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德国人教你智能工厂的正确“打开”方式_4

  对于未来的智能工厂,德国弗劳恩霍夫物流研究院与合作伙伴们共同开发的SMART FACE项目也许能给你一些新的规划思路,尤其适用于那些中小批量、柔性生产领域,无论是BMWI电动汽车还是NIKE运动鞋。

  产品更加个性化,就是几乎每一个产业都面临的挑战。对于汽车产品,客户希望选择的不仅是车的外形,还会根据个人颜色喜好,来选择不同的内饰、轮毂、音响等多种配置;为此,汽车制造商需要提供越来越多的产品组合来满足客户需求,1025是目前可能出现的最大数量级的组合变量,使得今天市场上能见到的汽车几乎没有重样的。然而,这样的消费需求对传统汽车生产线却产生了巨大的挑战,因为其在设计之初是用于大批量生产的。

  对此,SMART FACE(智能工厂精益生产计划)项目将为你改变这一切,该项目的目标是打造一个能够灵活生产、适于中小批量定制化产品的智能工厂,所有智能规划都通过本地信息物理系统CPS来操控。在德国公布的4.0平台地图上可以看到德国各地和工业4.0相关的应用实例和试点项目。SMART FACE就是试点项目之一。

  SMART FACE项目由德国物流研究院发起,由德国联邦经济技术部(BMWI)提供资金资助,合作伙伴包括:多特蒙德工业大学、大陆公司、PSI公司、SICK公司、大众公司、LANFER自动化公司等。

智能工厂的正确打开方式

  对于日益复杂和个性化要求的新的生产计划,制造企业必须寻求更灵活的应对方法,尤其适用于小批量生产。为此,SMART FACE可以将日常调度的组织流程灵活转变为一个自组织的CPS信息物理系统,以满足更短的生产周期和更个性化的产品需求。

  更短的生产周期,更个性化的产量这一直是德国生产制造企业近年来最主要的研究课题,经过很长一段时间探索,现在让德国汽车行业引以为傲的是,几乎找不到两辆车是一样的!

  现在,高效率且多样性的与需求同步变化的生产方式已经成为主导产业的趋势。以汽车行业为例,传统的规划系统和生产流水线是非常复杂且不柔性的,需要很长的交货周期。而今天,针对于汽车生产计划的方法可以精确到控制制造过程到作息时间的最小细节。

  基于信息物理系统CPS的离散控制,让未来的生产装配线不再是集中控制和线性的了,而是高度灵活的离散型自组织体系,一个CPS系统可以既支持高度自动化又支持人工作业。

  在SMART FACE打造的智能工厂里,AGV小车可以准确感知货物的重量和任务优先级。当出现一个紧急任务时,其他AGV小车可以自动避让,降低通行速度来保证该任务的顺利完成。必需的零部件可在汽车装配站旁有一定备料,便于及时补给相应部件给该工作站点;智能的仓库管理系统,甚至可以知道在仓库外或是在运输过程中的备货信息。装配线可以自动请求所需零件,仓库系统收到指令即时作出反应,AGV小车运送所需材料和零件至指定位置。仓库管理系统还能准确接收所有订单信息,即使是来自供应商的订单,也能知道其供应的原料何时到达。这样以做好充分的收货准备,并备好AGV小车以便第一时间送到装配线现场。对于汽车装配线,也能够得知即将到来的订单及其优先级,并做出或减缓或加速的相应生产动作。

  在CPS系统里的每一个设备都能得到智能传感器和物联网的技术支持。通过传感器和物联网,所有的物体能能够彼此感知,所有的信息都可以准确获取,并通过RFID芯片将物体的重量、去向、内容等信息进行传递。在智能工厂之外,SMART FACE还可智能感知特定区域的交通信息,以便为运输车辆创建科学合理的运输路线和预测到达时间(有效避开堵车、道路维护、恶劣天气)。

  在智能工厂使用的托盘或周转箱,它们是智能的,可以感知它的主人即所装货物的内容和目的地。工厂内的AGV也同样是智能的,不仅知道其目的地,并可与其他AGV进行通讯,即使各自离散运动也不会发生碰撞。

  在企业应用大数据和云计算后,可以让CPS系统从云端实时接收和发出信息,包括订单信息、系统预测、气象数据、库存数据、交通状态、位置信息等。

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