现代工厂自动化和制造业工业 4.0 指南

自动化和工业4.0已经占领了制造业。

使用自动化，任何组织都可以在很少或不需要人工干预的情况下执行流程。自动化能够为一系列设备提供动力，从而能够在各种制造环境中实现各种目标。

自动化之所以如此有效，是因为它通过减少人工协助来提高质量、产出和效率，从而大大降低出错的风险。

在最基本的形式中，自动化利用一个控制器，该控制器根据预先确定的值列表评估测量状态，以维持所需的环境和效率所需的条件。

工业环境中的自动化使用控制系统（例如计算机）和大量数据来管理制造环境中的设备和流程。该行业的企业一直在寻找提高产量、生产力和效率的方法；自动化使机器保持在特定的测量状态。

大多数自动化生产线由工作站和传输系统组成，该系统通过多个生产阶段移动物品，使用各种不同的工具来改变产品的用途或外观。

逻辑控制器通过管理机器的使用顺序以及每台机器必须在产品上工作多长时间来监督这个过程。

企业可以在必要时使用自动化基础设施来制造、精炼和生产单个零件，以及最终产品的组装。

有四种不同的自动化，每种都有特定的用途：

• 柔性制造系统 (FMS) – 使用 FMS 使生产线能够扩展可编程系统的功能，以实现在生产中无滞后或最小滞后的转换。

• 可编程 – 可编程自动化允许操作调整和重新排序整个制造过程，以解决成品的偏差，例如儿童玩具的颜色变化。该解决方案通常利用数控机床通过计算机程序运行，以生产不同批次的任何偏差。

• 刚性、固定或硬 – 顾名思义，这些系统在整个生产过程中都是固定的，如果不发生重大变化就无法更改。这种输出通常仅限于大批量生产单件产品的生产线，例如汽车制造。

• 计算机集成制造 (CIM) – 计算机集成制造系统包括所有依赖计算机系统的与工厂相关的自动化和生产流程。 CIM 系统通常包括以下内容：

– 自动化起重机和传送系统；
– 数控机床；
– CAD 和 CAM 集成；
– 计算机辅助规划；
– 计算机辅助调度和生产；
– 机器系统；
– 机器人。

工业 4.0，也称为第四次工业革命，或简称为智能制造，是在制造场景中使用自动化和数据集。这种高度直观且相互关联的流程使生产线能够满足不断变化的行业的要求。

在工业 4.0 设置的范围内，任何独立活动现在都可以以更高的速度和准确性与其他所有流程连接起来，从而为整个操作增加价值。

工业 4.0 由“技术进步的九大支柱”组成，我们将在下面详细讨论：

• 支柱一：增材制造 – 增材制造是 3D 打印的另一个术语，它使用 3D 技术通过创建形成整个对象的层来创建产品。该技术常用于小批量定制产品、轻量化机器零件和原型工作。

• 第二支柱：增强现实 (AR) – AR 非常适合查明机器内的问题，以及用于培训和诊断目的。

• 支柱三：自主机器人 – 机器人技术有能力根据生产所处的阶段改变其核心目标。除了在人造环境中安全工作外，机器人还能够相互交流。

• 第四支柱：大数据和分析 – 需要大量数据和分析资源来产生每个企业都渴望的效率。生产线可以在链条的每个阶段收集数据，以改进其流程并在他们认为合适的地方重新部署资源。

• 第五支柱：云 – 制造需要超越公司场所范围的协作，这意味着数据收集、分析、存储和监控需要快速的云计算。

• 第六支柱：网络安全 – 工业 4.0 就是要从传统的封闭流程转变为更加现代和互联的环境。然而，这需要更复杂的用户访问级别和对网络网络安全的更大依赖。

• 第七支柱： 横向和纵向系统集成 – 系统集成是供应链中每项资产的完全协调。例如，生产线经理可能希望密切关注供应链的其他领域，例如来自零售组织或制造部门的信息。

• 第八支柱：物联网 (IoT) – 物联网传感器存在于生产线和控制中心的许多资产中。然后，这些资产将能够相互通信，为生产人员提供对生产线操作的深入了解。然后将其发送到云端并用于预测性维护。

• 第九支柱：模拟 – 产品、材料和程序的 3D 模拟可以利用实时数据，然后将其转换为整个生产操作的虚拟模型。

自动化控制系统