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未来制造业的智能设备是什么样子?

返回列表 来源:江苏乾德智能科技有限公司 发布日期:2021-11-10 

最近几年,「智能」频频出现在我们的生活与工作中,智能手机、智能电视、智能制造、智能设备……基本上只要想显得有科技感,加上「智能」两个字就可以了,那么到底什么是「智能」?

提起智能,人们现在还会联想到当下比较火的人工智能(Artificial Intelligence, AI),尤其是Alpha Go战胜了围棋高手李世石,让大家感觉人工智能的时代马上要到来了,「人将会被机器统治」。

但经过些许的时间沉淀后,大家发现现在的「人工智能」还是「人工智障」,很多产品所谓的「智能」,只是花拳绣腿,三脚猫功夫。虽说当前「智能」水平发展有限,但我们的想象力不应该被束缚,今天我们就大胆想象未来制造业中生产设备的智能是什么样子?

叮……让我们脑洞大开吧:

(1) 设备无人值守

未来制造业中的智能设备首先要能很好的完成其本职工作,不管是机床、贴片机、机器人,本职工作不能忘。机床要能完成车铣刨磨等机加工、机器人要能完成指定的动作。而且完成本职工作时,设备需要是无人值守的,在智能设备旁边再安排一个工作人员就是多余了。无人值守状况下,智能设备也能够清楚的知道自己下一步该如何运行,如何正确的设置相关参数。

(2) 自适应调整

智能设备是有「智商」了,所以通常情况下,不仅能完成重复的机械作业,而且还能根据工厂实际的生产需求,自动的调节其工作模式和相关参数,配合工厂实现柔性化生产。以机床为例,首先机床能够准确可靠的识别出来料的相关信息,并根据其加工要求,自适应调节机床刀具、生产参数,自动匹配相关数控程序,完成加工过程。整个过程中不需要人工参与。

(3) 协同工作

一条生产线中,如果某台设备出现故障,该生产线中的其他智能设备能够快速的获取故障信息,并调整其生产状态,能够保证整条生产线按照合适的节拍进行生产,不会出现某个工位的来料断货或者物料堆积。这里有两个关键的点,第一,智能设备之间的互相通信,能够及时将自身的状态分享出去,同时获取周围其他设备的状态;第二,根据生产线中实际的故障点和故障类型,快速制定出整体产线的当前最优生产规划,并与其他智能设备达成一致,实现信息的对等。

(4) 状态感知

智能设备还要对其自身的状态了如指掌,不管是设备中的电气部件、机械部件,还是其他易磨损部件,智能设备都要很清晰了解每个部件的健康情况,以及未来一段时间的变化趋势,同时将其状态信息分享给同一生产线中的其他智能设备;当设备中某个部件将要出现故障或寿命报警时,设备能够自动的给备件库存系统发送请求,并将该维护信息及时分发给对应的设备维护人员,完成自身状态的感知和维护。

(5) 自学习

设备的智能也要像自然人一样,会自动学习,提高智能水平。设备在实际运行过程中,会遇到各种未知的故障和生产场景,在恢复正常生产后,设备能够进行自学习,将出现的异常情况加入到其智能中,下一次出现类似情况时,能够提前预知,并准备相应的解决方案。

另一方面,智能设备自学习的结果也要及时分享给企业内其他同类的智能设备,互相之间完成学习。

(6) 信息安全

设备在提供智能服务时,还需要保证安全,第一个安全就是信息安全。智能设备中积累了生产相关的数据,甚至有的设备中会有工艺相关数据,比如饮料的配方等,这些数据是企业的核心机密,智能设备要保证这些系统不能被非法入侵,数据不能被非法访问和采集。如果设备遭受非法入侵,还需要对入侵源和入侵路径进行反追踪,找出系统存在的漏洞,并给出相关解决方案。

(7) 生产安全
另一个安全就是生产安全,智能设备在运行过程中,如果有人员非法操作,位置入侵等情况,设备能够进入安全模式,保证生产和人员的安全。比如,当机器人正常工作时,如果有工作人员非法进入机器人动作覆盖范围内,机器人能够自定检查出人员入侵,让设备进入到安全模式。

当然随着新的技术的加入,新的使用场景的迭代,智能设备也会迭代出更多的智能点。

作为一个制造业从业者,我认为未来制造业的智能设备应该具备以下几个方面的功能,也只有具备了以下几个方面的功能,才能真正的推动智能制造的发展,实现真正的智能制造。

01 数控化程度更高

虽然数控机床已经在全球范围内得到了普及性的推广和使用,但是对于加工设备而言,更多的还是停留在一些“标准式”机床的推广上,例如数控铣床,数控磨床,数控车床等,对于很多制造行业,特别是一些需要加工和制造有特殊要求的行业,其生产设备的数控化并没有得到很好的推行,甚至很多设备都还是处于很传统的手动加工的状态,无论是加工效率,还是加工质量都还有很大的提升空间,对于数控技术发展到今天这种程度的全球制造业而言,这是很让人感到遗憾的事情,所以对于非标设备的大力发展,需要更多的从数控化去研发和布局,这样才能真正保障我们的制作产品的质量,也才能真正夯实我们的制造业强国的基础。

02 自动化程度更高

除了设备的数控化制造,我们也应该将设备的研发更多的加入自动化的元素,例如对自动上下料,自动装夹,自动清理工作台等功能的复合,因为随着中国人口红利的消失,已经制造业行业的势微,未来的制造业从业者必定会存在更大缺口,如何来弥补这个缺口是每一个制造业企业都需要积极面对的挑战,而技术的高速发展为这个窘境提供了最好的解决方法,那就是“机器替人”,既然你不想来制造业工作,那好,没有问题,我们就让机器人来替我们工作,这将是制造业未来最大的红利,技术红利,最近中国在提一个概念——工程师红利,与其说工程师是一种红利,还不如说“技术红利”,特别是工业自动化技术更是一种无尽的红利,对于制造业超级广泛而不够发达的我们来说,更是如此。当然,在这里要提醒一下所有的工程师们,所谓的工程师红利并不说工程师会得到红利,而是工程师会作为一种红利被消费,所以也没有什么值得高兴的,不要自己被别人卖了,还笑着帮别人数钱。

03 具备数据传输功能

在这个“万物联网”的世界,如果将来的制造设备都不能够联网,那就显得有点操蛋了,而且现在的数控类机床基本上都提供了数据接口,虽然很多公司并不知道如何去使用,甚至都不知道这些数控设备还有这个功能,更多的就是拷个程序之类的操作而已,但是其实这个数据接口有很大的用途,特别是在做MES系统和设备运维信息化系统的时候,这些数据接口就决定你所在企业的智能化的上限。

当然很多数控系统的制造商也是很无耻的,这个口的开放和使用是需要钱的,特别是如果你的这个数据传输功能是在购买后去增加,简直就是被“敲竹杠”的对象,敲死你的节奏啊,但是不买又不行,有一种被“QJ”的感觉,你不爽但是你还得忍着。

举个栗子,工业领域里面的数据接口已经深入到了这样的程度,我们经常用的拖链,就是机床和自动化设备上都会用到的线缆拖链,这个产品上已经开始带数据接口了,而且还带了感应开关,当他检测到这条拖链超过其承载后,它就会通过数据接口发出报警,是的,就是这么牛逼,超乎你的想象。

04 具备关键部位的智能感应功能

这个功能可能是以后的设备类产品的标配,可以通过感应技术实现对设备关键部位或关键零件的智能信息反馈,以加工设备为例,关键的设备如主轴、电机、丝杆、导轨等等,其实这在一定程度上是可行的,我们公司现在规划的设运行信息系统,我就对一个加工主机的X、Y、Z三向进给机构和主轴单元做了相应的负载监控,例如在机床正常加工的时候,其运行负载如果是25%,那我们会将设备运行的安全值设置为30%,如果任何运动轴的负载超过这个值,就会显示超载报警,并同时停止机床的加工,推送报警信息给相关的设备运维人员,让他们提前对该设备进行维护干预,将设备的损坏控制在萌发状态,从而提升设备的使用寿命和使用精度。这在未来的设备研发上一定是一个很大的趋势,特别是随着感应技术的飞速发展,很多功能部件的监控都将成为可能。

05 具备“微型MES”功能

其实现在一些大厂已经开始在做这一块了,一个加工设备就是一个智能化生产单元,其中了自动化和信息化的复合配置,这对于很多智能化程度比较高的企业是很有好处的,购买这样一个设备单元后,只要接入自己车间的MES系统就可以很好的和整个企业额信息系统交互数据,这里面有设备运维的数据,也有加工产品的信息数据,整个设备的生产过程都接近透明化,这就是未来设备的最大方向。这是上次北京机床展会带给我的冲击,有时候你会发现这个世界的发展真的在超出我们的想象,只有你想不到的,没有做不到的。

科技改变生活与工作,更解放我们的生活与工作,期待一个更智能化的未来,未来已来。

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