工厂智能系统（精选十篇）
工厂智能系统 篇1
物联网根据相应的协议规定,通过传感设备,将各个物体和互联网相连,实现通信和信息交换,对物体进行智能化识别、跟踪、定位、管理和监控。基于物联网技术实现的工厂智能照明控制系统,能够通过传感器采集相应室外光亮度变化、人员情况,实现工厂照明的智能控制,克服工厂采用的传统照明控制方式的缺陷。
1 基于物联网技术的工厂智能照明系统整体硬件设计
本文设计的基于物联网技术的工厂智能照明系统,该系统主要包括信号采集模块、射频模块、电源模块、控制模块、显示模块、故障检测模块,从而实现工厂办公区、道路区、楼梯区、电梯区照明系统的智能控制,采用的核心控制器为单片机MC13213。
系统的感知层为传感器,有效监测室内人数情况和外界光强度 ;获得的监测信息传送至处理层,单片机MC13213对信息进行分析,实现照明设备的自动分组控制 ;同时网络层把情况传送到PC上位机软件平台,实时显示光强、定时操作、时钟同步等远程监控,网络层选用蓝牙模块。
1.1 最小系统设计
主控芯片MC13213最小系统 包括调试写入接口、晶振电路、复位电路等,MCU内部程序需要最小系统提供的外围电路才能正常运行。对于MCU的晶振电路的选择有多种,可以选择外部时钟源、外部晶振或者是内部晶振,为了降低系统的成本,MCU的外部时钟源选择Modem的CLKO时钟输出。
1.2 信号采集模块设计
信号采集模块的设计在工厂智能照明系统中占有非常重要的地位。本系统根据工厂的不同的区域,如道路、楼梯间、电梯间及办公区的不同特征,采用不同光敏电阻和传感器,实时监测厂区照明环境,做出开关、等控制决策,并对故障进行自动检测,提高了系统的可靠性。
道路区域采集模块设计 :本设计在道路区域采用E18-D80NK-N传感器,此传感器价格低廉、受光的干扰较小、探测距离较远、使用方便。电梯区采集模块设计 :本系统中的电梯区采集模块选用热释电红外传感器HC-SR501芯片采集相应的信息。有乘客进入电梯感应范围之内,输出高电平,电梯内的照明灯打开,通过重复触发方式使灯一直处于打开状态 ;乘客不在感应范围之内,输出低电平、关闭高电平,关闭照明灯。楼梯间区域采集模块设计 :本系统中设计的楼梯间的照明采用声控方式。对电路进行相应的阀值设定,如果传感器采集的声音信号超过设定的阀值,电路接通,灯亮,延时一段时间,之后自动关闭,灯灭,如此循环。核心器件采用运放器LM358和定时器NE555。4办公区域采集模块的设计 :办公区域检测选用HC-SR501热释电红外传感器实现。
1.3 射频模块的设计
射频模块的主要作用是用来增加测控器网络通信距离,在单片机MC13213存在的内部集成射频模块基础之上增加了低噪声放大器、功率放大器、射频收发开关等。
1.4 电源模块的设计
本系统中采用芯片TL494为电源模块,它是一种脉宽调制电路,具有固定的使用频率,能够实现开关电源的控制,满足系统对电压的所有要求,提供的电压稳定、纹波小,此外还能够减少硬件系统的能耗,达到节能的目的。它的封装形式有两种,分别为SO-16和PDIP-16,应用的范围十分广泛包括半桥式、全桥式及单端正激双管式开关电源。
1.5 显示模块的设计
本系统中的显示模块选用74LS573,它属于七段显示译码器,应用非常普遍。它具有八个透明的锁存器,其锁存器类型为D型,当使能为低时,输出将锁存在已建立的数据电平上 ;当使能(G)为高时,Q输出将随数据(D)输入而变。
1.6 故障检测模块的设计
本系统中 的故障检 测模块选 用LM324运算放大器。该模块的主要作用是实时监测灯具的过流、损坏、过压、断电及人为破坏等情况,及时将监测到的数据和每一盏灯的工作状态反映至监控中心。
1.7 网络层——蓝牙模块设计
蓝牙技术使用全球通用的2.4GHz频段,使得蓝牙设备可在世界上任何地方工作。本系统的各控制器通过蓝牙模块HC-05组网,网络层的蓝牙模块、串口通信传输将感知层数据送到应用层的PC机软件平台,实现远程监控。同时,应用层的PC机软件平台也可以根据指令来控制感知层数据的获取。
2 软件系统设计
本系统中的软件系统设计采取模块化的程序设计方法,其主要设计思想为 :根据工厂的不同区域如楼梯、办公区域等选择相应的模式,根据系统的时钟信息对黑夜和白天进行判断,黑夜采用自动调节模式,根据传感器采集的信息自动开启照明系统,白天采用光控模式,根据外界的光线明暗对灯具体进行控制。每个灯设定关闭和开启时间,只要在设定的时间范围之内,灯会一直亮,时间设定的优先级最高,设定的时间范围之外,晚上采用自动调节模式控制,白天采用光控模式控制。系统工作时,显示系统时间、灯的状态、灯设定时间、工作模式及是否运行正常等。如果出现故障及时报警。按确认键可进入菜单设置不同的参数。无线接收和发送模块的软件流程图和采集节点(包括道路、办公室、楼梯间、电梯间区域)的程序流程图。如下图1所示。
3 结束语
工厂智能系统 篇2
项目资金申请报告
项目编制单位：北京智博睿投资咨询有限公司
资金申请报告编制大纲（项目不同会有所调整）
第一章 自主品牌装备（系统）的智能化示范工厂项目概况 1.1自主品牌装备（系统）的智能化示范工厂项目概况
1.1.1自主品牌装备（系统）的智能化示范工厂项目名称 1.1.2建设性质
1.1.3自主品牌装备（系统）的智能化示范工厂项目承办单位 1.1.4自主品牌装备（系统）的智能化示范工厂项目负责人
1.1.5自主品牌装备（系统）的智能化示范工厂项目建设地点 1.1.6自主品牌装备（系统）的智能化示范工厂项目目标及主要建设内容
1.1.7投资估算和资金筹措
1.2.8自主品牌装备（系统）的智能化示范工厂项目财务和经济评论
1.2自主品牌装备（系统）的智能化示范工厂项目建设背景
1.3自主品牌装备（系统）的智能化示范工厂项目编制依据以及研究范围
1.3.1国家政策、行业发展规划、地区发展规划
1.3.2项目单位提供的基础资料
1.3.3研究工作范围
1.4申请专项资金支持的理由和政策依据
第二章 承办企业的基本情况 2.1 概况 2.2 财务状况
2.3单位组织架构
第三章 自主品牌装备（系统）的智能化示范工厂产品市场需求及建设规模
3.1市场发展方向
3.2自主品牌装备（系统）的智能化示范工厂项目产品市场需求分析
3.3市场前景预测
3.4自主品牌装备（系统）的智能化示范工厂项目产品应用领域及推广
3.4.1产品生产纲领
3.4.2产品技术性能指标。
3.4.3产品的优良特点及先进性
3.4.4自主品牌装备（系统）的智能化示范工厂产品应用领域
3.4.5自主品牌装备（系统）的智能化示范工厂应用推广情况
第四章 自主品牌装备（系统）的智能化示范工厂项目建设方案 4.1自主品牌装备（系统）的智能化示范工厂项目建设内容
4.2自主品牌装备（系统）的智能化示范工厂项目建设条件 4.2.1建设地点
4.2.2原辅材料供应
4.2.3水电动力供应
4.2.4交通运输
4.2.5自然环境
4.3工程技术方案
4.3.1指导思想和设计原则
4.3.2产品技术成果与技术规范
4.3.3生产工艺技术方案
4.3.4生产线工艺技术方案
4.3.5生产工艺
4.3.5安装工艺
4.4设备方案
4.5工程方案
4.5.1土建
4.5.2厂区防护设施及绿化
4.5.3道路停车场
4.6公用辅助工程
4.6.1给排水工程
4.6.2电气工程
4.6.3采暖、通风
4.6.4维修 4.6.5通讯设施
4.6.6蒸汽系统
4.6.7消防系统
第五章 自主品牌装备（系统）的智能化示范工厂项目建设进度
第六章 自主品牌装备（系统）的智能化示范工厂项目建设条件落实情况
6.1环保
6.2节能
6.2.1能耗情况
6.2.2节能效果分析
6.3招投标
6.3.1总则
6.3.2项目采用的招标程序
6.3.3招标内容
第七章 资金筹措及投资估算 7.1投资估算
7.1.1编制依据
7.1.2编制方法
7.1.3固定资产投资总额 7.1.4建设期利息估算
7.1.5流动资金估算
7.2资金筹措
7.3投资使用计划
第八章 财务经济效益测算
8.1财务评价依据及范围
8.2基础数据及参数选取
8.3财务效益与费用估算
8.3.1年销售收入估算
8.3.2产品总成本及费用估算
8.3.3利润及利润分配
8.4财务分析
8.4.1财务盈利能力分析
8.4.2财务清偿能力分析
8.4.3财务生存能力分析
8.5不确定性分析
8.5.1盈亏平衡分析
8.5.2敏感性分析
8.6财务评价结论
第九章 自主品牌装备（系统）的智能化示范工厂项目风险分析及控制
9.1风险因素的识别
9.2风险评估
9.3风险对策研究
第十章 附件
10.1企业投资项目的核准或备案的批准文件； 10.2有贷款需求的项目须出具银行贷款承诺函； 10.3项目自有资金和自筹资金的证明材料； 10.4环保部门出具的环境影响评价文件的批复意见；
10.5城市规划部门出具的城市规划选址意见（适用于城市规划区域内的投资项目）；
10.6有新增土地的建设项目，国土资源部门出具的项目用地预审意见；
10.7节能审查部门出具的节能审查意见； 10.8项目开工建设的证明材料；
智能工厂初露曙光 篇3
未来的工厂即智能工厂就是代表高效率的乐园：次品、停机、浪费和等待这些问题统统不复存在。工厂经理和CIO们齐心协力，确保数据和生产、IT和制造无缝结合起来，每个机器的每次转动、每个刀具的每次切割以及全球交付链上每个部件的每次运输，都一览无遗。
那种未来工厂绝对代表了技术和制造领域发展的最高峰，完美地整合了高科技工具和高科技员工，这与制造业在过去几个世纪漆黑一团的形象形成了鲜明对照。
虽然这个梦想很奇异，但实际上，它比你我想象的更接近现实。
西门子电子车间
位于德国安贝格的西门子电子车间就是直接源于这个梦想的工厂。这个一尘不染的高科技车间占地10.8万平方英尺，堪称高效的数字奇迹，因为智能机器负责协调该公司的Simatic控制设备的生产和全球分销—这个接单生产的定制流程涉及每年5万余种产品的逾16亿个部件：为了制造这家工厂的950种产品，西门子向全球250家供应商采购约1万种原材料。
这个生产流程势必伴随不计其数的变化因素和错综复杂的供应链，远远超出了传统工厂的能力范围。就比如组织原材料流程、为诸流程确定各自顺序，或者甚至仅仅合理调度其1100名员工，以满足不断变化的工作的需要，这是任何一项技术或任何一种工具所无能为力的。
不过据加特纳行业研究公司（Gartner Industry Research）早在2010年对该工厂开展的调查显示，安贝格工厂中每100万件产品中次品只有大约15件，庞大生产线的可靠性达到99%，追溯性更是高达100%。
西门子实现这个生产奇迹的关键，以及推而广之让未来的所有智能工厂顺畅运转的秘诀，就是建立起一个紧密结合的技术网络，这些技术相互整合，共同组成一个更智能、更高效的整体。
智能整合的技术
西门子工业部门北美区首席执行官赫尔穆特·路德维希（Helmuth Ludwig）说：“未来的智能制造现已呈现在眼前。”
“以前，工业价值链的几个部分（包括产品设计、生产规划、生产工程、生产执行和服务）都是单独实施的。而如今，新技术把这些独立的部分整合起来，令人兴奋。”路德维希表示，安贝格车间能大获成功，关键在于有机整合了三种关键性的制造技术：产品生命周期管理（PLM）、制造执行系统（MES）以及工业自动化。
“无论你生产的是现代商用飞机、节油型汽车，还是高性能高尔夫球杆，PLM、MES以及工业自动化所使用的技术都在帮助制造厂商通过提高生产力、尽量降低风险，以实现总收入的增长。”路德维希解释说：“通过充分利用这些系统，成功的企业得以关注一些重要方面，比如缩短创新周期，提高运营透明度，通过跨部门共享知识来提高员工个人生产力，并且通过为动态环境提高可预测性，尽量降低风险。”
西门子工业部门自动化部门总裁拉贾·巴特拉（Raj Batra）特别指出，制造业的未来在于，从这些技术当中找到最佳结合点，并学会将它们作为一个完整系统运用起来。“真正的问题在于，确定这三项技术之间的所有结合点，那样就能获得这个整合系统的整体优势。而这推动着制造效率得到大幅提升。”
但他也表示，要做到这一点，需要制造厂商把手头的所有高科技工具汇合起来，这本身是另一个难题。
物联网
巴特拉说：“如今大量的信息嵌入在诸多设备里面。我所说的设备是指现场设备、电机启动器、接触器以及继电器。问题在于，能不能获取这些信息，能不能进一步提高利用这些信息的效率，以便现在能实时获取之前无法获取的诊断数据、合同工健康状况或继电器运行状况等方面的信息？”
这个问题的答案就在于物联网—在过去十年，这个结构松散的技术网络已慢慢渗透到我们的生活和工作中，用Zebra科技公司首席执行官安德斯·古斯塔夫森（Anders Gustafsson）的话说，“互联设备呈现爆炸式增长”。
古斯塔夫森表示，物联网“基本上给了所有这些资产（实际物件）一种数字声音或虚拟声音。这种数字声音让它们能够对外传达关于自己的一些信息。这些信息表明了它们是什么物件、它们在哪里、它们的状况和温度等信息。”
他表示，如果使用得当，这些互联设备在物理世界与数字世界之间形成了一个会合点，让软件应用（比如西门子的路德维希和巴特拉所说的网络）能够充分利用通常隐藏在历史记录或数据库中，或者完全消失于数字空间的所有信息。它们让系统能够针对现实世界的事物做出更智能、更及时的决定。
路德维希说：“正是这种着眼于未来的创新和合作，推动着如今先进制造业的发展。这完全是业界的一场根本性转变（paradigm shift）：实际的制造世界与虚拟的数字制造世界相互交汇，让企业能够借助数字化手段，规划和预测产品的整个生命周期和生产设施。”
在安贝格车间，数字世界与现实世界的这种交融让产品和生产成为数字化制造流程的核心部分。正如加特纳报告中所描述的，“车间里面，触摸屏人机界面（HMI）让用户可以向下钻取数据，了解各方面信息，从一段时间的业绩趋势到每条产品线，甚至每一个零部件。这样一来，不仅可以密切跟踪业绩，还可以对400多个数据自动采集点进行深入的根本原因分析。”
古斯塔夫森表示，这正是物联网的真正价值所在。“这一切归结为数字声音—通过为资产提供一种数字虚拟声音，向数字世界传达关于资产自身的信息，让用户能够采取更明智、更及时的决策，从而获得极强的洞察力，以深入了解生产运营和供应链。”
不过想广泛地利用这个价值，以便智能工厂在数字世界真正促进生产，并且把创新技术整合起来，让那些新的数字声音可以提高生产效率，就需要一种足够智能、足够稳健的平台承担这一重任。
nlc202309021637
这时候，工业互联网应运而生。
工业互联网
因最近的一篇重磅报告《工业互联网：打破智慧与机器的边界》，通用电气公司发觉自己成了智能工厂讨论的焦点。
报告解释，构筑工业互联网的高度互联的工业运营网络“结合了两大颠覆性革命的最新成果，一方面是源自工业革命的无数机器、设施、车队和网络，另一方面是互联网革命带来的计算、信息和通信系统等方面最近取得的迅猛进展。
结果是带来了第三波工业革命，由此“打开了一片新天地，得以提升生产力、减少低效和浪费，并且改善员工的工作体验”，这有望为全球经济带来10万亿美元到15万亿美元的产值。”
通用电气首席经济学家、这份报告的合著者马可·安农齐亚塔（Marco Annunziata）说：“哪怕生产力稍微得到提高，也有望在员工层面和企业层面带来显著成效。”
报告补充道：“只有三个主要的数字元素（智能设备、智能系统和智能自动化）与物理机器、设施、车队和网络完全融合起来，才能感受到工业互联网的真正威力。到时候，生产力提升、成本下降以及浪费减少等好处会普遍出现在整个工业经济。”
在去年11月于旧金山召开的报告发布会上，通用电气首席执行官杰夫·伊梅尔特（Jeff Immelt）向工业界介绍了通用电气在工业物联网带来的未来制造业所扮演的新角色。
他指着台上立在身边的硕大喷气发动机对观众说：“现在仍是注重生产力的时代。所有工业企业（不仅仅是通用电气）不再仅仅围着大型设备而转。我们都会竭力处理好与产品相关的分析工具、数据和软件。”
他补充说：“这一幕就出现在今天，而不是未来遥不可及的梦想。工业在阔步前行。”
在通用电气智能平台部门的制造软件总经理唐·布希克（Don Busiek）看来，伊梅尔特的演讲和报告本身预示制造新时代已来临。“如今制造业已出现了巨大转变。由于出现新技术、更智能的资产和更智能的设备，今天的先进工厂实际上已俨然变成了促进信息在整个企业顺畅流动的数据中心。”他解释道：“以前，如果你看一下制造业软件，会发现它们是孤立的系统；这些系统无法彼此联系；它们无法沟通，无法联络，所以工厂经理无法将本工厂的业绩与另一家工厂作一番比较。”
他继续说，工业互联网出现后，工厂突然之间能够把多家工厂的所有数据联系起来，甚至可以在手持设备上通过互联网查看这些数据，最终能够了解和比较企业下面诸工厂的业绩，并且了解和比较不同生产线上的设备工作性能。
“在我看来，这就是未来的方向，即这样一种互联世界概念：所有设备都在汇总数据，而你只管分析数据。数据经过分析后，可以根据使用者的角色，会在合适的时间提供给合适的使用者。”
“那就是未来的智能工厂。” 布希克说。
工厂智能系统 篇4
2012年5月11日, 国电南瑞集团承担系统集成的重庆智能电网调度技术支持系统顺利通过重庆市电力公司组织的工厂验收 (FAT) 。验收组一致认为该系统软硬件功能及技术指标已满足技术协议及相关设计联络会的要求, 同意通过出厂验收。
重庆智能电网调度技术支持系统是重庆市电力公司今年重点督办项目, 将逐步成为重庆电网调度运行唯一核心业务系统。国电南瑞集团承担了系统集成和部分应用功能的建设, 系统在一体化平台D5000的基础上集成了实时监控与预警、调度计划和安全校核类应用, 实现了省 (市) 级电网调控一体化功能, 满足了大运行体系建设要求。同时, 结合华中电网的特点, 系统开发了特高压联络线功率控制及相关统计分析功能。
工业4.0两大主题之“智能工厂” 篇5
摘要： “智能工厂”是在数字化工厂的基础上，实行信息化和工业化的高度融合，为了加强信息管理和服务，必须有效利用物联网和设备监控技术。
“智能工厂”是在数字化工厂的基础上，实行信息化和工业化的高度融合，为了加强信息管理和服务，必须有效利用物联网和设备监控技术。在未来，将云计算中由大型工业机器产生的数据通过大数据与分析平台转化为实时信息（云端智能工厂），并结合绿色智能和智能系统等新兴技术，打造一个绿色、高效、舒适的人性化工厂。智能工厂基本特征主要包含以下三个层面：
一、制程管控可视化
智能工厂具有高度整合性，可以将整个生产过程中的原料管控和流程均可直接展示与控制者眼前，同时还可以实现系统机具的可视化，减少系统故障造成的偏差。而管理者可以根据留在数据库中的制程相关数据信息进行后续规划，也可以根据生产系统现况制定机具维护计划，还可以根据信息整合优化产品加工的智能组合。
二、系统监管全方位
在制造设备上采用物联网概念、以传感器作为链接，使其具备感知能力，系统可进行识别、分析、推理、决策、以及控制功能；这类制造装备，可以说是先进制造技术、信息技术和智能技术的深度结合。当然此类系统，绝对不仅只是在KS内安装一个软件系统而已，主要是透过系统平台累积知识的能力，来建立设备信息及反馈的数据库。从订单开始，到产品制造完成、入库的生产制程信息，都储存在数据库中，并通过各种形式呈现出来，使之一目了然，以便当出现制程异常时，控制者能够快速反应，从而促进工厂运转和生产的有效性。
三、生产制造重环保
在整个生产制造过程，不仅要注重材料的环保、关注污染等问题，还应从整个供应链着手，与上下游厂商建立从资源、材料、设计、制造、废弃物回收到再利用处理的绿色产品生命周期管理的循环，同时协助上下游厂商与客户之间共同生产环保绿色产品。
智能工厂的建设主要基于以下三大基础技术：
一、无线感测器
无线感测器的基本构成要素是智慧感测，它是实现仪器仪表智慧化的重要组成部分，是实现智能工厂的重要利器。无线感测器主要是运用包括神经网络、遗传演算法、进化计算、混沌控制等智慧技术在内的微处理器和人工智能技术的发展和应用，使仪器仪表实现高速、高效、多功能、高机动灵活等性能，如专家控制系统、模块逻辑控制器等都成为智能工厂相关技术的关注焦点。
二、控制系统网路化（云端智能工厂）
随着嵌入式设备越来越多的被应用于智能工厂制造流程，通过云端架构部署控制系统已成为或逐渐成为当今最重要的趋势之一。在工业自动化领域，随着应用和服务向云端运算转移，资料和运算位置的主要模式都已经被改变了，由此也给嵌入式设备领域带来颠覆性变革。如制造执行系统（MES）以及生产计划系统（PPS）的智慧化，以及连线程度日渐提高，云端运算将可提供更完整的系统和服务。一旦完成连线，体系结构、控制方法以及人机协作方法等制造规则，都会因为控制系统网路化而产生变化。此外，由于影像、语音信号等大数据高速率传输对网路频宽的要求，对控制系统网路化，更构成严厉的挑战，而且网路上传递的资讯非常多样化，哪些资料应该先传（如设备故障讯息），哪些资料可以晚点传（如电子邮件），都要靠控制系统的智慧能力，进行适当的判断才能得以实现。
三、工业通信无线化
工厂智能系统 篇6
1 需求分析
以网络为基础的人机物合作制造模式在单体公司智能化的运用中初见端倪。完成智能制造改造的公司被叫做智能公司,其需求是边疆扩充、数据继承、环境监督与控制、安全管控、知识工程构建、制造社交、系统集成、动态重构等。
2 全制造服务生命周期及协作模型
从以上智能厂房的整体需要方面来讲,包含制造的智能化覆盖与制造有关的各个板块,并不局限于制造本身。在新科技环境以及社会分工的需求下,应把制造的预定研发、规划设计、生产管控、业务销售、经营维检、客户服务等集中在一条完备的数据链内,构建全制造生命周期。
在智能厂房内,TMSL(术语定义:测试与测量系统语言)的两级迭代循环有着以下特点:
(1)全流程包含以往的制造与管控版块,也包含商品设计预备阶段的创造孵化工作,以及商品投用后的维护、客户社区的经营等。
(2)制造任务是一项多重迭代与进步的流程,整体迭代内包含若干个分子体系的并行微迭代。
(3)整个体系与各子体系是自治体系,既能够独自运转,也能够分工作业。每一分支系统都被看成是智能体,智能厂房的制造服务体系被看成是多智能体体系。
3 智能工厂系统结构与实现方法
3.1 系统结构
如图1所示。
智能制造服务对象通常包含三个版块:内部职员、消费人群、战略同盟。职能厂房的体系构造又能够划定为实体资源层、智能资源层、制造分工层以及制造运用层。
实体资源包含使用数字技术的IT基础设备、数字化的实体制造设施,以及其它的传统制造资源如原料、物资、能源、专家工时、科技文书、碳排放数据等。
智能资源层,通过微服务结构将实体资源封装为智能制造资源,从而与制造服务逻辑协作生成微制造服务板块。制造服务节点被看成是代理节点,满足制造合作层的服务分配需要,分配微制造服务板块或使用智能制造资源。智能制造所牵涉到的业务过程准则、设施间端口规范、资源编码准则位于智能资源层内。
制造分工层,是以微制造服务板块为基础的。该层供应制造业务逻辑中间件、制造应用间数据互换中间件、信息中间件、制造工作流引擎API、合作访问安全端口等。
制造运用层对四个层面的对象供应配套运用模式。公司职员、终端用户、紧耦合以及松耦合的战略同盟在使用授权与数据互换模式方面有着巨大的差异。
3.2 实现方法
为了保证制造过程的可变通性,服务必须具备极小的颗粒度。微服务构造MSA实际上是以SOA(术语定义:针对服务的系统结构,其能够将应用程序的不同功能单元,通过服务定义,并将接口与契约关联)为基础,其粒度要遵守OPP内“单独责任”准则,仅封装相互间关联度极高的特性与模式。比如,任务甲与任务乙的任意一项任务变更,会对另外一项任务造成影响,此时任务甲与任务乙能够封装到同样的微服务内,不然就当成两项微服务来处置;另外,微服务运转应是相对分离的。
3.2.1 制造资源分类与微服务封装
职能制造环境中资源应体现出智能化、分离化、微小化以及自组织等特点。所以,包含原料、设施、用具、工厂、车间、商品、分段、物资、资源等因素的以往老旧的人物财资源以及包含信息系统软硬件基础设备、战略布置在基础设备上的信息系统、信息系统中间件、组件、功能模型等智力资源被统一地分门别类。公司内的制造过程、信息系统储蓄加工的数据均能界定为单独资源对象。
3.2.2 以智能厂房为导向的流程制造
在智能工厂内,工厂整体设计、工程规划、工艺流程以及工程部署都已构建了较为健全的系统模型,并通过虚拟仿真、设计、有关的参数来充实企业核心数据库,并配备了与设计准则相吻合的数据采集系统以及控制系统,打造了数据库平台,并与过程管控、生产管理系统完成互通集成,厂房生产完成了网络讯息分享以及优化升级;构建了制造执行系统(MES),并通过和企业资源计划管理系统(ERP)继承,完成生产模型化解析决策、过程的量化管控、成本与品质的动态追踪,构建了企业资源计划管理系统(ERP),在供应链管控阶段让原料与成品的配送更为智能化。
4 智能工厂信息系统构造实例
甲厂房是一座电机系统离散型制造工厂,有着成套的规划、制造、营销与服务模式。通过构建全制造服务周期的智能工程系统结构模型,对甲厂房进行三个层面的评定:资源管控、业务过程、已有体系基础与商品商业渠道,为其IM-BOSS的应用给出两种既定方略,即补充健全类以及新添功能类方略,构成了以商品销售、生产管控、工艺规划为核心的智能制造闭环。
5 结语
综上,全制造服务周期的智能厂房系统结构模型的构建,应兼顾上下游战略同盟的继承与合作关系。然而,外界资源怎样流入厂房资源池,怎样与内部资源一同为公司服务,还有待探寻。
摘要：本文的模型以微服务架构为切入点,构建制造资源的分类树,并完成服务封装,构建微制造服务单元,通过改进公司业务总线以及集成研发条件,发布制造应用,实现智能工厂经营支撑系统。(附图1)。
关键词：全制造,服务周期,智能厂房,系统结构,探讨
参考文献
[1]刘文元.脚踏实地持之以恒——2015国家智能制造新年论坛“智能工厂论坛”在北京举行[J].制造技术与机床,2015(03):10-11.
工厂智能系统 篇7
关键词：智能测控,装置,低压,配电系统,应用
0前言
下面介绍一种智能测控装置 (FBCU) , 他的应用可以大量减少PLC系统至低压配电柜的电缆数量, 简化控制系统, 由于其采用模块化设计, 更加便于维护、维修, 同时减少成本投入。
该智能测控装置集测量、控制、显示和信息交换于一体, 仅一台FBCU就可取代传统配电柜内的综合保护器、功率检测、电量计量、漏电保护、远程监控、现场显示以及远程通讯等模块、单元。
一台FBCU装置可以完成四个动力回路的控制、保护、测量以及信息交换功能, 并能够通过PROFIBUS-DP总线, 构成现场总线型低压配电系统。
1 FBCU装置功能
1.1现场总线
FBCU测控装置具有PROFIBUS-DP总线接口, 安装在低压配电柜内, 一般安装在仪表箱内, 配电柜集成FBCU测控装置后作为现场总线系统的一个分站, 内部完成测控等功能, 与外部通过DP网络进行信息交换及远程调控等功能。
1.2控制功能
每台FBCU含24输入/16输出开关量接点, 通过DP网络连接上层PLC主站和上位机, 根据程序设计完成控制功能。
1.3保护功能
(1) FBCU测控装置具有四个回路的过欠压保护、断相保护、短路保护、过载保护等常规保护, 可以完全取代热继电器, 电机综合保护器。
(2) 选择性漏电保护功能。FBCU测控装置具有四个回路的“选择性”漏电保护, 系统接地时能够选择出接地回路, 通过高精度矢量电流互感器和矢量零序电流互感器对零序电压和电流的幅值大小及相位差检测, 实时判断回路漏电状况。
1.4功率因数测控功能
FBCU测控装置具对应每个回路有功、无功、功率因数的测量, 并可根据设定的功率因数对补偿装置进行投切。
1.5电量测量功能
对应每个回路消耗的有功、无功电力进行计量, 计量精度0.2%, 并具有累加, 记录功能。
1.6参数显示功能
FBCU测控装置外置7寸彩色触摸屏, 取代传统配电柜的电压表、电流表、电度表和运行指示灯。
触摸屏图形可以自由组态, 界面友好、工艺清晰, 状态直观等特点, 具有更好的交互性。
1.7远程操控功能
FBCU测控装置具有通讯单元, 具备开放编程功能, 有良好的操作性和信息交换功用。
1.8存储功能
FBCU测控装置能够按年、月、日、时、分、秒的格式, 完成所控回路的“故障记忆”, 同时还可有每回路的“运行时间”统计。
2 FBCU装置技术参数
(1) I/O点:40, 220V, 10A;2) 电流输入:4路, 交流1V; (3) 电压输入:1路, 交流220V-660V; (4) 漏电保护:4路, 30Mas; (5) 电量计量:4路, 0.2%; (6) 功率测量:4路, 0.2%; (7) 过载保护:0-10倍; (8) 参数显示:4路, 7”触屏; (9) 通讯接口:485, PROFIBUS。
3 FBCU优点:
(1) 电能管理该装置的电量计量功能精度高, 计量区段灵活, 采用电能管理软件, 可以对生产系统用电进行电能计量、控制、监督和能源科学管理, 优化配电系统电能分配, 科学、合理、有效地指导利用电能。
(2) 节省硬件投资。装配FBCU的配电柜, 能直接完成计算、逻辑以及控制等功能, 大大减少了控制系统的PLC模块数量, 减少大量的变送器及调节器、计算单元等, 也不再需要DCS系统的信号传输处理单元及其大量复杂的硬线连接, 节省了大量的IO模块和电缆的硬件投资。
(3) 节省安装费用。现场总线系统的接线十分简单, 一条通信总线上可挂接十几个甚至上百个设备, 节省安装附件, 安装工作量大大减少, 设计及接线校对的工作量也大大减少。资料显示, 与DCS相比, 现场总线系统的安装费用可节省60%以上。
(4) 减少维护费用。由于现场控制设备具有自诊断及一定的故障处理能力, 并通过数字通信将相关信息送往控制室, 用户可实时监测及查询所有设备的运行, 及时了解维护信息, 以便早期分析与排除故障, 缩短维护停工时间。同时, 由于系统结构简化、接线简单, 减少了维护工作量。
(5) 系统集成更简单、灵活。用户可选择不同制造商的产品来集成系统, 避免或减少系统集成中因不兼容的协议和接口带来的麻烦。
(6) 功能齐全, 满足多种保护、检测、控制和信息交换需要。
(7) 模块式结构, 具有输入输出设备控制接口、电动机保护、电量计量、接地保护、功率因数测量及总线接口等模块, 扩展简单, 维修方便。
4结束语
智能工厂:引领制造强国 篇8
走进智能工厂的“神经中枢”
石化行业主要大宗原料和产品80%以上属于危险化学品。由于危险化学品种类繁多,危险特性各异,生产和物流量大,危险化学品突发事故对老百姓生命安全和环境的影响也越来越大。石化行业智能工厂的“神经中枢”如何应对这样的挑战?
11月13日,江西九江,中午12时30分。在一上午的密集会议交流之后,参加工信部石化行业智能制造现场经验交流会的各方人士来到九江石化生产管控中心,迫切地想看到目前我国石化行业唯一的智能制造试点示范企业的“神经中枢”是怎样的。
在一层大厅,工作人员通过巨大的屏幕进行三维数字化工厂的展示:全部70余套生产及辅助装置实现了企业级全场景覆盖、海量数据实时交互……根据管理需要,大厅内27块55寸的大屏显示器可随时监控全厂各套生产及辅助装置的运行情况。全三维数字化工厂集成了工艺管理、设备管理、健康(HSE)管理、操作培训、视频监控等一系列的深化应用,博得了参观者的称赞。
九江石化总经理覃伟中介绍,智能工厂“神经中枢”——生产管控中心于2014年7月建成投用。生产管控中心集经营优化、生产指挥、工艺操作、运行管理、专业支持、应急保障“六位一体”功能于一身。企业4G无线专网将整个厂区全部覆盖,实现了工业企业有线无线宽带网络及音视频通信融合,为生产运行管理和HSE管理等提供了便捷高效的支撑手段。
在生产管控中心可以看到覆盖全厂5公里面积的“环保地图”,全厂“三废”排放点一目了然,排污情况可实时在线管控,环保管理实现可视化、智能化、一体化。在整个厂区,850台可燃气报警、1000余处火灾报警、585套视频监控可实现集中管理和一体化联动,支撑安全、环保、HSE管理由事后管理向事前预测和事中控制转变。
九江石化于2015年底在行业内率先建成投用智能工厂,并出台企业级智能工厂标准规范体系。
“九江石化实现了生产环境物联化、生产运营智能化、经营管理协同化、信息技术基础设施敏捷化,初步打造了一个集绿色、高效、安全和可持续发展于一体的智能工厂。”工信部部长苗圩评价说。
让制造变“智造”的新模式
2010年我国第一次超过美国成为全球第一制造大国,但工业大而不强的问题仍然突出。智能制造,对于传统制造业提质增效转型升级意味着什么?
智能工厂的建设目标,就是使企业最终达到安全环保、最优生产、效益最佳、劳动生产率最高的状态。
在数字化基础上,利用物联网技术实现的信息化让工厂更有可能从制造转变为“智造”:几十万个数据的处理结果可以清楚掌握生产流程,提高生产过程的可控性,减少生产线上的人工干预,及时准确地采集生产线数据,以及合理编排生产计划与生产进度。
从我国发展现实看,加快发展智能制造任务非常迫切。“智能制造是基于新一代信息通信技术的新型制造模式,最突出的特点就是能够有效缩短产品研制周期,提高生产效率和产品质量,降低运营成本和资源能源消耗。”苗圩强调。
今年前三季度,我国石油和化工行业实现主营业务收入9.67万亿元,同比下降5.7%;利润总额4541.9亿元,同比下降23.7%,均创新世纪以来的新低。“我们必须重新思考未来石化行业发展的新思路和新办法。”中国石油和化学工业联合会副会长赵俊贵指出。
覃伟中坦言,九江石化之所以走上智能化发展之路就是在压力面前的选择。历经三年多实践,九江石化从信息化基础相对薄弱的传统石化企业,迈入全国智能制造试点示范企业,加工吨原油边际效益在中国石化炼油板块所属沿江5家炼化企业中的排名逐年提升,2014年跃居首位。实践说明,智能制造对传统制造业具有革命性的提升作用。
正在改变未来的智能制造
智能制造将引发制造业革命,它不仅是单一设备的智能化,而且是贯穿产品设计、生产、销售、管理、服务等全生命周期的智能化。智能工厂前行之“路”有多难?
刚刚发布的“十三五”规划建议提出,加快建设制造强国。智能制造是传统制造业转型升级的方向,智能工厂将引领制造业的未来。
有关专家指出,推进智能制造是一项复杂而庞大的系统工程,也是一个新生事物,从制造业的发展规律看,需要一个不断探索、试错的过程,难以一蹴而就,更不能急于求成。
今年年初,工信部发布了《2015年智能制造试点示范专项行动实施方案》,明确了未来三年专项行动实施的目标、行动和任务。今年2月,工信部成立了由制造、电子信息、通信等多领域专家组成的智能制造综合标准化工作组。同时,智能制造“十三五”发展规划作为工信部“十三五”规划体系的重要组成部分,目前已经开始着手编制。
智能化制造技术和智能化工厂的探讨 篇9
1 智能化制造过程中的数控技术
在智能化制造过程中, 关键性的技术主要是指数控方面的系统技术、遥感技术和自适应技术, 同时还包含神经元网络技术等。
(1) 关于智能化数控系统的研究。在数控设备的发展过程中, 智能化是一种突破, 主要是在数控系统中对软件和硬件进行高灵敏度以及高精准度的感知, 以适应现代工业所要求的智能化和信息化之间的集成。为了使信息数控设备在制造业中能够拥有更高的效率和更突出的工作质量, 需要数控系统不仅拥有自动编程系统、模糊控制、自学习控制、三维刀具补偿, 还要有对机器故障的诊断系统。因为只有这样, 机器的自我诊断和故障的监控功能才会更加完善和健全。在数控系统中, 伺服驱动系统的智能化发展, 可以有效对系统负载的变化进行感知, 并且在感知的基础上自我调节参数。例如, 数控系统中的HRV控制原理。它主要是利用共振理论, 建立追随型的HRV过滤器, 从而有效地对设备的频率变动产生反应, 进而造成整个设备的共振。利用融合旋转的方式, 使用伺服电动机, 可以在更高的精度状态下, 实现高响应和高分辨率的脉冲编码器之间的整合, 从而实现对系统高速和高精度的伺服控制, 平稳保障进刀动作的完成[1]。
例如, 西门子公司从网络角度出发, 分析电子产品的服务方案, 然后通过数控系统以及CM系统之间的监控连接, 对制造系统中的轴状态进行监管, 并且评估出机床的相关参数和基本状况。这样的做法能够很好地实现机器远程监控方面的维修服务, 以免一些机器因为早期故障出现各种停机运作的情况。实际中, 检修过程不仅浪费时间, 还会加大资源的投入。而这种方式极大地提升了系统工作的可靠性和劳动生产效率, 并且减少了维修成本的投入。我国的数控系统正在向数字化和智能化方向发展, 也引进了一些智能化的生产技术。例如, 制造业中所使用的华中8型、凯恩第IV型等, 都是带有自诊功能的数控系统, 能够对机器设备的运行情况进行实时显示, 并且发现故障, 及时报警[2]。图1为数控机床相关智能化器件的示意图。
(2) 智能自适应控制技术。在制造业智能化发展中, 自适应控制技术有两种类型:一种是工艺自适应, 另一种则是几何自适应。在工艺自适应中, 涉及到最佳自适应控制系统和约束自适应系统。但是, 这种技术应用在生产中还不是特别普遍, 当前广受欢迎的是ACC系统。ACC系统主要实现工业制造中车、钻、磨、电等方面的加工。最佳自适应系统则多数用于简单的工业制造、削、磨合、电火花等方面的加工。加工过程中, 它会受到多种元素的影响, 因此出现了建立模型困难的问题, 往往需要实时采集一些参数和数据加以深层次分析和研究[3]。图2为制造业智能化视图。
(3) 智能化神经元网络技术的研究。大脑, 是具有较高智能的事物。所以, 人工样式的神经元网络主要是从人的神经结构出发进行模拟, 即这种神经元与人的大脑非常类似, 神经突触结构能够处理一些比较复杂的网络系统。人工神经网络具有一定优势, 主要表现在自主学习方面、联想方面、非线性映射和高速度寻找机器故障、化解问题方面。当前情况下, 神经元网络多数都用在对数控设备的可靠性检测方面, 有时也用在机床工艺的优化上。但是, 神经元网络在制造业数控设备端的研究还需要进一步深化。伴随神经元网络形式的延伸, 它在数控机床上的使用还有非常广阔的空间。例如, 可以把数控系统在智能化水平上再晋升一个台阶, 以促使未来的制造技术更加高速地发展[4]。
(4) 智能化专家系统。智能化专家系统是计算机中的一个主要程序。由于专家往往具有众多领域的大量经验与相关知识, 而从这些经验出发不仅能够解决这个领域中的相关技术问题, 还能解决一些复杂的故障。专家系统可以使用人工智能技术, 在知识和经验的基础上, 模拟专家对系统进行决策的整个过程, 由此解决一些专家所需要解决的问题。当前情况下, 数控领域尚需要加强此方面技术的研究[5]。
(5) 云计算在智能化制造技术中的应用。当前, 很多发达企业或者发达国家的工业方面都大量使用计算机云计算技术, 且该项技术也受到了很高重视。由此可知, 云计算在全球具有划时代的发展意义。例如, 在美国, 宇航局和汽车公司都会使用云计算;我国首都建立了云计算的专业发展研究基地;著名智能手机品牌———华为公司也非常关注云计算在手机技术中的应用。我国的机器制造业使用云计算是以2012年的ACL利丰集团为开端的。2012年, 利丰集团与中科院建立联系, 正式签署了关于云计算技术在机床制造业中的应用合作协议。2012年, 诺美雕刻也开始使用云计算技术[6]。
2 智能化技术下的智能化工厂研究
(1) 智能化工业机器人。在智能化数控机器设备的使用过程中, 排除一些数控设备和数控的相关配套设施以外, 工业制造中机器人的智能化制造也非常受用。它在智能制造单元以及智能制造系统等方面发挥了极大效用[7]。
例如, 日本开发出工业中使用的智能化机器人, 在机器人的体内安装了具有三维作用的视觉传感器以及力方面的传感技术。这样在机器人的作用下, 数控设备就可以自动完成生产中的上下料和组装。机器人视觉传感器的主要作用是识别一些三维图像, 以此识别出零件所在的位置和拥有的姿态, 以便于抓取零散动作的完成。日本智能机器人的问世, 给各国的工业制造领域以一定启发, 对其工业的发展产生了十分明显的促进作用。
近些年, 很多国家的专家都将自己的注意力放在智能机器人的视觉伺服方面。目前, 工业智能化机器人的使用以及视觉伺候的研究主要倾向于机器人对收到的视觉信号的处理, 对机器人行为的控制等。这里包含了各方面知识, 如机器人运动学、机器人控制理论、图像识别以及图像处理、机器人对三维信息的索取、重构技术的处理和应用以及实时计算技术的融合等。
机器人智能化视觉伺服的主要技术难点较多, 复杂度较大。但是, 相对成熟的智能数控技术的高精度和高灵敏度可以给机器人视觉传感技术提供一定的借鉴, 由此解决视觉伺服方面的复杂性问题。
(2) 智能化工厂的分析和研究。智能化工厂最为主要的部分就是生产的智能化和经营的智能化, 主要涉及设计、生产排版、生产线、测试、仓储等各个方面的智能化, 并且以工厂无人化为基本目标。也就是说, 很多生产设备的使用可以达到无人看守的状态。排除制造工厂整个生产过程的全部自动化, 还关系智能化工厂的内部建设, 如人力资源的优化调整、生产物资资料的优化调配、专案时程能力、时间弹性的应用以及支配能力等。在完善生产周期的调整方面, 可对工厂的生产经营方案加以优化和调整, 以此达到提升生产效率、降低工业生产成本的目标[8]。
当前情况下, 智能化的工业网路工厂已经基本落成, 技术先进的国家将会优先实现企业生产效率的提升。但是, 制造业的智能化网络和一般的社会通信网络存在很大的差异性, 尚有多种困难需要克服。在智能化网络的应用下, 需要在防水性能、防尘性能和防磁防爆方面予以能力强化。另外, 还要能抵抗高温和低温, 争取在安全性和可靠性方面高于其他的通信网络。
例如, 某汽车公司投资了将近1800万美元建设一个较为智能化的工厂, 由此在每一个生产系统中都能够进行智能化的生产技术, 如面对经销商的订单, 要能够即时根据客户的喜好进行相应调整, 以达到个性化设计的目的。利用智能化的制造技术能够对制造过程中的每一种零件来源进行记录, 然后快速确认生产过程中这些零件可能产生的问题以及质量安全性问题。另外, 智能化网络还可以和智能电网建立起联系, 从而有效地为机器设备的运行提供能源, 以便在最合适的时间段使用, 降低资源设备的运行成本。
3 结束语
综上所述, 本文对智能化制造技术和智能化制造工厂进行了研究和分析, 指出了各项技术在我国发展的空间和前景。同时, 利用举例的方法加深了对各项技术的理解。在以后的制造业发展过程中, 还可以使用多项的智能技术和网络信息实现制造业生产效率的提升, 以此跻身于世界先进水平的制造业行列中, 促使各项技术越来越智慧, 越来越拟人化, 完成机器设备的无人化管理, 从而使我国的制造业取得更加突出的进步。
摘要：伴随着现代企业和高科技水平的发展, 我国的制造业呈现出新的产业腾飞局面, 为国家经济发展和社会工业水平的提升创造了新的契机。当前情况下, 智能一词已经触及到社会的各个领域。本文主要探讨智能化制造过程中主要的智能制造技术以及其在工厂中的使用情况, 以解读其对劳动生产率的提升作用, 同时说明其对我国制造业的发展也是一种突破。
关键词：智能化,制造技术,工厂
参考文献
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基于RFID技术的智能工厂 篇10
市场对制造业要求越来越高, 要求企业产品不仅有高的规范、低的成本、优良的质量还要有快速的供货时间, 对产品的生产周期要求是越来越短。而现有的条形码技术由于其本身的特性和应用的局限性已不能满足现代工厂的需要。相较于接触式的条形码技术, RFID是一种非接触式自动识别技术, 其功能强大, 信息容量大, 可读写等性能使其在商品流通中更具优势[1]。RFID技术的出现和应用以及信息管理系统的组建则可实现工厂内生产运作信息整合, 同时可优化内部物流供应和流通流程, 提高工厂内的运行效率和对产品的监管力度, 保证高效高质量的产品出货。
1 RFID系统结构
射频识别RFID (Radio Frequency Identification) 技术, 可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据, 识别系统与特定目标之间不需要建立机械或光学接触。常用的有低频 (125k~134.2K) 、高频 (13.56Mhz) 、超高频, 微波等技术。按照能源的供给方式分为无源RFID, 有源RFID, 以及半有源RFID。
RFID系统由读写器、标签及应用系统组成。每个RFID标签具有唯一的产品电子码EPC (Electronic Product Code) , 代表产品类别、制造商、生产日期和地点、有效日期和物流等信息, 并且随着产品在工厂内的转移或变化, 这些数据可以实时更新。系统中的RFID阅读器可控制射频模块向电子标签发送特定频率的射频信号, 电子标签产生感应电流获得能量被激活, 使得电子标签将自身编码信息通过内置射频天线发送出去。阅读器接收标签的应答信号, 同时可对电子标签的对象标识信息进行解码, 从而将对象标识信息连带电子标签上的其它相关信息传输到应用系统以供处理。阅读器读取的标签数据信息送至计算机中的中间件Savant系统软件进行相应处理, 减少从阅读器传往工厂应用的数据量, 数据信息处理后传送到Internet[2]。
2 智能工厂流程
在工厂产品制造中, 当产品在某个工段生产完成并贴上存储有EPC标识的RFID标签后, 在产品的整个生命周期中, 该EPC代码将成为该产品的唯一标识, 通过对流经各个生产流程阶段的产品原料上携带的标签读写识别, 实时动态地监控整个工厂产品的生产管理过程, 实行动态的自动产品生产管理及质量控制, 能够显著地提高效率降低成本[3]。
当产品流通到某个生产环节的阅读器前时, 阅读器在有效的读取范围内就会监测到标签的存在并读取产品的电子码。RFID阅读器从标签上读取产品唯一的EPC电子码, 读取到的电子码传输到在Savant中间件系统进行捕获、过滤、汇集、计算、数据校对、解调、数据传送、数据存储和任务管理, 减少从阅读器传往工厂应用的数据量, 对本次阅读器的记录进行读取并修改相应的数据并传送到Internet。以后就可以在Internet上利用ONS找到这个物品信息所存储的位置, 由ONS给Savant系统指明存储这个物品的有关信息的服务器, 并将这个文件中的关于这个物品的信息传递过来[4]。
3 结语
随着RFID技术发展成熟, RFID的应用可以提高工厂加工的信息化与智能化, 对产品的动态跟踪运送和信息的获取更加方便, 对不合格的产品及时召回提高了消费者对产品的信赖度。制造商与消费者信息交流的增进使其对市场需求做出更快的响应, 在市场信息的捕捉方面占有先机, 大大提高企业的管理水平和决策水平, 有力地提高企业的市场竞争力。
参考文献
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