智能制造与智能工厂下MES发展新重点

发布时间:2021-12-28 15:16:35 来源:精工智能 作者:admin

  

  随着技术的创新,互联网的发展,在数字化工厂的基础上,利用互联网技术和监控技术加强信息管理服务,提高生产过程可控性、减少生产线人工干预,以及合理计划排程,成为智能工厂。智能工厂是集初步智能手段和智能系统等新兴技术于一体,构建高效、节能、绿色、环保、舒适的人性化工厂。


  智能工厂已具备采集分析、判断规划等自主能力;通过整体可视技术进行推理预测,利用仿真及多媒体技术,将实境扩增展示设计与制造过程。系统中各组成部分可自行组成最佳系统结构,具备协调、重组及扩充特性,自我学习、自行维护能力。因此,智能工厂实现了人与机器的相互协调合作,其本质是人机交互。


  提到智能工厂又不得不提下智能制造了,智能工厂是在数字化工厂基础上的升级版,但是与智能制造还有很大差距。


  智能制造系统在制造过程中能进行智能活动,诸如分析、推理、判断、构思和决策等。通过人与智能机器的合作,去扩大、延伸和部分地取代技术专家在制造过程中的脑力劳动。它把制造自动化扩展到柔性化、智能化和高度集成化。


  智能制造系统不仅是“人工智能系统”,更是人机一体化智能系统,是混合智能。系统可独立承担分析、判断、决策等任务,突出人在制造系统中的核心地位,同时在工业机器人无轨agv等智能设备配合下,更好发挥人的潜能。机器智能和人的智能真正地集成在一起,互相配合,相得益彰。本质是人机一体化。国内智能制造建设热潮久久不退,但是大部分的企业还是处在使用软件阶段,少数达到数字化工厂的水平,极少数的企业能够达到智能工厂的水平,实现人机交互。智能制造系统,企业建设的更是少之又少。


  智能制造虽然作为一个笼统的概念,但如何落地并紧密结合制造业需求,推动制造业高质量发展,其技术内涵和发展认识也是深深地影响智能工厂的热潮。


  面对智能制造持续发展的智能工厂背景下,MES无疑能从中分析和凝练出很多发展新重点。因为核心工业软件是智能制造发展的重点,也是数字经济乃至智能经济的重要支撑手段。尤其MES是直接对接数字化、自动化、网络化生产的生产管控系统,在整个智能制造核心工业软件体系中占据有重要的地位和作用。


  目前制造业界实际操作中,对智能的制造的切实认识是:在制造过程中能进行智能活动,诸如分析、推理、判断、构思和决策等,通过人与智能机器的合作,去扩大、延伸和部分取代技术专家在制造过程中的脑力劳动。它把制造自动化扩展到柔性化、智能化和高度集成化。

  1. 人在决策回路理念分析

  智能制造所强调的智能,在目前阶段更多的还是要依靠人来体现智能,所以在决策回路中如何更好实现人与机器和系统的融合就是当前发展发展的重点和值得探讨的问题。这方面与德国工业4.0所强调的以人为中心的智能制造理念也是相符的。作者认为核心理念是:技术是多种多样的,但是为中间的人来服务的,如果过分的纠结外圈的各种技术,在理解上就存在偏差了,因为不同的业务场景需求有不同的技术追求,不同的企业是不一样的。

  人机物一体化融合是追求的目标,但在实现过程中却不是一蹴而就的事情,必须逐步进行。人机物融合的内涵和路线很多,而这些分阶段展开的路线对于企业的信息化、数字化或者智能制造的规划,起到了过程引领的作用,也就是如何分步规划和实施。主要体现为两个步骤:

  (1)基于管理自动化的数字化业务回路基础:人机物融合的基础是业务流程链条和信息的规划运行。包括制造生产的要素定义、环节操作、过程衔接的数字化,并且通过连续、规范、无中断的集成在一起,其本质是实现流程信息的集成,可称之为管理自动化。数字化业务回路建设主要体现在两个方面:一是流程链条、流程网络、正常过程、异常过程的业务流程的规范化;二是通过规范内容、规范格式、规范操作实现业务执行的规范化。

  (2)基于业务链条分解的智能决策提升:人机物融合环境下的智能决策的核心是人机物融合环境的形成,涉及到两个方面:一是精益的信息流转:涉及到正确的信息输入与输出、正确的环节、正确的操作与分析等,是的决策时所需获得的信息能够顺畅无歧义的得到;二是人机物一体化决策融合:可以通过对业务环节细分,寻求智能化提升点并进行发力。

  2. 智能制造新特征解析

  通过上述的分析,结合目前制造业关于智能制造的需求和实践,本文提出智能制造三个方面的新特征,并给以必要的解析分析。

  (1)人机共同构成决策主体:智能制造中人与“机器”共同构成决策主体,在信息物理系统中实施交互,信息量和种类以及交流的方法更加丰富,从而使人、机器的交互与融合达到前所未有的深度。此处所指的机器不仅仅是物理上的设备、机器人等硬件装置,也包括智能制造工业软件系统等。在这种状态下,机器人不再被固定在安全工作地点而是与人一起协同工作,机器能够顺畅的捕捉人的意图并实现协同运行,将是未来一段时间智能制造的典型特征。

  (2)信息空间与物理系统高度融合:智能制造具有生产过程中制造信息感知、获取、分析等能力,对于物理系统中的各个实体,信息空间中均对应存在一个与其融合的模型。信息空间与物理系统之间的深度交融可实现制造系统的自组织、自重构及资源的最优配置与利用,从而使自动化的程度与规模大幅提升。目前所开展的工业物联网、工业互联网均是对此特征的有力支持。

  (3)系统工程属性强烈而鲜明:智能制造具有强烈而鲜明的系统工程属性,自组织、自循环的各技术环节与单元按照功能需求组成不同规模、不同层级的系统,系统内所有因素均是互相关联的。这种系统工程特点主要体现在智能管控方面,包括优化配置、自适应、自组织等特点。在这个方面的判断,与德国工业4.0的内涵是相一致的。

  其含义是生产线中所有的硬件单元都有对应的软件形式的服务,比如传感器服务、控制服务、通讯服务、校验服务、信息服务等,整个CPS网络系统就是一个服务连接网络,具有“服务联网”的概念,这些服务有层次并且能够动态组合配置。所谓的智能管控,体现为硬件资源的离散化,通过服务化封装,实现业务资源链条的重构与控制,并可以进一步的支持“软件定义制造”理念的落地。

  最后,MES发展新重点

  MES是智能制造核心工业软件。在智能制造背景下,MES的发展呈现出了一些特点,目前正在从传统的单纯制造执行过程管理向制造指挥管控的方向发展。智能制造背景下MES必须与工艺的融合作为强调决策的判断。


此文关键词:MES新发展,智能制造

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