852 智能制造劲胜精密打造高标准的智能化车间.docx
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852智能制造劲胜精密打造高标准的智能化车间
【智能制造】劲胜精密:
打造高标准的智能化车间
e-works
微信号ai-cps
功能引见OT技术(工艺+精益+自动化+机器人)和IT技术(云计算+大数据+物联网+人工智能)深度融合,在场景中构建:
外形感知-实时分析-自主决策-精准执行-学习提升的机器智能认知系统,实现产业转型升级、DT驱动业务、价值创新制造的产业互联生态链。
2018-05-24原文
收录于话题
东莞劲胜精密组件股份无限公司成立于2003年,是东莞第一家创业板上市公司,公司于2015年成为智能制造首批试点企业。
一、企业引见
东莞劲胜精密组件股份无限公司成立于2003年,是东莞第一家创业板上市公司。
公司于2015年成为智能制造首批试点企业,同时,公司“移动终端金属加工智能制造新模式”项目是国家工业和信息化部全国首批智能制造专项项目。
公司基于智能制造专项项目的建设阅历,将连续完善集高端数控机床、国产机器人、自动化设备、国产系统软件等于一体的智能制造产品和服务体系,打造智能工厂系统集成总承包服务和智能工厂全体改造方案的力气。
除智能制造业务外,另还有其他业务包含:
消费电子产品精密结构件业务、高端配备制造业务。
东莞劲胜精密组件股份无限公司
二、创新背景引见
工艺创新
接受“三国”:
国产智能设备、国产数控系统、国产工业软件,打造了一个拥有200台CNC钻攻中心、81台工业机器人,自感知、自决策、自执行的国内高端“移动金属加工智能制造新模式”的智能化数字车间。
使生产制造过程实现:
“配备自动化”、“工艺数字化”“过程可视化”、“决策智能化”“信息集成化”“生产柔性化”。
创新背景
3C制造业基本情况及移动终端产品对智能制造系统的需求。
由苹果手机引领的金属外壳化趋势引发了3C产业以CNC为核心的智能制造系统与配备需求的迸发式增长。
然而,手机行业的产品升级和消费共性化需求的快速增长对高精密结构件产品的研发与制造行业提出了更高的要求。
由于东莞劲胜精密组件股份无限公司(以下简称“劲胜精密”或“公司”)拥有三星、中兴、华为、OPPO等丰富多元的客户资源,与其他厂相比而言生产的品类更多,这加剧了对其制造力气和制造效率的挑战。
同时,由于产品升级越来越快,对交期管控越来越严格,零部件制造环节对机器人机警性和精确度的要求、对智能制造系统中方案、物流及质量精准管控的要求都越来越高。
劲胜精密自成立以来,一直格外留意智能制造系统在设计、制造环节的使用。
截至2015年4月,劲胜精密已通过自主开发和外部合作方式,先后建立了ERP、PDM、MES等系统,打造出适合本身需求的数字化制造处理方案,为劲胜精密近年来主营业务飞速进展供应了强无力的保障。
ERP系统管理规模和范围涉及全面,实现了公司七个事业部31个车间的运营级别业务流程在统一平台进行管理。
其精益生产系统除保证车间生产过程管理外,还将生产设备如数控机床等做到了多种客户端可视化呈现。
同时,劲胜精密也格外留意制造配备的升级改造工作,仅在高速钻攻加工环节方面就投入2500台智能化数控设备,并方案3年内完成总共6000台高速钻攻中心设备的配置,次要用于移动终端中的智能金属手机外壳及相关金属部件的精密加工制造。
为了面对将来多品种、高质量、快速交付的市场要求,劲胜精密需要进一步的提升产质量量稳定性、提升产品加工效率、降低产品成本。
因此就需要通过本项目尽快提升企业的智能制造水平,并通过项目的成果,带动我国高精金属加工行业的智能制造水平的总体提升。
实现高速高精国产钻攻数控设备、数控系统与机器人的协同工作,在业内领先实现装夹环节接受机器人代替人工操作,节省70%以上的人力;建立基于物联网技术的制造现场“智能感知”系统,改造升级现有智能化系统,建立全制造过程可视化集成把握中心,实现对加工中心、机器人、物流配备等的全面支持,最终实现少人化协同化生产。
三、企业具体实施的创新举措
1)国内全行业首家大量接受国产数控系统配套核心关键配备的智能化车间:
基于完全自主学问产权的国产数控系统,配套于移动终端产品核心部件智能制造车间关键配备高速钻攻中心配备和工业机器人,不只打破国外技术与市场垄断,同时,其自主学问产权的总线通信技术保障了智能化车间配备的数据平安和使用信息平安;
2)建立基于物联网技术的制造现场“智能感知”系统:
将制造生产过程中的关键重要部件、制造资源(如刀具、夹具、托盘、卡板等)结合物联网技术进行“智能感知”,使其在在每个生产环节上能够实时自动告知其位置、生产外形、工艺参数等信息,并将数据传递至上层的决策系统,实现“物物相联”的制造现场“智能决策”;
3)构建基于数据驱动的三维仿真模型:
接受轻量化及分块分层算法以保证工厂及设备大规模数据的快速显示,接受基于时间轴的动画插值技术实现离散位移数据的平滑运动显示,规划物流模型运动路径,实时检测三维模型之间的碰撞以检验模型运动的合理性,建立三维模型运动与数据变量的实时关联,最终实现三维模型的数据驱动;
4)实现基于三维的工艺协同:
实现工艺软件、学问库与三维CAD(ComputerAidedDesign)的集成,实现基于MBD(ModelBasedDefinition)的制造特征定义与信息提取,打通了几何特征模型和制造特征模型之间的联系;将工艺学问融入到后端的自动化设备(数控机床、焊接机器人、自动切割机)使用中,实现三维工艺从产品设计--工艺--智能制造的贯穿式使用,全面提升行业加工智能性和效率;
5)建立全制造过程可视化集成把握中心:
将方案、执行、物流、质量等业务板块的实时决策数据与图表集中呈现,打通各功能域的关联关系,建设可视化集成把握中心,打造实施过程数据驱动的制造车间决策支持平台,支持方案、物流、质量、采供等多功能组织的全局协同生产与调度;
6)构建基于企业私有云的分布式协同制造服务体系:
通过建立面对3C制造的企业级私有云制造服务平台,将劲胜精密分布在不同地域的7个事业部35个车间通过企业私有云进行连接,打造支持企业内多工厂协同制造的云服务模式,提升企业异地协同制造力气;
四、该创新在业内产生的影响
国家层面:
接受国产智能配备、国产数控系统、国产工业软件实施智能制造,对提升国产智能制造产品的核心竞争力具有示范意义,为实施“中国制造2025”探究途径。
区域层面:
在东莞制造业名城实施,并创新设计一系列政策,对于劳动力密集型的区域如何通过智能制造实现转型升级具有示范意义。
行业层面:
有3C行业的典型企业牵头,对于促进3C产业智能制造升级意义严峻,同时可推广到其它行业。
企业层面:
不只挂念企业体质增效,同时满足将来市场的共性化、定制化的产品需求,更促进企业向制造服务业“智能工厂系统处理方案服务商”的升级。
五、该创新的核心价值体现
具有领先市场优势的3C行业CNC钻铣中心:
开发的3C行业CNC钻铣中心集成了具有自顺应力气的多种加工模式切换功能,实现不同结构和材料特性的产品零件对象的高速精密加工。
同时,针对3C产品加工的智能伺服动态制动技术,高速钻攻中心行程范围小且加工速度高,在机床遇毛病需要快速停机时,通过伺服动态制动技术的实现,实现移动轴的快速制动,相关技术与产品功能、功能达到国际先进水平。
在全国智能制造示范项目广泛使用的智能感知技术与器件:
完成和设计开发了工业RFID、机器视觉和智能感知系列化核心技术,设计并实现了协作机器人、自动化设备、机床、信息系统的核心安装,实现了传感器的多方位结合,获得国家技术制造二等奖1项,制造专利3项,有用新型专利2余项,参与起草了超高频电子标签国家标准,长期努力于电子制造配备研制开发工作,在IC配备制造领域处于国内前列。
实现“三国”的智能制造集成使用示范:
由劲胜精密牵头、工研院和华中数控参与建设的全国智能制造示范点,实现了“国产配备、国产数控系统和国产软件”的自主学问产权产品使用。
1.国内全行业首家大量接受国产数控系统配套核心关键配备的智能化车间:
基于完全自主学问产权的国产数控系统,配套于移动终端产品核心部件智能制造车间关键配备高速钻攻中心配备和工业机器人,不只打破国外技术与市场垄断,同时,其自主学问产权的总线通信技术保障了智能化车间配备的数据平安和使用信息平安。
2.建立了基于物联网技术的制造现场“智能感知”系统:
将制造生产过程中的关键重要部件、制造资源(如刀具、夹具、托盘、卡板等)结合物联网技术进行“智能感知”,使其在在每个生产环节上能够实时自动告知其位置、生产外形、工艺参数等信息,并将数据传递至上层的决策系统,实现“物物相联”的制造现场“智能决策”。
3.构建了基于数据驱动的三维仿真模型:
接受轻量化及分块分层算法以保证工厂及设备大规模数据的快速显示,接受基于时间轴的动画插值技术实现离散位移数据的平滑运动显示,规划物流模型运动路径,实时检测三维模型之间的碰撞以检验模型运动的合理性,建立三维模型运动与数据变量的实时关联,最终实现三维模型的数据驱动。
4.实现了基于三维的工艺协同:
实现工艺软件、学问库与三维CAD的集成,实现基于MBD的制造特征定义与信息提取,打通了几何特征模型和制造特征模型之间的联系;将工艺学问融入到后端的自动化设备(数控机床、焊接机器人、自动切割机)使用中,实现三维工艺从产品设计--工艺--智能制造的贯穿式使用,全面提升行业加工智能性和效率。
5.建立了全制造过程可视化集成把握中心:
将方案、执行、物流、质量等业务板块的实时决策数据与图表集中呈现,打通各功能域的关联关系,建设可视化集成把握中心,打造实施过程数据驱动的制造车间决策支持平台,支持方案、物流、质量、采供等多功能组织的全局协同生产与调度。
6.构建了基于企业私有云的分布式协同制造服务体系:
通过建立面对3C制造的企业级私有云制造服务平台,将劲胜精密分布在不同地域的7个事业部35个车间通过企业私有云进行连接,打造支持企业内多工厂协同制造的云服务模式,提升企业异地协同制造力气。
六、该创新为企业所带来的效益
1.节省金属加工环节的人力70%以上(以每日两班生产基准,依据每人管理2.5台机器,每机器人1拖2计算);
2.实现高速高精钻攻中心、国产数控系统、机器人与收取料系统的协同运动把握,实现多种车间智能配备之间的协同工作。
3.接受基于工艺学问库的三维智能工艺规划,提高研制效率;通过高级方案排程和实时生产响应技术,削减设备空转时间。
4.建立生产过程数据库,充分采集制造进度、现场操作、设备外形等生产现场信息;提高车间加工过程质量检测自动化程度,建立产质量量追溯系统,实现全制造过程品检数字化。
5.建立面对大批量快速响应生产的制造执行系统(MES),实现基于实时制造数据的可钻取仿真车间。
6.可为企业每年新增8500万元的营业收入,每年可为地方政府新增税收300万元。
备注:
A.国产配备:
创世纪(速钻攻中心机床)
B.国产数控系统:
华中数控(数控系统、机器人)
C.全制造过程可视化集成把握中心:
艾普工华(制造运营管理处理方案-MES、PCT、MDI)
D.物联网技术:
思谷(RFID处理方案)
E.数据驱动的三维仿真:
创景可视(虚拟工厂处理方案)
F.三维的工艺协同:
开目(三维工艺处理方案-PLM/CAPP)
G.方案排程:
易普优(高级方案排程处理方案-APS)
人工智能融入制造业构成新一代智能制造
e-works吴丽萍
人工智能是引领中国制造业进展的关键技术,是促进实体经济进展的重点方向,是制造业数字化、网络化、智能化转型进展的关键领域。
制造技术和人工智能技术深度融合,构成了新一代智能制造。
近几年,随着中国人口红利渐渐消逝、原材料和人力成本不断攀升,中国制造业赖以生存的全球竞争优势正在渐渐丢失。
同时,传统落后的生产管理模式也已经无法满足日益多样化的市场需求,中国制造业的进展正在面临着严峻的挑战。
人工智能是引领中国制造业进展的关键技术,是促进实体经济进展的重点方向,是制造业数字化、网络化、智能化转型进展的关键领域。
近年来,人工智能加速进展,实现了战略性突破,先进制造技术和新一代人工智能技术深度融合,构成了新一代智能制造,也可以称之为数字化网络化智能化制造。
国家政府高度留意这一趋势,2017年,国务院发布了《新一代人工智能进展规划》,全面推动人工智能与制造业的融合,处理中国制造业在推动智能化转型过程中面临的问题。
在政策引导和技术进展的双重推动下,人工智能正在渐渐融入中国制造业,驱动企业智能化造转型升级。
新一代智能制造的次要特征表现在制造系统具备了学习力气,通过深度学习、添加学习等技术使用于制造领域,学问产生、猎取、运用和传承效率发生革命性变化,显著提高创新与服务力气。
从使用上讲,人工智能技术正在被不断地被使用到图像识别、语音识别、智能机器人、智能驾驶/自动驾驶、毛病诊断与猜想性维护、质量监控等各个领域,掩盖从研发创新、生产管理、质量把握、毛病诊断等多个方面。
人工智能可以对简约过程进行智能化指引。
以产品研发设计为例,工业设计软件在集成了人工智能模块后,可以理解设计师的需求,还可以与区域经济、社会舆情、社交媒体等多元化数据进行对接,由此构成的数据模型可向设计者智能化推举相关的产品设计研发方案,甚至自主设计出多个初步的产品方案供设计者选择。
人工智能在生产制造管理方面发挥作用,创重生产模式,提高生产效率和产质量量。
人工智能技术通过物联网对生产过程、设备工况、工艺参数等信息进行实时采集;对产质量量、缺陷进行检测和统计;在离线外形下,利用机器学习技术挖掘产品缺陷与物联网历史数据之间的关系,构成把握规章;在在线外形下,通过添加学习技术和实时反馈,把握生产过程削减产品缺陷;同时集成专家阅历,不断改进学习结果。
在维护服务环节中,系统利用传感器对设备外形进行监测,通过机器学习建立设备毛病的分析模型,在毛病发生前,将可能发生毛病的工件替换,从而保障设备的持续无毛病运转。
以数控机床为例,用机器学习算法模型和智能传感器等技术手段监测加工过程中的切削刀、主轴和进给电机的功率、电流、电压等信息,辩识出刀具的受力、磨损、破损外形及机床加工的稳定性外形,并依据这些外形实时调整加工参数(主轴转速、进给速度)和加工指令,预判何时需要换刀,以提高加工精度、缩短产线停工时间并提高设备运转的平安性。
从行业来讲,人工智能使用不只涵盖了3C、纺织、冶金、汽车等多个传统制造业产业,还涉及高端配备制造、机器人、新能源等战略新兴产业。
人工智能正在从多个方面支撑传统制造向智能制造迈进,为中国制造业“由大变强”的进展注入新动能。
同时,我们必需糊涂地生疏到,中国制造业仍面临错综简约的局面。
首先是制造企业数字化程度太低,而数字化又是智能化的基础,再加上研发力气不强也是中国制造业全体大而不强的次要缘由。
其次,现在的人工智能技术只能算是弱人工智能,机器学习和深度学习等技术在制造企业的实际使用有待加强;第三,人工智能产业进展环境还不成熟,缺乏行业标准和平安保障制度。
人工智能融入制造业的根本目的是提质增效、降低成本。
但目前来看,中国制造业与人工智能融合有很长的路要走。
制造企业需深刻理解,人工智能不是万能灵药,它仅仅是一种推动制造业进展的工具或方法,不论外界如何热捧宣扬,假如无法与实际使用需求结合,必定缺乏进展的动力。
在人工智能使用实践过程中,制造企业不能生搬硬套、急于求成,必需脚踏实地地研发、突破,积累,调研本身实际使用需求,结合现有的软、硬件基础设备、人员技术条件以及资金规划,分析人工智能技术怎样用以及如何用好的问题,只需这样才能激发出人工智能的真正效能,最终实现智能制造。
人工智能赛博物理操作系统
AI-CPSOS
“人工智能赛博物理操作系统”(新一代技术+商业操作系统“AI-CPSOS”:
云计算+大数据+物联网+区块链+人工智能)分支用来的今日,企业领导者必需了解如何将“技术”全面渗入整个公司、产品等“商业”场景中,利用AI-CPSOS构成数字化+智能化力气,实现行业的重新规划、企业的重新构建和自我的焕然重生。
AI-CPS OS的真正价值并不来自构成技术或功能,而是要以一种传递独特竞争优势的方式将自动化+信息化、智造+产品+服务和数据+分析一体化,这种整合方式能够释放新的业务和运营模式。
假如不能实现跨功能的更大规模融合,没有颠覆现状的志愿,这些将不行能实现。
领导者无法依靠某种单一战略方法来应对多维度的数字化变革。
面对新一代技术+商业操作系统AI-CPSOS颠覆性的数字化+智能化力气,领导者必需外行业、企业与个人这三个层面都保持领先地位:
1.重新行业规划:
你的世界观要怎样转变才算足够?
你必需对行业典范进行怎样的反思?
2.重新构建企业:
你的企业需要做出什么样的变化?
你预备如何重新定义你的公司?
3.重新打造本人:
你需要成为怎样的人?
要重塑本人并在数字化+智能化时代保有领先地位,你必需如何去做?
AI-CPSOS是数字化智能化创新平台,设计思路是将大数据、物联网、区块链和人工智能等无缝整合在云端,可以挂念企业将创新成果融入本身业务体系,实现各个前沿技术在云端的优势协同。
AI-CPSOS构成的数字化+智能化力气与行业、企业及个人三个层面的交叉,构成了领导力模式,使数字化融入到领导者所在企业与领导方式的核心位置:
1.精细:
这种力气能够使人在愈加真实、细致的层面观看与感知现实世界和数字化世界正在发生的一切,进而理解和愈加精细地进行产品共性化把握、微观业务场景大事和结果把握。
2.智能:
模型随着时间(数据)的变化而变化,整个系统就具备了智能(自学习)的力气。
3.高效:
企业需要建立实时或者准实时的数据采集传输、模型猜想和响应决策力气,这样智能就从批量性、阶段性的行为变成一个可以实时触达的行为。
4.不确定性:
数字化变更颠覆和转变了领导者已经仰仗的思维方式、结构和实践阅历,其结果就是构成了复合不确定性这种颠覆性力气。
次要的不确定性包含于三个领域:
技术、文化、制度。
5.边界模糊:
数字世界与现实世界的不断融合成CPS不只让人们所知行业的核心产品、经济学定理和可能性都产生了变化,还模糊了不同行业间的界限。
这种效应正在向生态系统、企业、客户、产品快速集中。
AI-CPSOS构成的数字化+智能化力气通过三个方式激发经济增长:
1.制造虚拟劳动力,担当需要顺应性和灵敏性的简约任务,即“智能自动化”,以区分于传统的自动化处理方案;
2.对现有劳动力和实物资产进行有利的补充和提升,提高资本效率;
3.人工智能的普及,将推动多行业的相关创新,开辟簇新的经济增长空间。
给决策制定者和商业领袖的建议:
1.超越自动化,开启新创新模式:
利器具有自主学习和自我把握力气的动态机器智能,为企业制造新商机;
2.迎接新一代信息技术,迎接人工智能:
无缝整合人类才智与机器智能,重新
评估将来的学问和技能类型;
3.制定道德规范:
切实为人工智能生态系统制定道德准绳,并在智能机器的开
发过程中确定愈加明晰的标准和最佳实践;
4.留意再支配效应:
对人工智能可能带来的冲击做好预备,制定战略挂念面临
较高失业风险的人群;
5.开发数字化+智能化企业所需新力气:
员工团队需要乐观把握推断、沟通及想象力和制造力等人类所特有的重要力气。
对于中国企业来说,制造兼具包涵性和多样性的文化也格外重要。
子曰:
“君子和而不同,小人同而不和。
” 《论语·子路》云计算、大数据、物联网、区块链和人工智能,像君子一般融合,一起体现科技就是生产力。
假如说上一次哥伦布地理大发觉,拓展的是人类的物理空间。
那么这一次地理大发觉,拓展的就是人们的数字空间。
在数学空间,建立新的商业文明,从而发觉新的创富模式,为人类社会带来新的财宝空间。
云计算,大数据、物联网和区块链,是进入这个数字空间的船,而人工智能就是那船上的帆,哥伦布之帆!
新一代技术+商业的人工智能赛博物理操作系统AI-CPSOS作为新一轮产业变革的核心驱动力,将进一步释放历次科技革命和产业变革积蓄的巨大能量,并制造新的强大引擎。
重构生产、支配、交换、消费等经济活动各环节,构成从宏观到微观各领域的智能化新需求,催生新技术、新产品、新产业、新业态、新模式。
引发经济结构严峻变革,深刻转变人类生产生活方式和思维模式,实现社会生产力的全体跃升。
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