《電子技術應用》
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智慧工廠如何實現(xiàn)智能化

2017-12-22

  傳統(tǒng)工廠到智慧工廠的變革必然會成為未來世界制造業(yè)中最大的一波“浪潮”,傳統(tǒng)工廠如何快速實現(xiàn)角色的轉換?我們認為,設備間的互聯(lián)互通是關鍵。

  從長期來看,工業(yè)4.0對于智慧工廠的投入將遠超過一般工業(yè),但項目盈利能力也將顯著提高,并且資本投入越大、斜率越陡峭,即投資的邊際回報率越高。無論在何種經(jīng)濟體,工業(yè)4.0都將是制造業(yè)發(fā)展不可繞開的必由之路。我們一直以來專注于工業(yè)控制領域,同時深刻感受到這次工業(yè)智能化給制造、生產(chǎn)帶來的改變,物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)在不斷的走進工業(yè)生產(chǎn)制造,在我們合作的企業(yè)中,工業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時采集(如MES系統(tǒng))算是典型,而在工業(yè)生產(chǎn)信息網(wǎng)絡中,zigbee當之無愧成為了主角。

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  圖1 采用zigbee搭建的生產(chǎn)信息化管理網(wǎng)絡

  MES系統(tǒng)是一套面向制造企業(yè)車間執(zhí)行層最基礎的生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng),可以為企業(yè)提供包括制造數(shù)據(jù)管理、計劃排程管理、生產(chǎn)調度管理、庫存管理、質量管理、工具工裝管理、采購管理、底層數(shù)據(jù)集成分析、上層數(shù)據(jù)集成分解等等管理模塊。它是企業(yè)CIMS信息集成的紐帶,是實施企業(yè)敏捷制造戰(zhàn)略和實現(xiàn)車間生產(chǎn)敏捷化的基本技術手段。工廠制造執(zhí)行系統(tǒng)MES是近10年來在國際上迅速發(fā)展、面向車間層的生產(chǎn)管理技術與實時信息系統(tǒng)。MES可以為用戶提供一個快速反應、有彈性、精細化的制造業(yè)環(huán)境,幫助企業(yè)減低成本、按期交貨、提高產(chǎn)品的質量和提高服務質量。適用于不同行業(yè)(家電、汽車、半導體、通訊、IT、醫(yī)藥),能夠對單一的大批量生產(chǎn)和既有多品種小批量生產(chǎn)又有大批量生產(chǎn)的混合型制造企業(yè)提供良好的企業(yè)信息管理。

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  圖2 應用于系統(tǒng)中的zigbee無線模塊AW824P2

  在整個系統(tǒng)中,zigbee模塊通過健壯的組網(wǎng)透傳協(xié)議,可構建多種型態(tài)的網(wǎng)絡拓撲結構,讓整個制造系統(tǒng)的各個布局進行信息化組網(wǎng),并可通過網(wǎng)關接入以太網(wǎng),實現(xiàn)智能化管理,且在各種復雜的工廠環(huán)境成熟應用。

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  圖3 用戶MES硬件系統(tǒng)展會

  目前德國主要工業(yè)領域中44%的企業(yè)已采用“工業(yè)4.0”相關的生產(chǎn)和技術模式。國內(nèi)不斷有越來越多的制造企業(yè)、工廠向該方向進軍,這充分說明工業(yè)4.0已經(jīng)從一個概念變成了現(xiàn)實。

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  圖4 智能工廠模型

  但我們知道,目前zigbee很多采用類似zigbeePro、Home Automation、Smart Enengy,但在組網(wǎng)過程中均容易出現(xiàn)節(jié)點掉線現(xiàn)象,且通信效率較低、支持的節(jié)點數(shù)量少等,針對這些情況,致遠電子專門針對對這些參數(shù)有較高要求的應用,開發(fā)出了一套工業(yè)應用快速組網(wǎng)通訊協(xié)議——Fastzigbee,該協(xié)議的主要特點是支持更多節(jié)點數(shù)量,攻克zigbee節(jié)點掉線現(xiàn)象,使用方便、靈活,而且效率高,適合各種類型的組網(wǎng)功能。同時實現(xiàn)零門檻的zigbee組網(wǎng)使用。


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