因此,智能制造运行的逻辑是:发生问题-》模型(或在人的帮助下)分析问题-》模型调整5个要素-》解决问题-》模型积累经验,并分析问题的根源-》模型调整5个要素-》避免问题。智能制造所要解决的核心问题是知识的产生与传承过程。
2.什么是智能工厂
美国ARC总结:以制造为中心的数字制造、以设计为中心的数字制造、以管理为中心的数字制造,并考虑了原材料、能源供应、产品销售的销售供应,提出用工程技术、生产制造、供应链这三个维度来描述工程师的全部活动。
通过建立描述这三个维度的信息模型,利用适当的软件,能够完整表达围绕产品设计、技术支持、生产制造已经原材料供应、销售和市场相关的所有环节的活动。实时数据的支持,实时下达指令制导这些活动,全面的优化,在三个维度之间交互,我们叫数字化工厂或智慧工厂。
一方面,“工欲善其事,必先利其器”,实现智能制造的利器就是数字化、网络化的工具软件和制造装备,包括以下类型:
计算机辅助工具,如CAD(计算机辅助设计)、CAE(计算机辅助工程)、CAPP(计算机辅助工艺设计)、CAM(计算机辅助制造)、CAT(计算机辅助测试,如ICT信息测试、FCT功能测试)等;
计算机仿真工具,如物流仿真、工程物理仿真(包括结构分析、声学分析、流体分析、热力学分析、运动分析、复合材料分析等多物理场仿真)、工艺仿真等;
工厂/车间业务与生产管理系统,如ERP(企业资源计划)、MES(制造执行系统)、PLM(产品全生命周期管理)/PDM(产品数据管理)等;
智能装备,如高档数控机床与机器人、增材制造装备(3D打印机)、智能炉窑、反应釜及其他智能化装备、智能传感与控制装备、智能检测与装配装备、智能物流与仓储装备等;
新一代信息技术,如物联网、云计算、大数据等。
在智能工厂中,借助于各种生产管理工具/软件/系统和智能设备,打通企业从设计、生产到销售、维护的各个环节,实现产品仿真设计、生产自动排程、信息上传下达、生产过程监控、质量在线监测、物料自动配送等智能化生产。下面介绍了几个智能工厂中的典型“智能”生产场景。
场景1:设计/制造一体化
在智能化较好的航空航天制造领域,采用基于模型定义(MBD)技术实现产品开发,用一个集成的三维实体模型完整地表达产品的设计信息和制造信息(产品结构、三维尺寸、BOM等),所有的生产过程包括产品设计、工艺设计、工装设计、产品制造、检验检测等都基于该模型实现,这打破了设计与制造之间的壁垒,有效解决了产品设计与制造一致性问题。制造过程某些环节,甚至全部环节都可以在全国或全世界进行代工,使制造过程性价比最优化,实现协同制造。