利元亨杜义贤：智能制造全生命周期的数字化

高工机器人 2021-01-06

12月21日，以“穿越战略迷局谋定智造大计”为主题，由高工机器人主办【利元亨总冠名】2020高工机器人&高工移动机器人年会暨【节卡机器人总冠名】高工金球奖颁奖典礼在深圳机场凯悦酒店盛大开幕。

在开幕式专场上，利元亨研究院院长杜义贤发表了《智能制造全生命周期的数字化》的主题演讲。

杜义贤认为，数字化工厂的本质是实现信息全集成，智能工厂是在数字化工厂的基础上，提高生产过程合理性、可控性和自适应性，实现“感知-决策-执行”。

智能制造中数字化工厂建设

在演讲中，杜义贤重点指出大部分新工厂在建设成数字化工厂之时，面临着生产节拍及各部分配合难以确实有效的评估，难以准确评估工厂的制造潜能，在产品设计开发的各个阶段，不能确实有效地协调设计与制造各阶段的关系等诸多难题。

客户迫切需要“智能工厂整体定制专家”的供应商，从设备层、传感层、物流层、网络层、信息层等五大方面，自下而下打通各个层面的壁垒，实现制造数据在产线全生产流程中的“自由”流动，助力工厂精益化生产、数字化管理。

从各个层面具体数字化建设操作来看，在设备层，自动化产线设计技术是关键点，涉及到模块化设计、产线仿真运行、仿真调试等。其中在模块化设计方面，需要重点把握硬件设备、电控及软件。在硬件设备上，按工艺进行模块划分，实施设备的模块化标准化设计，便于工艺升级时产线重组。

在电控及软件上则要求：PLC控制层采用模块化编程模式，实现控制部分参数化、模块化、标准化，具体运动通过接收SCADA发送的配方命令执行作业；SCADA采用“组态化”方法，利用标准化的定义接口，驱动PLC实现产线灵活组配，实现柔性生产。

产线仿真技术帮助运作产线物流、布局、人员等工厂更细化的设计验证及体验。

同时，通过仿真调试，多维度软件技术内容的验证，缩短开发周期和提高设备落地的可靠性。

只有彻底实现了设备层面的柔性化、数字化才能向打通物流层的数字化方向进发。利元亨基于物流仿真调度、智能仓库系统、智能仓库系统等技术，实现产品原材料的自动存储与自动出入库。

其中，通过物流仿真调度技术，可以将2D工厂布局导入仿真计算软件，并设定运作数据和物流，进行工厂布局验算：推算人员安排、物流流畅性、设备使用率、AGV需求量等工厂运作数据。在智能仓库系统上，借助WMS+WCS系统进行管理，功能丰富，易于客户操作；同步应用天轨、滚筒线、分拣机器人、顶升AGV、牵引AGV、滚筒AGV、多维AGV、激光叉车等多种物流设备，配合全方位管理系统，实现从原材料到成品出货的全物流系统。

最后在信息层面上，工厂信息化建设涵盖了信息化架构、车间信息化建设（图形化看板、产线智能补料、厂区数字孪生系统）等内容。

杜义贤指出，利元亨基于数字孪生平台，以3D模型实时映射实物运动，实现运行数据立体化显示；同时可局部放大，更细致反映部件运动情况；精准定位故障点，对历史数据进行分析，预测设备状态。

具体来看，利元亨数字孪生平台实施方法为工厂/设备建模、模型定义、信号定义、联合测试，逐步递进；在网络架构层面，将所有数据采集终端进行网络化联接，通过以太网通讯；通过设置不同的IP地址和接口，采集PLCSCADAWCSMES等系统数据。通过数字孪生平台，可以帮助客户工厂实现设备数据采集、立体展示、设备远程控制、模拟换型、设备培训。

利元亨“海葵智造”

杜义贤指出，现有企业运行过程中通常面临生产灵活性不足、运维成本过高、信息孤岛、产线数据利用率低、小批量多品种实施难度大、被动停机时间长、产线OEE较低等问题；为解决客户端转型痛点，2020年初利元亨提出了“海葵智造”，其具有感知高效、智慧兼容、稳定可靠等优势。

作为高增值的数字化全栈式解决方案，海葵智造打通了自动化设备+智能“神经系统”，从数据采集、数字看板、排产系统、设备管理到智能调度，帮助企业实时掌握各生产线的产量数据，并做到生产数据可视化，使管理人员能及时了解产线的实际状况并快速做出应对。在全盘掌握生产信息的基础上，辅助工厂柔性规划生产；智能推荐排程方案，优化生产管理。

据The Arc Group研究发现，全球只有18%的设备因老化而出现故障——82%的故障是随机发生的，没有任何预警，导致意外停机、昂贵的维修甚至（在某些情况下）完全更换。