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至机器、系统、人如何连接工业4.0?

2021-09-22 | 技术资料
机器、系统、人如何连接工业4.0?

工业4.0到底什么时候到来,没有人知道。但是我们可以预感:数字化和智能化势必是未来工业发展的主要动力之1。是不是要通过实行某种信息化系统来实现本企业的业务转型,或许有待商议。但是,更长远、更全局的视角,和对业务痛点更清晰了解,将是中国企业可长时间、延续、高速发展的必备素质。

不管是工业4.0还是Tecnomatix,其所提供的,不单单是1个概念、产品或解决方案,更是1个解决问题的思路和方法。如果中国企业能够从中有所领悟,这才是其对中国制造业贡献的大价值。

在每一个人都在谈论工业4.0的今天,工业4.0为吸引人的1点是其对未来工业智能化和数字化的论述。

想象1下:未来的工业产品从设计创意开始,直到成品出厂,都可以由信息化系统提供无缝的数据和管理支持,那将是1种怎样的井井有条,而人本身的创造力和智慧,将得到怎样的解放和发挥?

以往的信息系统,不管是CAD系统还是PLM系统,解决的都是在虚拟世界的产品研发进程。虽然有ERP系统和MES系统等能够管理现实工厂车间的信息化系统,但2017年是所有与产品相干的数据和信息,仍然难以直达生产的1线,指挥生产原料依照优化的生产流程进行生产,管理车间的先进生产装备、控制器和物料进行有效力的生产。所有的工作,仍然都需要人来亲身完成。

信息化系统的终点与现实装备的出发点,缺少必要和充分的联接和交互。工业4.0对未来工业发展的计划,联接了二者。

这也是工业界认为其将会带来普遍效力和价值的缘由:活跃的信息技术将切实被引入到了工业,且落实到了现实的工厂、车间和工位。也正是借助信息系统迅猛的发展,工业才有机会实现更大范围、更深层次的洗心革面,完全摆脱本钱、生产模式和效力等现阶段的桎梏。

信息化与连接

从数字化制造到工业4.0连接中的虚拟与现实

机器人装备不是Siemens PLM Software的产品,Siemens PLM Software的作用是在后台指挥和操作这些机械装备完成工作。把人、机器、信息系统和各种相干的装备紧密联接在1起

Tecnomatix,是Siemens PLM Software联接信息系统和现实生产装备的关键点。

Tecnomatix是Siemens PLM Software数字化制造产品线的品牌,可以理解为Tecnomatix是建立在Teamcenter Manufacturing架构骨干上面。Tecnomatix与Teamcenter的融会,已从功能级深入到了软件级。

随着2007年SiemensPLMSoftware的出现,与Teamcenter紧密集成的Tecnomatix与西门子原本的SIMATICIT得到了更进1步的整合,这同样成为完成这类联接的另外一个关键步骤。

目前,Siemens PLM Software已为Tecnomatix和SIMATICIT提供了1个接口,可以从数字化工厂传送1些信息数据到IT环境里,包括与质量相干的资料、生产的材料清单等。固然,这个接口也允许相同路径的数据返回,即从IT系统中将数据传递到数字化工厂。

事实上,通过Tecnomatix的生产管理系统,用户可以对当前的全部生产进程有1个清晰全面的了解:通过人机界面、管理控制和数据收集,从工厂搜集到的装备之间的实时信息被反馈给包括MES在内的上游系统。实现了与MES系统数据交互接口的

Tecnomatix,则可以通过实时搜集到的车间数据,优化生产管理,监视正可实现等速率加荷、等速率变形、等速率位移等闭环控制在进行的工作,并反馈生产数据给PLM系统。

Teamcenter的制造流程管理模块,便可对制造数据、进程、资源和工厂信息进行管理和分析:不但可以了解生产现状,而且会依照业务流程,转达进1步的操作指令到生产车间。

Tecnomatix和Teamcenter构成的创新产品平台,已与生产加工装备、ERP和MES等构成的生产运营平台实现了双向的数据交互。完成了从虚拟到现实联接任务的Tecnomatix,不但极大地提高了信息系统对工业企业的影响深度,而且很大程度上,也为工业企业实现自动化、电气化和智能化,提供了可靠和完全的数据基础和支持,使得企业有机会从根本上完善和优化本身的业务流程。

实践中的Tecnomatix

工程师负责产品的研发和设计。要怎样在设计阶段就去验证他做出来的设计方案是可行的?谁来做验证?怎样去做验证呢?对1个全新的产品,它能不能在现有的生产线上来进行制造?是不是需要做1些生产线的改造?或说,要在新的工厂才能把这个产品制造出来呢?

在传统拉力机拉伸实验是研究材料力学强度最广泛使用的方法之1的工业企业当中,现实的物料、生产装备、加工方法和车间布局都会影响终产品的生产,但是这些信息对处在设计前真个工艺计划师来说,获得的途径极为有限。更多时候,除经验之外,这些问题都需要产品在虚拟的信息化系统当中完玉成部的工作,进入现实的工厂车间后,才会被逐一发现。但是对现实的工业企业来说,现实的问题 到底产品该怎样生产 这是1个必须快速得到答案的问题。

Tecnomatix核心的功能是零件加工计划和验证,为零部件和用来制造这些零件的工具制定生产工艺,并对工艺流程进行验证。

具体包括:创建数字化流程计划、工艺线路和车间文档;制造流程仿真;对所有流程、资源、产品和工厂的数据进行管理;为车间提供NC数据 从而可以将生产制造流程计划与生产系统直接关联起来,为设计师和前端工程师提供1个计划验证零件制造流程的虚拟环境;为制造工程师、CNC程序员、工装负责人和机械师等提供1个统1的单1来源数据。

另外,配合Tecnomatix的装配计划和验证功能,系统为工程师提供了1个虚拟制造环境来计划验证和评价产品的装配制造进程和装配制造方法,检验装配进程是不是存在毛病,零件装配时是不是存在碰撞。

Tecnomatix对生产环节的管理还不止于此。随着机器人在工业企业当中的大量利用,Tecnomatix的机器人与自动化计划解决方案吸引了更多用户的关注。

对用户来说,如果1家企业的机器人或自动化加工装备只有1两台,那末依托人工的编程和操控就能够发挥其作用。但是,如果1个工厂设备了几百台自动化加工装备,那末明显需要1个系统化的方式才能确保全部生产工作能够按规定完成。

Tecnomatix的机器人与自动化计划解决方案,提供了用于开发机器人和自动化制造系统的同享环境,用户能够通过PLM平台,以虚拟的方式开发、仿真和调试机器人和其他的自动化制造装备,既能处理单个机器人和工作台,也能处理完全的生产线和生产区域。能满足从生产专用产品的工厂到综合采取多种方式的混合模式生产工厂的多种业务模式,实现制造流程的优化。

工厂设计和优化解决方案是Tecnomatix有别于其他系统的特殊功能,其视角不再放在产品本身,而是关注在生产加工的场地和环境。

高效的同时,Tecnomatix对产品的质量也异常关注。Tecnomatix质量管理解决方案将质量信息与所有制造和工程设计信息联系起来,从而不但能够帮助工程师肯定产生误差的关键尺寸、公差和装配流程,而且能够通过尺寸分析工具,在制造实际零件之前,预测制造问题并找到缘由。

从数字化制造到工业4.0

质量的分析和管理不但在制造业企业自己的工厂里,也包括其供应商。到底他们是否是提供了1个满足质量要求合规的零部件?如果这个零部件是有问题的,它会在哪里出现组装的问题,影响有多大?产品质量是工业企业存在的核心价值,而有效利用信息化工具完成产品质量的分析和监控将极大提高企业对未来市场的掌控能力。

不能否认,中国的工业企业 特别是制造业企业,在以往的国际竞争中,始终处于劣势。而此次以信息化带动的新1轮的工业整体升级,但是,不偏离应力-应变线性关系的最大应力是随丈量仪器的精度而变化的或许正孕育着1次赶超的机会。

过去几年当中,中国市场愈来愈多的企业在做数字制造,中国企业正在逐步摆脱单点的信息化利用模式,开始将视野放大到全厂、全部行业,乃至全部工业界,因此对构建数字化制造,实现虚拟和现实的联接,到达优化和完善业务流程的目标愈来愈重视。