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工業(yè)4.0第一步:讓不同機器人說同一種語言
星之球激光 來源:中國機床商務網2015-08-06 我要評論(0 )
數(shù)字化工廠的處理系統(tǒng)相當于大腦,連接網絡如同神經系統(tǒng),驅動系統(tǒng)就像是肌肉,傳感器則相當于眼睛和鼻子在工業(yè)4.0和中國制造2025”的時代圖景中,未來制造業(yè)的工廠...
數(shù)字化工廠的處理系統(tǒng)相當于大腦,連接網絡如同神經系統(tǒng),驅動系統(tǒng)就像是肌肉,傳感器則相當于眼睛和鼻子……在“工業(yè)4.0”和“中國制造2025”的時代圖景中,未來制造業(yè)的工廠正在醞釀著巨大變革。
然而,工廠內部的不同系統(tǒng)之間、不同部門之間、不同產品之間,乃至不同工廠之間,如何用同一種“語言”交流,以提高效率呢?“在這方面,機電一體化概念設計解決方案可以率先讓機器用同一種‘語言’交流。”在西門子工業(yè)軟件公司(SiemensPLMSoftware)上海研發(fā)中心總經理徐居仁看來,這就是“工業(yè)4.0”真正落地的第一步。
藏在寫字樓里的“實驗室”
最近,西門子機電一體化概念設計實驗室將在上海研發(fā)中心正式設立。讓記者驚訝的是,實驗室和研發(fā)中心并非選址專門的科學園區(qū),而是直接放在了繁華鬧市的樓宇中。
在長寧區(qū)中山公園附近的一幢寫字樓里,記者目睹了這個機電一體化概念設計實驗室的“真容”。說是實驗室,其實也就是一間只有幾十平方米的辦公室。當然,也不可能安放巨大的生產線,這里有的只是各種電腦設備——原來,這是基于機電一體化概念設計的“虛擬調試”平臺。實驗室展示了正在為客戶設計的一條全新的LED燈裝配線。這條裝配線之前是由五個工人操作,進行燈泡的組裝;如今客戶希望通過安裝工業(yè)機器人,來減少人工的使用。
“過去我們采用的實驗方式是實物測試,在控制系統(tǒng)的測試中,因為成本等因素,只能在最后階段使用實際樣機測試。當測試完成后,有的問題可能會變得很明顯,比如一根不足尺寸的軸,或者因為碰撞問題而需要重新設計的刀架,持續(xù)三個月的返工很尋常。”實驗室技術負責人史桂蓉表示,“現(xiàn)在,我們采用虛擬測試,只要先做一個虛擬樣機,其他都交給電腦了。”記者看到,一位工程師熟練地把各種數(shù)據(jù)輸入電腦,一條虛擬生產線馬上就顯示在大屏幕上。這條生產線逼真地還原了LED進料、抓取燈泡、刷膠、擰螺絲、裝配等過程。工程師只要看著系統(tǒng)的運轉,就能馬上看出要如何做調試。而如果需要調整機器人和人工的配比,或是要修改生產線的參數(shù),只要敲敲鍵盤,馬上就能完成。
使用機電一體化概念設計能幫助研發(fā)人員加速產品開發(fā),允許來自不同部門的工程師并行工作,利用創(chuàng)新性技術幫助設計師用更短的設計時間,以更低的成本,設計出更高生產率的機器。
做合格的“語言翻譯”不容易
乍一看,這套“所見即所得”的系統(tǒng)類似于計算機輔助設計??尚炀尤矢嬖V記者,內行看門道,機電一體化概念設計其實很復雜。
一個關鍵難題是,要讓不同領域的機器“協(xié)同作戰(zhàn)”,就必須使用同一種“語言”,而這并不是一件容易的事情,“如果我們的機電一體化解決方案沒有做好這個‘翻譯’工作,就可能失之毫厘,謬以千里。”
首先遇到的一個“語言”問題,就是如何讓不同板塊的工程師并行工作。在目前的工業(yè)研發(fā)體系中,大致分為電氣化、自動化和機械結構三個板塊。在設計研發(fā)新的流水線或者產品時,這些工程師之間關注的重點領域各不相同,設計工具也是各取所需,導致相互之間的交流并不通暢。機電一體化解決方案提供了集成的平臺,無縫地共享不同領域的數(shù)據(jù),能夠在虛擬環(huán)境中快速評估設計概念,實現(xiàn)功能拆分,增強不同板塊工程師的協(xié)作。
又比如,在工廠內部,從設計、制造到銷售等部門之間也需要統(tǒng)一的“語言”。工廠內借助大量不同的軟件,以提升企業(yè)生產管理層面的效率。有了統(tǒng)一的“語言”,一旦產品數(shù)據(jù)發(fā)生變化,研發(fā)人員和制造人員就能迅速更改數(shù)據(jù),隨后系統(tǒng)根據(jù)新的制造解決方案分配生產線和時間。
最后,工廠內部的軟硬件供應商五花八門,未來也需要同一種“語言”進行整合和交流。要實現(xiàn)不同軟件、系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通既是最大的難點,也是數(shù)字工廠邁向“工業(yè)4.0”的重要一步。正如在德國學者烏爾里希·森德勒主編的《工業(yè)4.0——即將來襲的第四次工業(yè)革命》中提到的,“軟件是工業(yè)的未來”,并強調“通過軟件的交互性并不僅僅是在生產層面,還在于業(yè)務層面”,也就是說,“通過工業(yè)軟件,實現(xiàn)了虛擬和現(xiàn)實的交互。”
在這方面,基于大量的技術和實踐積累,西門子機電一體化概念設計邁出了第一步。未來中國的制造業(yè)能否從中獲得有益的啟發(fā)呢?
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