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工业4.0—印刷企业未来的发展方向2018-07-06 14:02:50

自从工业4.0概念的诞生,以智能制造为主导的第四次工业革命正轰轰烈烈的到来,而智能工厂将是构成未来工业体系的一个关键所在。在智能工厂里,人、机器和资源如同在一个社交网络里自然地相互沟通协作,高效便捷的完成繁重的生产任务。现阶段印刷制造业需要实现生产设备网络化、生产数据可视化、生产文档无纸化、生产过程透明化、生产现场无人化等先进技术应用,做到纵向、横向和端到端的集成,以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产,从而建立基于工业大数据和“互联网”的智能工厂。
 

1、车间“物联网”  实现生产设备网络化

 
工业物联网的提出给“中国制造2025”、工业4.0提供了一个新的突破口。物联网是指通过各种信息传感设备,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息,其目的是实现物与物、物与人,所有的物品与网络的连接,方便识别、管理和控制。传统的工业生产采用M2M(Machineto Machine)的通信模式,实现了设备与设备间的通信,而物联网通过Things to Things的通信方式实现人、设备和系统三者之间的智能化、交互式无缝连接。
在印刷制造企业车间,将所有的设备及工位统一联网管理,使设备与设备之间、设备与计算机之间能够联网通讯,设备与工位人员紧密关联。整个生产过程实现网络化、追溯化管理。
 

2、利用大数据分析决策  实现生产数据可视化

 
 
 
在印刷制造企业车间,每隔几秒就收集一次数据,利用这些数据可以实现很多形式的分析,包括设备开机率、主轴运转率、主轴负载率、运行率、故障率、生产率、设备综合利用率(OEE)、零部件合格率、质量百分比等。在生产工艺改进方面,在生产过程中使用这些大数据,就能分析整个生产流程,了解每个环节是如何执行的。一旦有某个流程偏离了标准工艺,就会产生一个报警信号,能更快速地发现错误或者瓶颈所在,也就能更容易解决问题。
利用大数据技术,还可以对产品的生产过程建立虚拟模型,仿真并优化生产流程,当所有流程和绩效数据都能在系统中重建时,这种透明度将有助于制造企业改进其生产流程。再如,在材料耗损分析方面,在设备生产过程中利用传感器集中监控所有的生产流程,能够发现耗损的异常或峰值情形,由此便可在生产过程中优化原材料的消耗,对所有流程进行分析将会大大降低成本。
  

3、绿色制造、高效制造  实现生产文档无纸化

 
 
构建绿色制造体系,建设绿色工厂,实现生产洁净化、废物资源化、能源低碳化是中国制造2025实现“制造大国”走向“制造强国”的重要战略之一。目前,在印刷制造企业中产生繁多的纸质文件,如工艺过程卡片、零件蓝图、生产计划表、质量文件、数控程序等等,这些纸质文件大多分散管理,不便于快速查找、不能集中共享和实时追踪,而且易产生大量的纸张浪费、易丢失等。
生产文档进行无纸化管理后,工作人员在生产现场即可快速查询、浏览、获取所需要的生产信息,生产过程中产生的资料能够即时进行归档保存,大幅降低基于纸质文档的人工传递及流转,从而杜绝了文件、数据丢失,进一步提高了生产准备效率和生产作业效率,实现绿色、无纸化生产。
 

4、智能工厂“神经”系统   实现生产过程透明化   

 
智能制造系统解决方案主要依托于软硬件产品及系统,实现制造要素和资源的相互识别、实时交互、信息集成。从硬件层面来看,基于成本大幅降低的现实需要,硬件中通用性强的部分将日趋模块化、标准化发展。从软件层面来看,工业软件存在于智能制造的每个角落,智能制造解决方案将更加倚重于与硬件层关系密切的软件部分(SFC、MES、ERP、PLM)的集成与发展,其中MES是软件层中最 核心部分。
MES在实现生产过程的自动化、智能化、数字化等方面发挥着巨大作用。首先,MES借助信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理,减少企业内部无附加值活动,有效地指导工厂生产运作过程,提高企业及时交货能力。其次,MES在企业和供应链间以双向交互的形式提供生产活动的基础信息,使计划、生产、资源三者密切配合,从而确保决策者和各级管理者可以在最短的时间内掌握生产现场的变化,做出准确的判断并制定快速的应对措施,保证生产计划得到合理而快速的修正、生产流程畅通、资源充分有效地得到利用,进而最大限度地发挥生产效率。
 

5、建设“无人”工厂  实现生产现场无人化       

 
“中国制造2025”推动了工业机器人、机械手臂等智能设备的广泛应用,使真正意义上的“无人”工厂的建设成为可能。在制造企业生产现场,数控加工中心、智能机器人和三坐标测量仪及其他所有柔性化制造单元进行自动化排产调度,工件、物料、刀具进行自动化装卸调度,整个生产过程无需人工参与,操作人员只需远程通过网络进行监控。这样可以达到无人值守的全自动化生产模式。