面向離散加工的智能制造實(shí)踐

潘明武

欽縱是一家為制造企業(yè)提供工業(yè)自動(dòng)化、企業(yè)信息化、智能制造單元解決方案、相關(guān)產(chǎn)品和技術(shù)服務(wù)，致力于成為離散制造企業(yè)兩化融合和智能制造的科技公司。我今天要分享的內(nèi)容就是面對離散加工的智能制造的想法。

欽縱有三大塊業(yè)務(wù)能力：第一塊就是由北京欽縱公司承擔(dān)的智能生產(chǎn)單元，包括組線技術(shù)、桁架機(jī)器人、設(shè)備自動(dòng)化集成等部分。

第二塊是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備互聯(lián)、設(shè)備信息化、業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)等內(nèi)容。

第三塊是廊坊的傳統(tǒng)業(yè)務(wù)，包括車間零部件生產(chǎn)工藝的設(shè)計(jì)、機(jī)電產(chǎn)品配標(biāo)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)以及軍工零部件的代工。

還有一項(xiàng)特別不起眼的能力，但是，這項(xiàng)能力對工業(yè)的智能化改造來說特別重要，就是機(jī)電設(shè)備的改造能力。在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上做智能化升級或是購買智能化產(chǎn)品，這個(gè)能力是必須有的。

傳統(tǒng)上對工廠來說，設(shè)備是最關(guān)鍵的也是價(jià)值最高的，但是往往企業(yè)信息化技術(shù)沒有對設(shè)備進(jìn)行互聯(lián)。對于設(shè)備來說，現(xiàn)在市面上有一些常見的情況，號(hào)稱要把設(shè)備互聯(lián)，但是只是在做部分的工作，比如只管理監(jiān)控程序，讓MES控制設(shè)備系統(tǒng)，一臺(tái)服務(wù)器指揮現(xiàn)場生產(chǎn)，與實(shí)際的企業(yè)智能化顯然有鴻溝。所以我們認(rèn)為，應(yīng)該先把車間的設(shè)備進(jìn)行智能化升級，然后在這個(gè)基礎(chǔ)上，進(jìn)入管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)的時(shí)候，就相對規(guī)范，再以這些數(shù)據(jù)為依托經(jīng)過一定的篩選和壓縮。

因?yàn)楣I(yè)級數(shù)據(jù)有它自己的特點(diǎn)，首先要求比較嚴(yán)格，而且都是結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)。一是一，二是二，一變成二，車間現(xiàn)場就要發(fā)生事故，工業(yè)現(xiàn)場的很多數(shù)據(jù)如果達(dá)到98%的準(zhǔn)確性有可能會(huì)出事故。

工業(yè)數(shù)據(jù)化對數(shù)據(jù)的要求比較高，有些現(xiàn)場數(shù)據(jù)對產(chǎn)品采樣率要求非常高，比如幫助客戶檢測換刀，如果本身材質(zhì)不夠，斷刀就是一瞬間的事情，要用極高的頻率采取數(shù)據(jù)，才能檢測刀一瞬間的變化，所以形成的數(shù)據(jù)量也是非常大。

我們在實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)庫里處理這些數(shù)據(jù)，只要判斷刀片是否斷了，這個(gè)目的就達(dá)到了。但上升到云服務(wù)的時(shí)候，不需要這個(gè)數(shù)據(jù)就可以對它進(jìn)行判斷，把關(guān)鍵指標(biāo)抽出來就可以了。

現(xiàn)在在企業(yè)云平臺(tái)這塊，我們主要做兩件事情，第一件事情就是在供應(yīng)商之間做一個(gè)定單的流轉(zhuǎn)，同時(shí)去關(guān)注設(shè)備的生產(chǎn)狀況。第二件事情是幫助一些刀具廠商獲取全國范圍內(nèi)的刀具使用規(guī)律。比如某個(gè)材質(zhì)的刀，在某個(gè)地區(qū)大致的銷售量是多少，加工某一類工件，哪種工藝能讓加工的件數(shù)最多，消耗品最少。

談一下離散加工。離散加工第一個(gè)最大的特點(diǎn)就是不像流水線企業(yè)批量這么大，批量一般會(huì)比較小，品種比較多。要實(shí)現(xiàn)程序、刀具等加工數(shù)據(jù)根據(jù)加工產(chǎn)品不同而自動(dòng)匹配、自動(dòng)執(zhí)行；實(shí)現(xiàn)零件的加工基準(zhǔn)在不同工序、不同機(jī)床間的自動(dòng)傳遞；實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品換型時(shí)的快速準(zhǔn)備。往往加工企業(yè)做的時(shí)候，有什么活兒接什么活兒，比如今天來一個(gè)飛機(jī)的活兒，明天來一個(gè)火箭的活兒，都需要我們盡快做出來。傳統(tǒng)的生產(chǎn)線解決不了這個(gè)問題，傳統(tǒng)的生產(chǎn)線必須要求流程工藝是確定的。

第二個(gè)特點(diǎn)是零件加工節(jié)拍不均衡。跟傳統(tǒng)的流水線不同，大多數(shù)的離散加工企業(yè)要實(shí)現(xiàn)機(jī)床生產(chǎn)任務(wù)的自主排產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)機(jī)床加工能力和產(chǎn)品加工路線的最優(yōu)化。

第三個(gè)特點(diǎn)是突發(fā)事件較多，生產(chǎn)計(jì)劃不易規(guī)劃。要做到能快速中斷單元某部分的自動(dòng)操作，進(jìn)行緊急插單操作和中斷的快速恢復(fù)，實(shí)現(xiàn)單機(jī)的人工隨時(shí)干預(yù)，如首件檢查、刀具更換等，不影響整體的運(yùn)行。

第四個(gè)特點(diǎn)是生產(chǎn)設(shè)備的加工過程信息化，能實(shí)時(shí)記錄加工環(huán)境數(shù)據(jù)（零件、切削參數(shù)、磨損變化等）并進(jìn)行質(zhì)量控制，加工的產(chǎn)品數(shù)據(jù)、人員數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)、工藝數(shù)據(jù)等過程都要進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄。

在智能化單元應(yīng)用場景里面會(huì)有單元控制器的概念，編程人員、生產(chǎn)作業(yè)人員、任務(wù)計(jì)劃人員會(huì)通過單元管理域制定整個(gè)動(dòng)作。我們所有控制部分，還有專家的反饋會(huì)反饋給中央監(jiān)控，這個(gè)就是工廠級的部分。

再往上可以做關(guān)于云服務(wù)器的架構(gòu)，生產(chǎn)任務(wù)的下達(dá)和執(zhí)行情況全部通過網(wǎng)絡(luò)，操作員工在現(xiàn)場環(huán)境的監(jiān)管上，就可以看他的任務(wù)還有數(shù)據(jù)。

智能化單元方案會(huì)帶來一些好處。第一個(gè)是準(zhǔn)實(shí)時(shí)的高效通信網(wǎng)絡(luò)。智能化單元以工業(yè)以太網(wǎng)為基礎(chǔ)，以單元本地中控計(jì)算機(jī)為核心，實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)備的實(shí)時(shí)通信，滿足現(xiàn)場設(shè)備級的控制和生產(chǎn)管理等大量數(shù)據(jù)通信要求。

第二個(gè)是及時(shí)響應(yīng)的管控一體化系統(tǒng)。智能化單元對生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)監(jiān)控，能及時(shí)處理生產(chǎn)過程中的異常情況并快速恢復(fù)。

第三個(gè)是單元柔性加工。在多品種小批量情況下，實(shí)現(xiàn)不同產(chǎn)品的并線加工，需要單元系統(tǒng)具備更高的柔性。

第四個(gè)是單元的大數(shù)據(jù)能力和開放集成能力。單元系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)單元內(nèi)的各類數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析應(yīng)用。

（根據(jù)演講內(nèi)容整理，未經(jīng)本人審核）