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打造智慧工厂 迈向“智造”时代

来源:现代物流产业网 作者:孙辉 罗颖 时间:2023-10-16
导读:近年来,越来越多的传统型工业制造企业加入数字化车间和智能工厂建设的行列,从根本上变革生产方式和资源组织模式,最终实现智能制造。

文 / 现代物流报全媒体记者 孙辉 罗颖

 
 

近年来,越来越多的传统型工业制造企业加入数字化车间和智能工厂建设的行列,从根本上变革生产方式和资源组织模式,最终实现智能制造。在日前举办的工博会工业自动化展上,众多自动化行业领先企业集中展示了智能制造的核心技术和前端产品,其中包含智能制造系统解决方案和工业自动化系统集成与行业解决方案等七大重点展区,近700家企业分享创新技术融合和解决方案,推动打造未来智慧工厂。面对新一轮全球科技革命和产业变革,共享繁荣、共创未来依然是制造业和产业领域的共同期待……

领军企业发力“绿+智”战略目标

不久前,第二十三届中国国际工业博览会圆满闭幕,工博会在展示制造业领域众多新技术的同时,还提出了一个非常重要的新命题:如何让“智造”的“快车”,驰上低碳赛道,使得数字化与绿色转型能够深度融合?

事实上,这个命题正是本届工博会主题——“碳循新工业数聚新经济”所要传递的关键信息。透过重量级嘉宾和龙头企业的论述和展示,“绿+智”这道加法题越来越生动,也越来越紧迫。

全流程低碳需数字化支撑

与传统节能降碳手段有所不同,当下,减碳不仅要求企业针对自身制造环节减少排放,更包括减少产品全生命周期、全价值链的碳足迹。因此,必须在上下游形成跨界协同,而这就是数字化技术大展身手之地。

中国工程院外籍院士、德国国家科学与工程院院士奥泰因·赫尔佐格表示,企业要低碳,必须将数字化技术内嵌到制造环节,借助人工智能、数字孪生、物联网等技术,让每个合作伙伴都参与其中。思爱普(SAP)全球高级副总裁克拉斯·纽曼说,即使企业是可再生能源行业的领军者,但它的供应链并不会自动变“绿”,必须让软件和人工智能发挥关键作用。

可以看到,当前,领军人物都已将“减碳”作为制造业数字化的重要发力点之一。如果说这是“绿+智”战略目标,那么推动两者融合还有一个“战术层面”考虑,那就是帮助企业摸清“碳家底”。

以清晰、合规、可追溯的方式算清自己和供应链的碳足迹,将是低碳背景下企业应对市场竞争与政府监管的基本功,这就要求企业将数字化和低碳结合起来。胡建钧解释说,工业4.0使得工厂流水线越来越柔性、越来越强调“按订单生产”,因此,企业每分钟生产的产品、使用的配件都可能不同,所用电能有多少来自风、光等可再生能源,也有很多变数。这种情况下,传统的碳核算手段无法应对,唯有借助数字化技术搜集、分析、交换智能制造全流程的数据,并用区块链技术确保数据在流通中始终准确、不被篡改。

领军企业正在行动

本届工博会上,“绿+智”理念的展示可以说是最具亮点。

连续十多年参会的台达,今年一改往届以展示自动化制造技术为主的思路,转而围绕“零碳工厂”主题,展示相关软件平台、微电网、物联网、机器人等零碳制造技术。同样聚焦“净零排放”的,还包括工控巨头罗克韦尔,其基于工业互联网技术打造了一个全程覆盖研发、设计、制造和供应链管理的低碳转型方案,能提供碳减排、碳抵消、碳评估等功能。除了这些巨头,智能制造中小企业也让人看到了行动力。沪上“专精特新”企业——上海节卡机器人科技有限公司就在“C位”展出了一个由16台机器人组成的方阵,而且实时显示其能耗数据,以此凸显机器人行业的低碳技术进展。

在供应链减碳方面,宝马中国分享的一个案例特别值得借鉴。针对汽车减排的两大痛点——车身和电池,宝马一方面与河钢集团合作,引入河钢基于“绿氢”“绿电”冶炼的“绿钢”,大幅降低车身碳足迹;另一方面,他们与浙江华友循环公司合作,在全程数字化监管下,通过回收、拆解废电池,从中提取镍、钴、锂等交给下游电池厂商,再将由此造出的电池用于宝马车,从而形成闭环。由于矿物开采是电池制造最耗能的环节,此举的减碳幅度达到70%。

上海应该加速作为

对低碳与智造的融合,相关政府部门及部分领军企业已给予高度重视。正如上海市经济信息化委主任吴金城所言,上海正在努力强化企业的ESG(环境、社会与治理)理念,推动建立制造业“碳足迹追溯平台”,积极打造零碳工厂和零碳工业链,从而实现绿色化、数字化“双化联动、双化叠加”。事实上,上海目前正着力打造的现代化产业体系,其两大支柱就是推动传统产业数字化和绿色低碳转型。

但与此同时,仍有一部分企业对数字化和低碳化融合的认知尚有不足。本届工博会上,记者发现,包括部分知名企业在内,他们在展区或相关论坛上分享案例时,似乎仍将数字化与低碳化分为两个独立环节,还未深入思考这两方面该如何“双向奔赴”。当然,这也情有可原,正如一位智能制造专家所说,两年前,他本人都没有仔细考虑过数字化与低碳转型之间的关系。

那么,现在还有哪些点值得制造业发力?受邀致辞的2019年诺贝尔化学奖获得者、美国纽约州立大学宾汉姆顿分校教授斯坦利·惠廷厄姆说,未来,整座城市都会有很多场景和课题需要数字化和低碳协力解决,包括电动交通系统、可再生能源利用、更节能的通信体系等。他还特别提到,实际上,数字化本身也面临极大的减碳压力,比如人工智能大模型的能耗就非常巨大,另外,假如基于目前的技术发展下去,高级自动驾驶系统会在计算中消耗掉汽车三分之一的电能,而这必须有所改变。

此外,国内产业界龙头也在贡献自己的创想。上海电气集团相关负责人表示,长三角省级以上工业园区约占全国的五分之一,绝大部分都是出口导向型,受欧盟CBAM影响明显。要实现更有效率的绿色转型,解决低碳实践“碎片化”的问题,可以考虑将之前针对单个企业、局部改造为主的低碳模式,转向对整个园区甚至更大区域进行系统改造升级为主的模式过渡,从而为绿色制造、能源互联网、工业互联网等的综合运营提供更大的协同和优化空间。

来源:文汇报

作者:张懿

视角
 
 

“AI+”赋能打造智慧工厂

9月23日,工博会工业自动化展(IAS)落下帷幕,作为工博会旗下最受瞩目的专业展之一,汇聚了众多自动化行业领先企业集中展示智能制造的核心技术和前端产品,其中包含智能制造系统解决方案和工业自动化系统集成与行业解决方案等七大重点展区,近700家企业分享创新技术融合和解决方案,推动打造未来智慧工厂。

随着5G、人工智能等新一代信息技术与制造业的不断融合,制造业智能化发展成为制造业升级转型的重要方向。“十四五”规划提出,到2025年,70%的规模以上制造业企业基本实现数字化网络化,建成500个以上引领行业发展的智能制造示范工厂。

芯控智能:AI定义软件 软件驱动硬件

在现阶段的工业自动化产线中,设计端和实施端存在脱节的情况。生产线设计依赖于方案工程师,而方案的可行性与可靠性依赖于工程师的经验,现实情况则常常会出现实施效果不达预期的情况,基于此再进行方案优化,则会带来大量的资金和时间成本的投入。

作为一家为智能制造行业集成商提供快速方案设计、落地实施的工业软件公司,芯控智能通过AI布局一键生成产线方案,快速布局后通过低代码的形式实现虚拟调试,同时提供模块化机器人快速搭建实施产线,以集中控制器为中枢实现真正的数字孪生。芯控智能是国内唯一实现从设计到实施全栈打通,提供包括产线规划软件、控制器、机器人等产品的智能制造系统解决方案服务企业。

芯控智能创始人陈立表示,“我们通过使用游戏级引擎,对模型轻量化处理、使得软件功能更具有交互性,因此有相关行业经验的人员通过一两个小时的培训即可在“芯工厂”软件内搭建出一条能够投入使用的生产线方案。”

在在工业制造领域,生产线设升级迭代是高频发生的,以光伏和锂电行业为例,生产线更新的时间基本为6至12个月,传统的固定产线生产模式无法在可控成本范围内满足市场需求以及标准产品的敏捷响应和快速交付。制造型企业需要具备构建柔性化生产的能力,而对于设备集成商而言,制造业生产线中的硬件寿命逐渐延长,而现阶段产线存在大量非标硬件设计与应用,优化现有的产线硬件需要投入大量时间成本和人力成本。

因此,芯控智能基于人工智能和模块化机器人核心技术,为辅助自动化设备集成商完成产线规划设计与优化而研发了一款工具软件-“芯工厂”,配合芯控自主研发的运动控制器能够真正实现“虚实结合”,切实解决设备集成商的难题。

芯控智能运用人工智能技术在产线设计时根据实际需要,自动优化产线布局,不仅能大幅度减少方案工程师的设计周期,将设计一条生产线的时间周期从一个月缩短至一周,还可以将后道实施标准化,避免因机器人运动轨迹或速度节拍不合理等问题而引起的设计方案反复优化情况的出现。陈立表示,“在一个工厂范围内实时控制单台机器人到联动400台机器人是我们特有的优势,我们的软件可以灵活实施,大到整个数字化车间,小到一条生产线都可以。”

芯控智能通过软件驱动来进行硬件的实施和部署,将市面上常见的超28000种包括工业机器人、工装夹具等在内的数据化模型,其中涵盖了芯控智能自研生产的工业机器人。芯控智能从单位伺服电机轴考量,为避免轴数用量冗余的情况,模块化机器人包含了从二轴到六轴的组合形态,可以像乐高一样快速将生产线拼装完成,提升生产线的部署效率。

对于下一步发展计划,在应用场景层面,芯控智能正在同步拓展例如半导体、智能仓储以及生物医药等行业,同时积极拥抱国家产业,比如军工行业。在模型处理层面,芯控智能将持续深入在人工智能方向的研究,通过融合技术理论进行突破和深度学习。在智能AI的算法研发方面,工业机器人不但需要自动进行标的物的点、线、面识别处理,还需要结合工艺的智能算法进行深度加工。在未来的软件平台发展方向建设上,芯控智能将通过开放API接口为应用者提供一个更具交互性和拓展性的开放式社区,同时通过线上、线下培训和开发者聚会等形式推动应用者更好的使用软件,满足实际产线需求。在技术应用层面,芯控智能将持续投入研发力量,打造新行业的示范应用案例,将工业嫁接互联网,让自动化变得越来越简单。

微亿智造:AI质检打通柔性生产“最后一公里”

传统的质检过程往往依赖于人工操作,耗时费力且容易出现主观误判。在一些制造业工厂产线上,AI视觉检测已经开始代替人力进行质检工作。微亿智造副总经理李科频表示,“现阶段在工厂产线上,所有需要工人用他的手拿着被测物体进行质检的场景,某种程度上都是我们的市场。”

成立于2018年,微亿智造以工业人工智能+机器视觉为主线,提供以“视觉感知模组+机器人智能控制+工业AI算法及云计算能力”为核心技术的智能视觉系统,助力制造业数智化转型升级。“在3C领域做质检解决方案时,我们更多的是以非标定制为主,而从整个工业制造来看,更需要的是一个标准化产品。”微亿智造将机器视觉系统以标准化、集成化、一体化的方式沉淀到产品体系上,并基于产业know-how实现质检标机、行业专机的快速规模化落地应用,目前已经形成“工”系列和“灵”系列产品体系,两个系列均为模块化设计且具备柔性化部署能力。

在AI质检层面,工小匠为“AI数字质检员”,能够替代传统人工质检,实现柔性部署。同时,工小匠还包括“数字物料操作员”,以及后续会推出“AI数字打磨员”,通过视觉引导结合自动化手段解决现场依靠人工进行的重复性劳动,为企业打造统一、完整作业闭环。

李科频表示,“除了质检相关的产品,我们也在进行产线管理的产品布局。因为质检只是其中的一个环节,而要真正实现赋能生产还需要解决现场管理问题,包括人员配备、人机协同等。”工小智作为“AI产线管理员”可以实现生产过程中的可视化管理,

配合“工”系列产品,灵镜PMD立体相位偏折检测仪,针对高反光、漫散射的材料,采用面结构光测量技术,通过相较线扫描的激光扫描仪和点扫描的时间飞行测量仪,通过物理信息收集实现高性价比的外观缺陷检测。灵眸OCT3D高精度层析缺陷检测仪针对透明、半透明和高散射的工业产品,提供微米级别的3D成像及高空间分辨率检测,引用医学缺陷检测OCT技术,叠加自研的深度缺陷检测算法,实现1024层的层析透视。灵阵OMX光学一体化复眼阵列模组,针对检测区域较广的产品,采用模块灵活组合的方式以最低的代价实现快速部署和检测。

在过去,AI质检技术未发展成熟,价格昂贵,固定资本回报周期较长,需要大量的数据进行模型训练,通过递增的训练量进行算法模型优化从而提升质检准确率。李科频表示,“视觉AI的核心关键是在保证性能的基础上将成本控制在合适的区间,使得客户能够以较低的代价解决实际问题。”

除了不断优化产品性能和降低成本,微亿智造还提供灵活的商业模式。微亿智造提供两周的样机试用,在工业现场为客户进行跑料,客户能够更直观地了解AI技术的优势。如果客户需要进行更长时间的验证,可通过租赁的方式以较小的代价完成产品导入,如果客户需要产线其它环节的解决方案,微亿智造将配合自动化集成商解决实际问题。

来源:亿欧网

作者:黄岚清

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标杆智能工厂的数字化之路

最高日产能超14万台,每0.7秒就下线产出1台手机或平板电脑。近日,记者跟随武汉市工业技改示范推广会的专家们,一起感受联想武汉产业基地的“智造”实力。

联想武汉产业基地是联想集团全球最大、最先进的移动智能终端研发制造基地。2013年年底在光谷建成投产以来,累计创造工业产值超过3800亿元,出口额连续8年位列湖北省第一。

习近平总书记在党的二十大报告中强调:“实施产业基础再造工程和重大技术装备攻关工程,支持专精特新企业发展,推动制造业高端化、智能化、绿色化发展。”“联想是实践者,也是受益者。”联想武汉产业基地总经理齐岳表示,贯彻落实习近平总书记重要指示精神,联想武汉产业基地每年投资逾1亿元用于智能化改造和数字化升级,获评武汉市首批十大标杆智能工厂,成为中国ICT(即信息与通信技术)行业首个获“零碳工厂”认证的企业。

下单排产、生产备料、贴片生产、组装包装……在联想武汉基地新建成的创新展示中心内,一组动画将一部手机的智能化生产流程清晰地展现出来,令参观者啧啧称奇。

联想武汉产业基地智能化总监邹杨介绍,通过持续不断的智能化转型升级,基地最高日产能超14万台,支持60种以上类型的移动设备同时生产。全球每10台摩托罗拉品牌手机或每10台联想品牌平板电脑中,就有接近6台产自这里。“数字化”是联想武汉产业基地的“法宝”。其自主研发的业界首条5G+IoT自动化组装线“量子线”,将单独制造工艺变成一个个制造模块,可随时依据设计要求来调整制造流程,4小时就能变出一条新生产线,实现了生产不同型号产品间的自如切换。

“小步快跑、迭代升级,摸着石头过河。”齐岳介绍,通过添加制造模块、叠加自动化解决方案,“量子线”打破了消费类电子制造业大量依靠人工组装的局面,自动化率从10年前的14.8%提升到48%。以前每条产线上需要近50位员工连轴完成的产量,现在28个人就可轻松完成。

过去两年,联想武汉基地入选“武汉十大智能标杆工厂”,并通过了国家智能制造能力成熟度三级认证,是湖北省电子信息制造业首家通过此级别及以上认证的企业。

一枝独秀不如百花齐放。近年来,基于自身的智能化、数字化实践,联想武汉产业基地正在将经验向全市覆盖推广,内生外化带动整个行业加速向智能制造转型。

联想方案服务集团相关负责人唐炜介绍,截至目前,作为武汉市级咨询诊断平台,联想方案服务集团已为近千家武汉企业提供咨询诊断服务,帮助攀升电脑、东风乘用车、航达科技等逾百家武汉企业实施技术改造。

来源:长江日报

作者:李琴

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重庆将建成17个智能工厂224个数字化车间

本报讯 日前,四川重庆市经信委负责人表示,今年内重庆将推动建成17个智能工厂和224个数字化车间,累计建成144个智能工厂和958个数字化车间,将数字化转型“进行到底”。

1000台机器人协同作业,激光焊接高速运转,每3分钟就有一台新能源汽车下线……在赛力斯智慧工厂,这一幕幕充满科技感的智能化生产场景已是企业常态。“运用人工智能、物联网等新技术,工厂实现关键工序100%自动化。”赛力斯集团董事长张兴海说,实施智能化改造不仅为企业节约制造成本,还让产品制造有了更高精度。

同样地,在青山工业数字化车间,一台台机器人有序地进行产品组装,每30秒即可下线一台汽车变速器。“运用5G、大数据等技术进行数字化改造后,企业生产效率提高30%以上,经营成本降低了10%以上。”青山工业党委副书记叶万华如是说。

今年以来,重庆市聚焦龙头企业推动生产智能化,以“产线、车间、工厂”作为单元梯度,重点在汽车、装备制造、医药、材料等传统及新兴产业实施智能化改造,逐步实现“全要素、全流程、全生态”数字化转型。

因地制宜、整体推进实现数字化、智能化变革从龙头企业向产业链中小企业延伸,从制造环节向供应链各环节延伸,以此提升“重庆制造”核心竞争力。

“截至目前,重庆市已累计实施6080个智能化改造项目,示范项目生产效率平均提升近60%。”重庆市经济信息委副主任杨正华说,重庆市将通过实施智能制造诊断评估、龙头骨干企业引领示范等8大专项行动,计划到2027年全市规上制造业企业基本进入数字化普及阶段,并带动4000家中小企业实现数字化转型,累计推动15万家企业“上云用数赋智”。

来源:重庆日报

作者:王文

《 现代物流报 》( 2023年10月16日 B2版)

 

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