機(jī)床柔性生產(chǎn)
新一代智能機(jī)床可以與互聯(lián)網(wǎng)連接,能夠監(jiān)控,診斷和修正在生產(chǎn)過程中的錯誤,智能機(jī)床還能計算出所使用的切削刀具,主軸,軸承和導(dǎo)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(jī)床集團(tuán)發(fā)布了i5系列智能機(jī)床,這臺機(jī)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(lián)網(wǎng)絡(luò),傳達(dá)給正在車間里忙碌的i5智能機(jī)床。
i5數(shù)控系統(tǒng)的技術(shù)開發(fā),不僅攻克了數(shù)字伺服驅(qū)動技術(shù)、實(shí)時數(shù)字總線技術(shù)等運(yùn)動控制領(lǐng)域的核心底層技術(shù),同時融合了移動互聯(lián)、大數(shù)據(jù)中心等時尚技術(shù),使得特征編程、加工仿真、實(shí)時監(jiān)控、智能診斷、遠(yuǎn)程控制等網(wǎng)絡(luò)智能制造以及工廠分布式、分級式布局得以實(shí)現(xiàn)。據(jù)初步測算,目前僅憑i5系列等智能機(jī)床每年的銷量將達(dá)到4000至5000臺/套,從而為沈陽機(jī)床帶來10億元至15億元的營業(yè)收入。
隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展,越來越多的機(jī)床商把機(jī)器人引入到機(jī)床產(chǎn)業(yè)中,結(jié)合機(jī)床形成新一代先進(jìn)的高效制造設(shè)備。目前機(jī)器人與機(jī)床的結(jié)構(gòu)關(guān)系分為機(jī)器人安裝于機(jī)床外部和與機(jī)床構(gòu)成一體兩種形式,與機(jī)床共同完成加工工藝過程,組成柔性生產(chǎn)線。
1月17號,國內(nèi)首個ARSMA機(jī)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(jī)器人加工參數(shù)在線調(diào)整提供感知信息。這項世界尖端技術(shù)填補(bǔ)了我國機(jī)器人在大型復(fù)雜曲面加工以及對難加工材料進(jìn)行加工等領(lǐng)域的空白。智能機(jī)床正在成來機(jī)床業(yè)發(fā)展的新方向,隨著技術(shù)的突破,互聯(lián)網(wǎng)定制造化時代也將越來越接近。
數(shù)字化技術(shù)實(shí)現(xiàn)虛擬制造
數(shù)字化制造是通過計算機(jī)輔助設(shè)計,計算機(jī)輔助制造,計算機(jī)集成制造系統(tǒng)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫管理等系統(tǒng),對產(chǎn)品的設(shè)計到生產(chǎn)制造全過程進(jìn)行監(jiān)控管理,制造商可利用數(shù)字化制造系統(tǒng)對整個生產(chǎn)線進(jìn)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(xiàn),未來工業(yè)制造中將會通過先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù),實(shí)現(xiàn)供貨合同、設(shè)計、生產(chǎn)、試驗、儲運(yùn)等問題,都可以一并解決。
數(shù)字化制造的實(shí)現(xiàn)過程可以分為四大步驟,首先,要建立企業(yè)網(wǎng)和工程數(shù)據(jù)庫初步實(shí)現(xiàn)CAD、CAPP、CAM功能;第二,進(jìn)行信息集成,推行PDM技術(shù),特征建模技術(shù),形成CAD、CAPP、CAM的集成系統(tǒng);第三,在設(shè)計、工藝、制造部門建立統(tǒng)一的產(chǎn)品模型。初步實(shí)現(xiàn)并行工程,進(jìn)一步將MIS、MRPII與CAD/CAM系統(tǒng)進(jìn)行集成,實(shí)現(xiàn)整個企業(yè)內(nèi)部的信息集成,全面實(shí)現(xiàn)并行工程;第四,在上述工作的基礎(chǔ)上,對企業(yè)內(nèi)的生產(chǎn)、經(jīng)營等多方面的活動進(jìn)行建模、仿真,實(shí)現(xiàn)虛擬制造。
目前這項技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到汽車制造業(yè)中,借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立的3維汽車模型,可顯示汽車的懸掛、底盤、內(nèi)飾直至每一個焊接點(diǎn),設(shè)計者可確定每個部件的質(zhì)量,了解各個部件的運(yùn)行性能。這種三維模型準(zhǔn)確性很高,汽車制造商可按得到的計算機(jī)數(shù)據(jù)直接進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。
像美國通用、福特汽車公司都已經(jīng)在應(yīng)用這項技術(shù),在福特汽車公司中產(chǎn)品設(shè)計師運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)軟件可以看到虛擬汽車車門及發(fā)動機(jī)罩的鉸接,可以設(shè)想在駕駛室的座位上來解決人機(jī)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(jī)油濾清器來模擬發(fā)動機(jī)的維護(hù)。
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