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數(shù)字孿生技術(shù)如何助力智慧工廠創(chuàng)新模式如何進(jìn)一步演進(jìn)?

2019-02-27 09:13 性質(zhì):轉(zhuǎn)載 作者:北極星電力會(huì)展網(wǎng) 來(lái)源:北極星電力會(huì)展網(wǎng)
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數(shù)字經(jīng)濟(jì)已成為全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新引擎。據(jù)IDC預(yù)測(cè),到2022年, 全球GDP的60%以上將是數(shù)字化,每個(gè)行業(yè)的增長(zhǎng)都是由數(shù)字化增強(qiáng)的產(chǎn)品、運(yùn)營(yíng)...

數(shù)字經(jīng)濟(jì)已成為全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新引擎。據(jù)IDC預(yù)測(cè),到2022年, 全球GDP的60%以上將是數(shù)字化,每個(gè)行業(yè)的增長(zhǎng)都是由數(shù)字化增強(qiáng)的產(chǎn)品、運(yùn)營(yíng)和關(guān)系驅(qū)動(dòng)。得益于數(shù)字化技術(shù)的爆發(fā)式增長(zhǎng),利用數(shù)據(jù)饋送來(lái)映射物理實(shí)體的數(shù)字孿生(Digital Twin)技術(shù),正在對(duì)工業(yè)眾多領(lǐng)域產(chǎn)生顛覆性影響。全球知名分析機(jī)構(gòu)Gartner將數(shù)字孿生技術(shù)列入2019年的十大戰(zhàn)略性技術(shù)趨勢(shì),德國(guó)信息技術(shù)與新媒體協(xié)會(huì)BITKOM也預(yù)測(cè)數(shù)字孿生在制造業(yè)市場(chǎng)巨大,到2025年將超過(guò)780億歐元。

(文章來(lái)源:慕尼黑上海電子生產(chǎn)設(shè)備展)

受此趨勢(shì)影響,以構(gòu)建“智慧工廠”為目標(biāo)的新一代智能制造技術(shù)作為新一輪工業(yè)革命的核心,引發(fā)了電子生產(chǎn)制造業(yè)在發(fā)展理念、制造模式等方面重大而深刻的變革,正在重塑其發(fā)展路徑、技術(shù)體系以及產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

智慧工廠 “數(shù)字孿生體”的信息化建設(shè)

據(jù)了解,最早在市場(chǎng)上提出“數(shù)字孿生”模型概念的是西門子,其認(rèn)為基于模型的虛擬企業(yè)和基于自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)實(shí)企業(yè)的“數(shù)字孿生”,包括“產(chǎn)品數(shù)字孿生”、“生產(chǎn)工藝流程數(shù)字孿生”和“設(shè)備數(shù)字孿生”,三個(gè)層面又高度集成為一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型,并通過(guò)數(shù)字化助力企業(yè)整合橫向和縱向價(jià)值鏈,提供工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)重塑和實(shí)現(xiàn)智慧工廠自下而上的切實(shí)之路。在3月慕尼黑上海電子生產(chǎn)設(shè)備展同期舉辦的國(guó)際智能制造生態(tài)鏈峰會(huì)上,西門子也將出席演講,為與會(huì)觀眾分享最新的智造理念。

而智慧工廠其本質(zhì)業(yè)內(nèi)已達(dá)成共識(shí)是一種全新的制造模式。工業(yè)4.0時(shí)代,數(shù)據(jù)作為生產(chǎn)資源,智慧工廠解決了自動(dòng)化和流程規(guī)范問題,自然會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù),其重點(diǎn)在于收集、管理、利用這些“工業(yè)大數(shù)據(jù)”。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),圍繞“人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)、時(shí)、空”八大要素,使數(shù)字化的工廠在虛擬空間中完全在線運(yùn)行,充分體現(xiàn)設(shè)備自身計(jì)算能力、記憶能力和交流能力,這是CPS(Cyber-Physical Systems)技術(shù)與M2M(Machine to Machine)技術(shù)的本質(zhì)區(qū)別,同樣也構(gòu)建了智慧工廠的數(shù)字孿生體,使傳統(tǒng)工廠實(shí)現(xiàn)“在信息的空間開創(chuàng)管理的未來(lái)”,產(chǎn)生新的管理模式、商業(yè)模式。目前已有不少公司正努力使之加速到來(lái)。

作為智能制造行業(yè)的技術(shù)領(lǐng)袖,ASM先進(jìn)裝配系統(tǒng)有限公司(慕尼黑上海電子生產(chǎn)設(shè)備展E2.2548)為滿足電子生產(chǎn)行業(yè)客戶的特殊需求和工藝,目標(biāo)是助力其實(shí)現(xiàn)#1 SMT智慧工廠,這已經(jīng)超越了工業(yè)4.0的愿景——它需要工藝專業(yè)知識(shí)和遍布全球的客戶和技術(shù)合作伙伴的密切協(xié)同,還需要在具體的研發(fā)上擴(kuò)大投資,將新技術(shù)整合到解決方案,解決現(xiàn)有的工藝漏洞。

據(jù)了解,ASM的#1 SMT智慧工廠主要組成要素包括:全面的網(wǎng)絡(luò)化和高度自動(dòng)化,信息化生產(chǎn),實(shí)時(shí)監(jiān)控、自我控制的機(jī)器和流程,以及全新的人機(jī)交互概念。這充分反映了未來(lái)的工廠需要具備隨需而變、靈活重組的能力,支持面向訂單的流程重構(gòu)。除在研發(fā)層面考慮模塊化、生產(chǎn)基礎(chǔ)設(shè)施層面具備成組化等要素外,在信息化支撐技術(shù)上,也必須采用統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺(tái)、貨架式應(yīng)用模塊、可視化流程配置。滿足這樣要求的三個(gè)技術(shù)平臺(tái)是統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)、互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)以及服務(wù)管理平臺(tái)。

滿足不同生產(chǎn)場(chǎng)景需求,個(gè)性化定制是關(guān)鍵

隨著智能技術(shù)向工廠類制造行業(yè)的注入,越來(lái)越多的工廠開始加入智能化發(fā)展的行列。所以,智慧工廠面對(duì)的數(shù)以萬(wàn)計(jì)的大小型工廠,具有不同的智能應(yīng)用需求。如何解決這個(gè)數(shù)量龐大而異的需求,關(guān)鍵直指定制化模式。

具體到電子制造行業(yè),如何根據(jù)不同生產(chǎn)場(chǎng)景,為企業(yè)定制化智慧工廠系統(tǒng)是每一個(gè)系統(tǒng)提供商需要考慮的問題:如何能使產(chǎn)能大幅提升;優(yōu)化企業(yè)庫(kù)存、減少資金占用;系統(tǒng)間無(wú)縫集成,相互協(xié)同,杜絕信息孤島的產(chǎn)生,各個(gè)業(yè)務(wù)部門間統(tǒng)一調(diào)度管理;生產(chǎn)少人化、無(wú)人化,較少人力成本,提升產(chǎn)品一次合格率和工作效率;實(shí)時(shí)獲得生產(chǎn)線各項(xiàng)數(shù)據(jù),給管理層提供決策依據(jù)。

以全球知名的自動(dòng)化控制及電子設(shè)備制造廠商OMRON歐姆龍(慕尼黑上海電子生產(chǎn)設(shè)備展E2.2654)為例說(shuō)明,其提出全新的智能制造理念,從intelligent(智能化),integrated(控制升級(jí)),interactive(人類與機(jī)械新協(xié)調(diào))三個(gè)層次講述了如何將智能制造落到各行業(yè)的精髓。歐姆龍以i-Automation智能制造理念為核心,通過(guò)對(duì)高速、高精度的追求實(shí)現(xiàn)控制精益化,將機(jī)器人、裝置與人結(jié)合實(shí)現(xiàn)人機(jī)協(xié)調(diào)的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),并將最新的信息技術(shù)融入其中,不斷地進(jìn)行制造現(xiàn)場(chǎng)的革新,近年來(lái)又完成了新的進(jìn)化。通過(guò)歐姆龍最齊全的自動(dòng)化產(chǎn)品線與行業(yè)尖端技術(shù)的結(jié)合,能夠?yàn)榭蛻籼峁┤轿坏男袠I(yè)解決方案,助力打造智慧工廠。

不難看出,產(chǎn)品能夠定制化,滿足顧客個(gè)性化的需求,這就是當(dāng)前企業(yè)的最大述求。多年來(lái),全球氣動(dòng)和電驅(qū)動(dòng)巨頭FESTO費(fèi)斯托(慕尼黑上海電子生產(chǎn)設(shè)備展E1.1508)不斷創(chuàng)新,各種仿生學(xué)項(xiàng)目已成為自動(dòng)化和機(jī)器人領(lǐng)域節(jié)能應(yīng)用的基礎(chǔ)。在費(fèi)斯托對(duì)智能工廠的描繪中,人并非被機(jī)器取代而排除在外;相反人機(jī)交互將達(dá)到新的高度。利用仿生技術(shù)平臺(tái),費(fèi)斯托檢驗(yàn)了控制和調(diào)節(jié)自我管理系統(tǒng)的創(chuàng)新,其成果就是為傳統(tǒng)工業(yè)客戶提供基于生物模型的全新智能化自動(dòng)化解決方案。

株式會(huì)社FUJI(慕尼黑上海電子生產(chǎn)設(shè)備展E2.2356)的新一代模組貼片NXTIII不僅可以對(duì)應(yīng)全球最小的元器件(025mm*0125mm),在不影響貼裝速度的條件下實(shí)現(xiàn)±25μm的高精度貼裝,同時(shí)針對(duì)車載和模塊產(chǎn)品的半導(dǎo)體混載貼裝要求,推出了實(shí)現(xiàn)±5μm的高精度混載貼裝模組NXT-H,該設(shè)備不僅可以對(duì)應(yīng)料帶,料盤等傳統(tǒng)的SMT物料包裝方式,還可以對(duì)應(yīng)4英寸,6英寸,8英寸,12英寸的裸晶圓的直接貼放,實(shí)現(xiàn)了半導(dǎo)體制造和SMT制造的完美結(jié)合。

聚焦我國(guó)智慧工廠現(xiàn)狀,productronica China搭建絕佳舞臺(tái)

縱觀過(guò)去幾十年的發(fā)展,西方發(fā)達(dá)國(guó)家智能制造可能是一個(gè)“串聯(lián)式”的升級(jí)過(guò)程,用充分的時(shí)間發(fā)展數(shù)字化制造之后,再發(fā)展數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化制造,進(jìn)而邁向更高級(jí)的智能制造階段。而在中國(guó),由于現(xiàn)階段勞動(dòng)力成本的增速明顯快于工業(yè)生產(chǎn)效率增速,制造業(yè)對(duì)于智能升級(jí)有著極為強(qiáng)烈的需求。據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)的測(cè)算數(shù)據(jù)顯示,我國(guó)的制造業(yè)勞動(dòng)成本在2019年將為越南的177%、印度的218%,這使得我國(guó)生產(chǎn)制造業(yè)不能再以傳統(tǒng)工廠模式維持下去,智慧工廠是必踐之行。

目前,我國(guó)智慧工廠建設(shè)正處于高速發(fā)展的新階段,智能制造產(chǎn)業(yè)需求升級(jí)包括智能測(cè)控儀器儀表、數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、自動(dòng)化成套生產(chǎn)線等多個(gè)方面。國(guó)內(nèi)眾多智慧工廠方案供應(yīng)商正于廣大企業(yè)攜手合作,布局新一代智能制造和智慧工廠。南江機(jī)器人(慕尼黑上海電子生產(chǎn)設(shè)備展E1.1232)作為專注于為制造型企業(yè)提供智能柔性物流整體解決方案,基于領(lǐng)先的智能移動(dòng)搬運(yùn)機(jī)器人,通過(guò)自主研發(fā)的機(jī)器人管理軟件NjRobot IDS(智能調(diào)度系統(tǒng))將機(jī)器人和企業(yè)信息平臺(tái)(MES、WMS、ERP)、生產(chǎn)線串聯(lián),以移動(dòng)機(jī)器人為載體構(gòu)建生產(chǎn)環(huán)境的智能物流體系。在未來(lái),南江機(jī)器人將滿足更多的企業(yè)完成智慧工廠的物流控制和管理需求,打造中國(guó)“智能倉(cāng)”,在推動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)中發(fā)揮更大的作用。

慕尼黑上海電子生產(chǎn)設(shè)備展(productronicaChina)作為電子制造行業(yè)重要的前瞻性展會(huì),每年3月于上海匯聚了國(guó)內(nèi)外電子制造設(shè)備及機(jī)器人大廠,通過(guò)生動(dòng)、真實(shí)、完整地演示電子制造智慧工廠解決方案,不斷向?qū)I(yè)觀眾分享構(gòu)建“智慧工廠”新的思路和理念,以科技自動(dòng)化為核心,助力電子制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。本屆展會(huì)將于2019年3月20-22日在上海新國(guó)際博覽中心拉開序幕,聯(lián)合同期舉行的慕尼黑上海電子展(electronica China),展館將增至11個(gè),規(guī)模達(dá)到90,000平方米。

此外,本屆展會(huì)特別新增國(guó)際智能制造生態(tài)鏈峰會(huì),將邀請(qǐng)來(lái)自上下游產(chǎn)業(yè)鏈不同領(lǐng)域的專家,分享他們對(duì)智能制造,特別是電子制造業(yè)的看法和經(jīng)驗(yàn)。

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