“企業(yè)智能化要經(jīng)歷計(jì)算機(jī)化、連接、可視、透明、預(yù)測(cè)和自適應(yīng)六個(gè)發(fā)展階段，然而，目前面臨著五大問題和挑戰(zhàn)：一、自動(dòng)化設(shè)備覆蓋率低；二、裝配環(huán)節(jié)基本靠手工；三、質(zhì)檢過程缺乏先進(jìn)手段；四、信息化建設(shè)存在斷層，車間管理成為“黑匣子”；五、供應(yīng)鏈各相關(guān)環(huán)節(jié)信息“孤島”。”在2019年6月13日-6月14日由勃肯特冠名的“2019(第二屆)高工機(jī)器人集成商大會(huì)暨十佳集成商頒獎(jiǎng)典禮”上，廣東利元亨智能裝備股份有限公司研究院院長(zhǎng)杜義賢就數(shù)字化工廠實(shí)踐作了主題發(fā)言。

杜義賢表示，數(shù)字化工廠是由數(shù)字化模型、方法和工具構(gòu)成的綜合網(wǎng)絡(luò)，通過連續(xù)的沒有中斷的數(shù)據(jù)管理集成一起，最終要實(shí)現(xiàn)的是所有生產(chǎn)過程可視化、數(shù)字化呈現(xiàn)。他特別強(qiáng)調(diào)，數(shù)字工廠并不等于無人工廠。

數(shù)字化工廠是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，又沒有統(tǒng)一明確標(biāo)準(zhǔn)的定義，需要結(jié)合行業(yè)、企業(yè)自身進(jìn)行定制實(shí)施；而綜合性工作開展面臨著風(fēng)險(xiǎn)和較大投入，如何構(gòu)建一個(gè)符合企業(yè)自身的數(shù)字化工廠，是否可以提前虛擬體驗(yàn)？在數(shù)字化的落地實(shí)踐中，利元亨有哪些先進(jìn)的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)分享？

數(shù)字化是智能工廠的基礎(chǔ)

“數(shù)字化是智能化的基礎(chǔ)。”杜義賢說。

在杜義賢看來，真正的智能是從預(yù)測(cè)開始，下一步會(huì)產(chǎn)生什么問題，數(shù)據(jù)背后會(huì)產(chǎn)生什么問題，真正做到智能化的要求是一個(gè)系統(tǒng)可以自動(dòng)應(yīng)對(duì)發(fā)生的問題。然而，目前大部分的企業(yè)在智能化的布局中都還處于計(jì)算機(jī)化的階段，數(shù)據(jù)還在收集的過程中，并未涉及到分析數(shù)據(jù)產(chǎn)生的原因和這些數(shù)據(jù)可以給我們帶來什么。

在數(shù)字化工廠的推進(jìn)過程中，基礎(chǔ)條件是精益生產(chǎn)成熟度、流程成熟度、管理運(yùn)營(yíng)及IT水準(zhǔn)，戰(zhàn)略以及頂層規(guī)劃設(shè)計(jì)。從自動(dòng)化產(chǎn)線到自動(dòng)化車間再到智能工廠，經(jīng)歷精益化、自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化層層推進(jìn)，從而實(shí)現(xiàn)全面高端制造。

數(shù)字化落地實(shí)踐

杜義賢首先介紹了利元亨在數(shù)字化工廠方面的實(shí)踐之一，即2D工程仿真運(yùn)作，采用2D工廠布局，導(dǎo)入仿真計(jì)算軟件，并設(shè)定運(yùn)作數(shù)據(jù)和物流，進(jìn)行工廠布局驗(yàn)算推算人員安排、物流流暢性、設(shè)備使用率、AGV需求量等工廠運(yùn)作數(shù)據(jù)。

在2D工廠仿真運(yùn)作中，關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)包括：1、多系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)度：集成AGV/WMS/WCS/產(chǎn)線系統(tǒng)等，如何模擬集成這些生產(chǎn)系統(tǒng)，并快速運(yùn)作推算生產(chǎn)數(shù)據(jù)；2、人員與設(shè)備運(yùn)作推算：工廠的運(yùn)作由多個(gè)工站組成，如何處理各工站的故障率、生產(chǎn)節(jié)拍需要使用大數(shù)據(jù)推算，而不是簡(jiǎn)單的串聯(lián)或并聯(lián)計(jì)算可以得到符合實(shí)際；3、綜合性IE規(guī)劃：仿真人員需要具備生產(chǎn)管理、場(chǎng)地規(guī)劃、各系統(tǒng)應(yīng)用等技術(shù)才可以較為真實(shí)錄入所需參數(shù)，使得仿真結(jié)果更加逼近真實(shí)運(yùn)作；

杜義賢認(rèn)為，整個(gè)系統(tǒng)要調(diào)動(dòng)起來，包括AGV、WMS系統(tǒng)和WCS系統(tǒng)，需要工廠級(jí)的信息和調(diào)動(dòng)能力，需要有大量的工業(yè)實(shí)際基礎(chǔ)和信息庫的支持以及IE的思考。

基于2D工廠仿真運(yùn)作，利元亨還建立了3D工廠的仿真運(yùn)作，從更細(xì)節(jié)的方式提供工廠的設(shè)計(jì)，在這個(gè)平臺(tái)上，能夠呈現(xiàn)出關(guān)于未來數(shù)字工廠的模型，包括自動(dòng)組裝的區(qū)域、檢測(cè)區(qū)域的布置，來料的過程和人工的安排，都是一目了然。

3D工廠仿真最重要關(guān)鍵技術(shù)有三點(diǎn)：1.快速建模：?jiǎn)螜C(jī)3D模型少則100多個(gè)零部件，多則上千個(gè)零部件，整個(gè)工廠建模工作量巨大，如何快速建模成為是否可以體現(xiàn)工廠模型的關(guān)鍵技術(shù)之一；2.模型簡(jiǎn)化：?jiǎn)螜C(jī)3D模型存儲(chǔ)容量小則500M，大則超過1G，整個(gè)工廠模型如生搬硬套的對(duì)接搭建，將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)模式存儲(chǔ)容量巨大，對(duì)于軟件和硬件要求極高；3.快速定義：整個(gè)工廠的涉及成百上千的信號(hào)驅(qū)動(dòng)，如何讓工廠按照預(yù)定的生產(chǎn)規(guī)則仿真運(yùn)行起來。

利元亨擁有企業(yè)云—設(shè)計(jì)庫，產(chǎn)品涉及多個(gè)領(lǐng)域，有豐富機(jī)構(gòu)案例庫，快速構(gòu)建前期方案模型，提高建模速度；并且還有專職模擬快速處理軟件開發(fā)團(tuán)隊(duì)20人，將100G模型壓縮至1G，壓縮100倍，標(biāo)準(zhǔn)隊(duì)伍28人，開發(fā)多個(gè)快速模型定義軟件。

“我們企業(yè)設(shè)計(jì)庫叫利元亨云，搭建三維模型庫非常快，跟搭積木一樣，另外我們有專業(yè)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，有壓縮的模擬仿真軟件。”杜義賢如是說。

在3D工廠仿真的基礎(chǔ)上，利元亨進(jìn)一步進(jìn)行產(chǎn)線布局。在整個(gè)產(chǎn)線中，物流和工位節(jié)拍是最為重要部分，也是利元亨一直關(guān)注的部分。據(jù)悉，利元亨收集一千多萬條生產(chǎn)數(shù)據(jù)，建立了參數(shù)計(jì)算平臺(tái)，節(jié)拍計(jì)算準(zhǔn)確度精度可達(dá)95%，并自動(dòng)生產(chǎn)節(jié)拍表。

杜義賢指出，產(chǎn)線仿真運(yùn)作關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)：1.物料流程仿真：模擬整個(gè)物料流轉(zhuǎn)過程，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)分析；2.工位節(jié)拍精度：多個(gè)運(yùn)動(dòng)部件關(guān)聯(lián)，驗(yàn)證產(chǎn)線生產(chǎn)節(jié)拍是否符合要求；3.多設(shè)備銜接驗(yàn)證：產(chǎn)線設(shè)備多物流銜接，合理分配各機(jī)臺(tái)的產(chǎn)能節(jié)拍、故障率等分析。這其中還涉及到設(shè)備元器件多樣化、控制方式多樣化、多系統(tǒng)交互。

在車間漫游模式下，通過人機(jī)交互的方式點(diǎn)擊虛擬設(shè)備按鈕，可以進(jìn)入自動(dòng)化設(shè)備數(shù)字同步階段。

在數(shù)字化同步上，利元亨數(shù)字孿生技術(shù)真正做到了虛實(shí)同步、數(shù)據(jù)同步和模擬換型：將3D模型與真實(shí)設(shè)備連接，實(shí)現(xiàn)3D模型跟隨真實(shí)模式運(yùn)動(dòng)，解決環(huán)境限制問題，提高設(shè)備運(yùn)作過程可視化；設(shè)備運(yùn)作過程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)在3D模型上直觀的展示出來，以便于維護(hù)人員快速定位和判定設(shè)備問題，如設(shè)備報(bào)警；將新產(chǎn)品的換型參數(shù)導(dǎo)入3D模型，模型根據(jù)換型參數(shù)離線模擬設(shè)備動(dòng)作過程，降低新產(chǎn)品換型錯(cuò)誤導(dǎo)致?lián)p壞產(chǎn)品、設(shè)備碰撞等異常的發(fā)生。

現(xiàn)場(chǎng)，利元亨還展示了其數(shù)字孿生技術(shù)演示平臺(tái)，該平臺(tái)集成了云技術(shù)、移動(dòng)app應(yīng)用、邊緣計(jì)算、機(jī)器視覺識(shí)別等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了讓客戶可以使用移動(dòng)設(shè)備遠(yuǎn)程下達(dá)需求訂單，設(shè)備可以根據(jù)訂單進(jìn)行個(gè)性化產(chǎn)品生產(chǎn)，同時(shí)在移動(dòng)端實(shí)施展示設(shè)備實(shí)際運(yùn)行情況，讓客戶可以遠(yuǎn)程查看定制產(chǎn)品整個(gè)實(shí)際生產(chǎn)過程，了解產(chǎn)品生產(chǎn)情況和進(jìn)度。

在設(shè)備同步之后，利元亨建立了園區(qū)的數(shù)字化服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化車間的同步，園區(qū)發(fā)生的事情可通過3D模型進(jìn)行展示。

在底層，利元亨做了一個(gè)數(shù)字化采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)有幾個(gè)特色：1、數(shù)據(jù)追溯可靠：提供殼訴回溯追蹤，原料、工序、設(shè)備、設(shè)計(jì)等可能不良原因的追溯查詢；2、生產(chǎn)調(diào)度：集成RGV的生產(chǎn)調(diào)度功能；3、功能豐富：包含實(shí)時(shí)監(jiān)控、生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析、報(bào)警統(tǒng)計(jì)分析等十余項(xiàng)功能；4、數(shù)據(jù)傳輸采集高效：兼容主流PLC通訊接口，穩(wěn)定高效率采集數(shù)據(jù)；5、安全可靠：通過指紋（人臉）識(shí)別操作人員的權(quán)限，并記錄其操作設(shè)備內(nèi)容；6、系統(tǒng)兼容性高：集成對(duì)接MES/制程排產(chǎn)/遠(yuǎn)程運(yùn)維等生產(chǎn)管理系統(tǒng)接口。

依托于掌握了集成智能方案所涉及的多個(gè)領(lǐng)域通用平臺(tái)技術(shù)，如工業(yè)機(jī)器人的多種應(yīng)用、視覺應(yīng)用、智能控制、信息系統(tǒng)、光學(xué)檢測(cè)、激光焊接等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，利元亨專門為新能源、汽車部件、精密電子、軌道交通、安防行業(yè)提供數(shù)字化、自動(dòng)化、智能化整體工廠解決方案。