柔性生產(chǎn)芻議-3：構(gòu)建柔性生產(chǎn)制造體系的底層技術(shù)-1

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柔性生產(chǎn)芻議-3：構(gòu)建柔性生產(chǎn)制造體系的底層技術(shù)-1

柔性生產(chǎn)

參考上期內(nèi)容，我們在柔性生產(chǎn)的制造體系架構(gòu)中的各個(gè)層級提出了相關(guān)的功能需求。對于這些功能需求，我們可以進(jìn)行如下匯總：

1、加工制造過程中的原料、半成品及成品需要相關(guān)的“身份識別碼”，用于整個(gè)生產(chǎn)流程中對其實(shí)現(xiàn)識別與追溯。與此同時(shí)，通過對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及運(yùn)行環(huán)境的數(shù)據(jù)采集，將這些數(shù)據(jù)用于關(guān)聯(lián)生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制。

2、通過工廠的物流管理系統(tǒng)和加工品“身份識別碼”的有效結(jié)合，保證生產(chǎn)過程中物流與信息流的一致性。

3、生產(chǎn)線中各個(gè)設(shè)備相對獨(dú)立且具備可替代性，則需要采用各個(gè)設(shè)備的分布式自動(dòng)化控制模式，取代傳統(tǒng)的整體生產(chǎn)線集中控制模式，即“去中心化”。

4、生產(chǎn)線中各個(gè)設(shè)備的控制系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)接口進(jìn)行連接，同時(shí)設(shè)備之間需要相互自動(dòng)識別，以實(shí)現(xiàn)整體產(chǎn)線的靈活部署。

5、針對關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行預(yù)見性維護(hù)，通過采集關(guān)鍵數(shù)據(jù)并結(jié)合相關(guān)數(shù)字化模型判斷設(shè)備的故障概率，并進(jìn)行計(jì)劃性維護(hù)或更換，保證整體產(chǎn)線的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

在此我們可以得出結(jié)論：上述需求可以認(rèn)為是搭建柔性生產(chǎn)的制造體系架構(gòu)的必要條件。針對這些功能需求，現(xiàn)有的工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的一些相關(guān)技術(shù)基本已經(jīng)成熟以滿足功能的實(shí)現(xiàn)。

1.工業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)

工業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)主要包括智能傳感器技術(shù)和射頻識別RFID技術(shù)。通過智能傳感器采集生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，主要包括產(chǎn)品/半成品加工精度、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)。通過RFID技術(shù)為加工品設(shè)置身份識別信息，并且實(shí)現(xiàn)各個(gè)工藝環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)透明性，從而可以保證打通整個(gè)制程的數(shù)據(jù)流，避免數(shù)據(jù)孤島。

與此同時(shí)，在場內(nèi)物流的成品/半成品的周轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，通過RFID物流門技術(shù)記錄出入庫信息，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)物流與數(shù)據(jù)流的高效同步。此外，RFID技術(shù)同樣用于產(chǎn)線中各個(gè)設(shè)備之間相互識別，在產(chǎn)線針對不同加工品而進(jìn)行設(shè)備增加、移除以及更換操作時(shí)，可以通過這種設(shè)備間的相互識別完成設(shè)備的自動(dòng)部署以及相關(guān)生產(chǎn)參數(shù)的自動(dòng)調(diào)整。

注：關(guān)于工業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，可參考“助力鋰電池生產(chǎn)降本增效的工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)"

2.分布式自動(dòng)化技術(shù)

分布式自動(dòng)化技術(shù)，主要由如下部分構(gòu)成：

- 邊緣控制器：分布式控制取代自上而下的管理，采用如圖爾克TBEN-PLC系列和TX系列的控制器產(chǎn)品，可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線中各個(gè)子系統(tǒng)的“分而治之”。這些控制器通過工業(yè)以太網(wǎng)相連，并利用集群智能運(yùn)轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)整體產(chǎn)線“去中心化”的控制模式。憑借廣泛的接口范圍類型，邊緣控制器可以集成到不同的網(wǎng)絡(luò)中。此外，邊緣控制器可以完成對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，并將其選擇性地傳輸至更高層級的系統(tǒng)。

- 智能I/O模塊：如圖爾克搭載ARGEE功能的智能I/O模塊產(chǎn)品系列，使得用戶可以充分利用圖爾克標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場總線模塊的全部潛能，并處理各類中小型控制任務(wù)。必要時(shí)，數(shù)據(jù)可以直接傳輸至MES系統(tǒng)，而無需經(jīng)過更高層級的PLC周轉(zhuǎn)。

- 獨(dú)立運(yùn)行的故障安全模塊：故障安全功能可以通過直接安裝于危險(xiǎn)區(qū)域附近的安全模塊來實(shí)現(xiàn)，如圖爾克的TBPN/TBIP產(chǎn)品系列。分布式信號處理可以縮短故障安全信號處理周期，從而進(jìn)一步提高故障安全響應(yīng)的實(shí)時(shí)性。此外，故障安全模塊的狀態(tài)信息可以通過工業(yè)以太網(wǎng)傳輸至上層控制器以便于操作人員監(jiān)控安全回路的工作狀態(tài)以及進(jìn)行必要的手動(dòng)安全復(fù)位等操作。

預(yù)告

我們將在后續(xù)文章為您介紹用于構(gòu)建柔性制造體系的其他底層技術(shù)：模塊類型包（MTP）技術(shù)和預(yù)見性維護(hù)技術(shù)，敬請期待。

本文作者

王鵬 圖爾克垂直營銷高級主管

天津大學(xué)卓越制造專業(yè)MBA

關(guān)于我們

圖爾克作為傳感器、現(xiàn)場總線、接插件、接口技術(shù)及人機(jī)界面（HMI）和RFID系統(tǒng)領(lǐng)域的專家，為工廠及過程自動(dòng)化提供高效的解決方案。圖爾克憑借其先進(jìn)技術(shù)設(shè)備，可以快速而靈活地應(yīng)對當(dāng)?shù)厥袌鲂枨蟆Ｄ€可以通過高效而標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品，降低采購、庫存、安裝成本，并提升運(yùn)營安全性。憑借先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)、豐富的全系列產(chǎn)品、和遍布全球的銷售服務(wù)網(wǎng)絡(luò)所積累的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，為用戶提供量身定制的自動(dòng)化解決方案。

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