智能生产线 智能制造生产线

智能生产线智能制造生产线

智能生产线一:中国首条智能制造生产线！围观速来

达沃斯论坛在2024年初就提出“掌控第四次工业革命”作为年度主题。第四次工业革命为“物理信息融合”，当前，全球正处在物理世界与信息世界开头融合的初期阶段。

对于第四次工业革命，整个工业界和信息产业界在2024年都有着充分的争论。特殊是随着电商和微信等超级别移动应用入口在近两年的崛起，一个能够满意用户与消费者共性化需求、连接用户端与生产制造端的新型智能制造链条正在形成中。

这样的智能制造链条究竟长什么样?SAP与中科院沈阳自动化讨论所(简称沈自所)花费了近一年的时间，联合开发了首条工业4.0示范生产线，并在2024年底的世界互联网大会上首次向外展现。

从电商与微信入口直连到后端的软件定义生产线，从本地工业互联网到跨洋云服务和大数据处理，中国正走在新工业实践的前沿。

将来智能制造场景

以共性化定制汽车模型为示例，由沈自所与SAP中国讨论院合作的工业4.0示范生产线比较完整的展现了将来智能制造的场景。这条智能制造示范生产线已正式落户于位于沈阳的中科院沈自所内，是一个8米×8米的模拟生产车间，其中包括了诸多装置——五台机械臂、两台自动导引车、100台WIA-FA工业无线设备等。

一般消费者可以通过基于SAP电子商务套件Hybris搭建的电商网站、手机用户端界面或直接在微信公众号下订单，可依据自己的宠爱选择不同的车型和车体颜色。

订单生成后，相关信息即传送到模拟车模制造企业的ERP系统中。ERP系统会依据当前订单的状况，相应完成预备生产物料、生产方案和编制生产成本等工作。

当ERP系统完成生产方案后，会将相应的工单传送到工厂的MES生产制造执行系统，通过MES下达给工厂生产线上。

MES自动选择优先级最高的工单，而工厂生产线接收到生产工单信息后，将发送一个产品托盘并装备上RFID标签。全部与该产品相关的信息都记录在这个唯一RFID标签里，每一道工序的生产工作站都与RFID标签进行信息交互。

整个示范生产线一共有7个工序、涉及6个生产工作站，另外还有2个移动备用生产工作站。生产线在达到产能饱含的时候，能自动调用移动备用生产工作站进入生产体系，而当产能空闲的时候又将把备用生产工作站移诞生产体系，以达到节能减排的效果。消费者可以在网站、移动端和微信端远程观看整个的生产过程，工厂的管理人员和工程师也可以在iPad上观看整个生产线的工作状态和订单运行状况，相关数据也实时供应给上下游供应链以保证生产物料供应。

三大关键性技术

这条工业4.0示范生产线都示范了哪些关键性技术?SAP中国讨论院院长李瑞成表示，该示范生产线实现了工业4.0的基本理念，包括共性化订单、柔性化生产、三大集成、工业云与大数据等等，尤其是生产线所集成的云服务其实位于新加坡，真正体现了全球一体化的智能制造。

沈自所工业掌握网络与系统讨论室主任曾鹏表示，整条示范生产线中最大的特色为软件定义生产，即所谓柔性化生产。现在的离散制造业，消失越来越多的共性化的用户需求。这种共性化配置的需求，对于后端的生产制造环节，带来了极大的挑战。传统的刚性生产，生产线一旦安装好了之后就难以变动。

此外，现在许多产品的生命周期越来越短，传统刚性生产线的升级与改造耗时耗力，生产线更新的速度远落后于产品更新的速度。

为了解决这个问题，SAP与沈自所一起，首先对于传统工厂的信息化系统进行了信息和数据的纵向集成。

把从上往下的ERP资源管理系统、MES制造执行系统、PLC生产掌握系统(包括工业机器人等)以及HANA大数据处理平台进行了分层处理，每一层之间实现了更好的数据与信息交互，提高了整个工厂各个层面的信息传递效率。

其次，从产品下订单、生产规划再到物料预备、生产线调整，把整个过程映射到虚拟的信息空间中，在虚拟信息空间里重构了用户端到生产端的制造全过程。

生产线上的PLC可编程设备、传感器、掌握器或工业机器人等被抽象成信息空间里的虚拟模型，虚拟模型与物理设备之间进行信息交互与联动。

这样，原来需要人工配置的生产线调整就通过虚拟信息空间进行快速系统重构，然后自动化配置参数到物理设备中，大幅缩短了生产线的变化周期。

在虚拟信息空间与现实物理世界进行信息交互的过程中，需要一个可进行高速低延时、高可用、高并发、抗干扰的工业互联网。

沈自所牵头讨论制定的工业无线网络技术规范WIA-FA是目前世界上唯一面对工厂高速自动掌握应用的IEC(国际电工组织)无线技术国际标准。沈自所基于WIF-FA实现了对示范生产线信息和数据的高速无线采集，保持10毫秒以内延时，优于国外公司同类产品。

第三，生产设备的数据被实时传送到位于新加坡的SAPHANA云服务中心，通过当地的大数据处理对设备进行故障诊断和实时猜测。

基于对生产线上的数据监测以及在云服务平台上建立各种算法，可猜测设备的故障时间、故障位置以及故障类型，大幅削减生产线的停机时间，同时延长了设备的使用生命周期。

2024年1月底，SAP中国讨论院与中科院沈自所在沈阳再次签订了合作协议，进一步扩大智能制造示范生产线的范围，把产品数字化协同设计、生产维护全流程等包括进来，全面实践工业4.0所提到企业内部纵向、产业链间横向以及产品生命全周期端到端的三大集成，并把相应成果以解决方案的形式供应给制造企业。

现在，智能制造已经不是将来，而是正在发生的将来。

来源：仪控工程网

智能生产线二:都不需要操作工的智能机械生产线

智能生产线三:自动化生产线十大“神器”，你必需了解！

工业生产中，自动化智能化普及度越来越高，看看一个自动化工厂标配是什么。

1、

掌握器自动化工厂的大脑掌握器（英文名称：controller）是指根据预定挨次转变主电路或掌握电路的接线和转变电路中电阻值来掌握电动机的启动、调速、制动和反向的主令装置。

由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作掌握器组成，它是发布命令的“决策机构”，即完成协调和指挥整个计算机系统的操作。

@

Controlleris

a

device

thatcontrolsthetransferof

data

froma

puter

toa

peripheraldevice

andviceversa.Forexample,

diskdrives,

displayscreens,

keyboards,and

printers

allrequirecontrollers.

自动化工厂中常用的掌握器有plc，工控机等。

可编程规律掌握器（ProgrammableLogicController，PLC），它采纳一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行规律运算、挨次掌握、定时、计数与算术操作等面对用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出掌握各种类型的机械或生产过程。

2、机器人

自动化工厂的执行者Robot，机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以依据以人工智能技术制定的原则纲领行动。

它的任务是帮助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危急的工作。机器人一般由执行机构、驱动装置、检测装置和掌握系统和简单机械等组成。

@Themissionofrobotis

thatreplacingmanualworksuchasproduction,constructionworkorsomeotherdangerous.Therobotsconsistof

actuator,drive,plexmechanicaltestingdeviceandcontrolsystem.

3、伺服电机

自动化工厂供应动力的肌肉

伺服电机（servomotor）是指在伺服系统中掌握机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。

伺服电机可使掌握速度，位置精度特别精确     ，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动掌握对象。

伺服电机转子转速受输入信号掌握，并能快速反应，在自动掌握系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。

分为直流和沟通伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。

@

A

servomotor

isa

rotaryactuator

or

linearactuator

thatallowsforprecisecontrolofangularorlinearposition,velocityandacceleration.

Itconsistsofasuitablemotorcoupledtoasensorforposition

Italsorequiresarelativelysophisticatedcontroller,oftenadedicatedmoduledesignedspecificallyforusewithservomotors.

4、

传感器

自动化工厂的触觉传感器（英文名称：transducer/sensor）是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按肯定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满意信息的传输、处理、存储、显示、记录和掌握等要求。

它是实现自动检测和自动掌握的首要环节。

在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和掌握生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此可以说，没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。

@

A

transducer/sensor

isadevicethat

converts

one

formofenergy

toanother.Usuallyatransducerconvertsa

signal

inoneformofenergytoasignalinanother.

Usingsensortomonitorandcontrollparameterofproductionprocesstomakesuredeviceoperatingwithbestconditionandproducinghighqualityproducts.

5、

变频器

自动化工厂的交换器变频器（Variable-frequencyDrive，VFD）是应用变频技术与微电子技术，通过转变电机工作电源频率方式来掌握沟通电动机的电力掌握设备。

变频器主要由整流（沟通变直流）、滤波、逆变（直流变沟通）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。

变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，依据电机的实际需要来供应其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有许多的爱护功能，如过流、过压、过载爱护等等。

@

A

variable-frequencydrive

(VFD)

isatypeof

adjustable-speeddrive

usedin

electro-mechanical

drivesystemstocontrol

ACmotor

speed

and

torque

byvaryingmotorinput

frequency

and

voltage.

6、

电磁阀

自动化工厂的开关电磁阀（Electromagneticvalve）是用电磁掌握的工业设备，是用来掌握流体的自动化基础元件，属于执行器，并不限于液压、气动。

用在工业掌握系统中调整介质的方向、流量、速度和其他的参数。电磁阀可以协作不同的电路来实现预期的掌握，而掌握的精度和敏捷性都能够保证。

电磁阀有许多种，不同的电磁阀在掌握系统的不同位置发挥作用，最常用的是单向阀、平安阀、方向掌握阀、速度调整阀等。

@

Thisallowsfueltobeshutofffromthesprayerbyelectricalcontrol.Ithelpsavoiddripswhenthevalveisclosed.Italsoeasesthepurgingoftheburner(andanyboiler)offuelmistduringstartup,orwhilerestartingafteramisfire.

7、

工业相机

自动化工厂的眼镜工业相机是机器视觉系统中的一个关键组件，其最本质的功能就是将光信号转变成AFT-808小型高清工业相机为有序的电信号。

而工业相机一般安装在机器流水线上代替人眼来做测量和推断，通过数字图像摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统。

图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而依据判别的结果来掌握现场的设备动作。

@

Theterm"industrialcameras"isalittlebitmisleadingsincethesecamerasarenotonlyusedformachinevisionbutalsoformedical,scientificandsecuritypurposes.

Thefollowingsectionsoutlinethetypicalfeaturesofindustrialcameras.

8、

仪器仪表

自动化工厂的调整系统仪器仪表（英文：instrumentation）仪器仪表是用以检出、测量、观看、计算各种物理量、物质成分、物性参数等的器具或设备。真空检漏仪、压力表、测长仪、显微镜、乘法器等均属于仪器。

自动化工厂中需要应用各种仪器仪表，比如测量压力、液位、流量、温度等一些掌握过程所需要的参数值，就需要相关的仪器仪表。

@

Instrumentation

isthedevelopmentoruseof

measuringinstruments

forobservation,monitoringorcontrol.

Instrumentsmaybeassimpleasdirectreadinghand-held

thermometers

orasplexasmulti-variableprocessanalyzers.

9、自动化软件

自动化工厂的心脏AutomationSoftware,由于工业掌握系统的管控一体化趋势掌握工程网版权全部，使得工业掌握系统与传统IT管理系统以及互联网相连通，内部也越来越多地采纳了通用软件、通用硬件和通用协议。

比较常见的是SCADA自动化软件。

SCADA自动化系统（supervisorycontrolanddataacquisition），就是我们所说的数据采集与监控系统。它主要是受计算机技术得支撑，对各种生产过程进行调度自动化掌握的系统。

SCADA自动化软件，可以在无人看管的状况下，自动化的对生产进行长时间的精准监椌，并且从中猎取有效的信息数据，为监管的管理者供应有力的评价参考。

@SCADA

(supervisorycontrolanddataacquisition)isasystemfor

remotemonitoringandcontrol

thatoperateswithcodedsignalsovermunicationchannels(usi