技术咖丨柔性智能工厂(智慧物流、智能仓储)助力“机器变人”数字化转型

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智能制造水平对我国工业生产升级发展具有重要意义,而智能工厂是智能制造的核心内容,2015年至今政府出台多项政策,在明确具体量化目标的同时,扶持产业链基础设施建设,保障行业发展。随着科技的不断进步和应用,各种先进技术被应用于工厂生产中,智能制造、物联网、大数据分析、AI算法等技术的应用,不断提升着工厂的生产效率和质量,同时也为企业带来了更多的商业机会,先进技术被应用于工厂生产具有极强迫切性。

智慧工厂是在数字化工厂的基础上,以数据为轴激发企业智慧化进程,利用物联网的技术和设备监控技术加强信息管理和服务,清楚掌握产销流程、提高生产过程的可控性、减少生产线人工干预、即时正确地采集生产线数据,以及合理的生产计划编排与生产进度。

智慧工厂包含工厂运营管理的五个方面,制造资源控制、现场运行监管、物流过程管控、生产执行跟踪、质量工作监督,通过对MES、QMS、ERP、SCM、WMS等系统的集成,以及对自动化设备传感器数据对接,打造企业的智慧工厂管理平台。

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数据平台需全量全要素的连接和实时反馈系统。5个要素:人、机、料、法、环,工厂里生产产品的人机器、物料、工艺流程和环境,都可被计算机识别。没必要所有环节都用5G、WiFi,物料运输不需要高级网络,但机器精密制造环节,网络时延需要到毫秒级。数据底座的基础是设备互联,常用以下方法:

传感器网络:通过将传感器联网,实现设备状态数据的实时采集、传输和分析。

物联网技术:通过物联网技术,将设备联网,并通过云计算、大数据等技术实现设备之间的智能协同。

无线传输技术:通过无线传输技术,如WiFi、蓝牙等实现设备的互联。

工业以太网:利用工业以太网技术实现设备间的通信和数据交换使各个设备实现互联。

机器人技术:利用机器人技术实现生产设备的自主控制和协同工作,实现设备间的互联。

虚拟化技术:利用虚拟化技术,将设备虚拟化为网络资源,实现设备的互联。

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数据采集技术

将传统工厂升级为智能工厂需要实现数据采集,以下是一些常用的数据采集方法;

传感器采集:通过安装传感器在设备或生产线上,实时采集设备或生产线的状态数据,如温度、湿度、压力、振动等。

人机交互设备:例如工业级智能手机、平板电脑、触摸屏等可以记录员工操作、生产过程和设备状态等数据。

网络通信技术:通过云计算、物联网等技术实现设备间和系统间的联动和数据交互。

自动识别技术:利用条形码、二维码、RFID等技术实现对物料、半成品、成品等的追踪和管理,同时也可以采集物料的进出库、移动等数据。

数据库:将产品设计到生产过程中采集到的数据存储到数据库中,为后续的数据分析和建模提供数据源。

第三方数据采集设备:利用第三方设备,如机器视觉、光通信、激光测量等设备采集设备或生产线的状态数据。

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大数据分析技术

实时监测:利用传感器等设备实时采集生产过程中的各种数据,并将数据传输到数据中心。通过大数据分析技术,可以实现对生产过程的实时监测和控制,及时发现问题并采取相应的措施。

数据分析:利用大数据分析技术对采集到的数据进行分析,发现其中的规律和模式,并从中提取有用的信息。通过数据分析,可以了解生产过程中存在的问题,并提出相应的改进方案

智能优化:利用大数据分析技术实现了生产过程的智能优化。通过对生产过程中的数据进行分析,可以实现对生产流程的优化和调整,进一步提高生产效率和质量。

质量管理:利用大数据分析技术实现了生产质量的实时监测和分析。通过对采集到的数据进行分析,可以实现对生产质量的有效控制和管理,提高产品质量和客户满意度。

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        目前国内的AMR本身已具备一定的自主计算能力,多数厂家技术已普遍通过传感器感知周围环境并作出相应的智能决策。随着行业升级,其不断加入新技术应用,如机器视觉、环境识别、自主学习以及AI算法等技术,无需部署固定路线导引附着物,所行驶路线是根据算法自主规划路线(实时动态地图),具备自主避障能力,并在AMR导航定位功能中,采用SLAM导航,其保证AMR的运行精度、稳定性和灵活性,与行业传统导航,磁条,荧光、二维码等方式拉开技术差距。

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多机器人调度技术


根据AMR在各行各业的应用场景,对调度的要求也越来越高,根据客户场景,从单一形态的机器人调度到多形态机器人混合调度,在空间保护、路径规划、多导航统一调度、多任务类型分配、多充电方式、多设备协议接入统一、多设备协同控制等方面已初见成效。

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数字孪生技术


结合调度系统及数字孪生系统,可提前预估运输效率,机器人出勤率,道路仓储容量等,避免部署完机器人后反复修改现场方案,造成人力和物力的浪费,可大大提高项目部署效益,而达到配送全流程立体可视化,及时准确的对物理世界的行为做成分析和预测,满足各种复杂调度场景快速配置,实现资源的最大整合,打通数字化产品线及智能工厂整体系统及解决方案。

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智能仓储管理系统

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智能仓储执行端


智能仓储技术



根据我国物联网的应用,仓储业应用最多是物联网感知技术(RFID技术),在先进的仓储配送中心,通过RFID标签及智能无线射频(RF)手持终端配合操作,通过RFID技术与托盘系统结合,将出入库订单经计算机系统分解后,传输到货架各货位,用电子显示技术引导拣货,采用电子指示标签进行拣选作业以及系统管理;

安达智能自主研发智能仓储项目中,将仓库货架及搬用分拣实现自动化,搭载我司自研WMS(智能仓储管理系统)及WCS(智能仓储调度系统)两套系统,及时掌握所有库存货物当前所在位置,有利于提高仓库管理的工作效率,实现智能化、无人化运作,物料从仓库到产线的存、拣、配、查、出,等系列流转动作,实现电子物料“一物、一码、一库位”精准管理;并通过与ERP、MES等系统集成,精准实现SMT工单物料按工位信息齐套配发并智能化配送,打通数字化产品线及智能工厂整体系统及解决方案,降低工厂运营成本。

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目前国内多数企业已具备一定的的数字化计算、管理、应用能力,而行业的痛点为,多系统集成,接口协议繁琐,数据库管理及应用不清晰,集成开发技术门槛高,而我司自主研发此系列技术,面向客户精益生产,操作人员电脑上简单拖拽操作,组建虚拟生产线;通过离线编程,整线精准仿真,确认变线方案,支持工艺模块过程数字化,将工艺执行过程分解到最小节拍和最高并发粒度,建立工艺模块仿真数据库,垂直采集整线设备状态数据,多模块和多机设备的并发仿真,仿真与生产数据的相互迭代,支持2D和3D等界面组态技术,支持低代码二次编程,实现数字化产线的调度、控制可视化,配套AMR物流及智能仓储,无人化更换设备工艺模块或更换工艺参数,实现整线工艺路线切换,及整线控制系统,打造数字化产品线及智能工厂整体解决方案。





柔性智能工厂和仓储系统是未来智慧物流解决方案的基础,端到端无人化、网络化、信息化、数字化、智能化已成为智能工厂技术发展的趋势,并助力众多行业客户实现智慧物流及智能物流,数字化产线升级,让客户掌握自主优化能力。

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