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智能制造大背景下智能包装装备发展趋势
来源: 食品工程网作者: Kenny Fu时间:2017-01-18 14:27:09点击:1464

智能制造与智能装备

在新一轮的工业革命当中,美国工业互联网占据新工业世界的翘楚地位,不但能够对传统工业进行物联网式的互联互通,也能够对大数据进行智能分析和智能管理。而德国工业4.0也引领了全球制造业的潮流,强大的机械工业制造基础,嵌入式以及控制设备的先进技术和能力都让整个世界范围内不容小觑。中国制造2025则是制造大国向制造强国的转型,以加快新一代信息技术与制造业深度融合为主线,去把推进智能制造变为主攻方向。新一轮的科技革命和产业变革正在带来国际产业分工格局的重塑与洗牌,而与中国加快产业结构调整的历史性交汇,也迫使中国必须立刻实施创新驱动发展战略。

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2015年5月19日,经李克强总理签批,国务院印发了《中国制造2025》 部署全面推进实施制造强国战略,《中国制造2025》拉开了中国工业4.0的序幕,这是中国实施制造强国战略的首个长达十年的行动纲领。报告明确指出,智能制造是未来制造业发展的重点方向。中国在2015年已启动智能制造试点,2016年会扩大试点,2017年将全面推广。

智能制造是工业4.0的核心,作为一个广义概念,“智能制造”包含有五个方面,既产品智能化、生产方式智能化、服务智能化、管理智能化、以及装备智能化,而装备智能化又是搭建“智能制造”的原材料。智能制造装备是先进制造技术、信息技术以及人工智能技术在制造装备上的集成和深度融合,是实现高效、高品质、节能环保又安全可靠的生产下一代制造装备的可靠战略。

在未来,会有越来越多的公司企业加入到这个行业,智能制造商服务将进入群雄并争的时代,基于对细分行业和生产工艺的透彻了解,通过机械设计、自动化和信息技术的紧密结合,实现生产线、物流智能化,并逐步扩展到车间层和企业层生产管理,比如利乐公司,永创智能等。传统的如ERP软件、MES软件公司等,通过引入精益制造理念,基于软件功能的驱动,实现企业计划层、生产层、设备层等的纵向信息流转和横向工作协同,比如用友、集控等公司。由传统的自动化公司演变而来的则位于设备层和管理层的中间位置,利用自身对自动化的深刻理解,辅助以软件工具,实现设备层、控制层和生产管理层的紧密结合和整体集成,比如西门子、拓峰、新松机器人等公司。

企业应该根据自身生产特点,以及进行智能制造改造的契入角度,选择合适的服务提供商。首先,装备供应商的优势在于对细分行业的工艺流程和生产业务理解深刻,针对企业生产的基本单元如设备、生产线等进行彻底的智能化改造,也便于上层应用的构建和扩展。当然,装备供应商会缺乏一定的软件方面的组织和开发经验。其次,软件公司的确能够构建基于软件功能组织的智能制造整体体系,也具备在软件应用开发方面深厚的经验。但是,软件公司很缺乏对企业业务的透彻了解,也少有对机械设备、工艺和数据接口的经验。最后,对于自动化集成商而言,他们对于设备生产以及信息化软件都有较为深入的了解,也具备在设备、自动化和软件方面的集成优势,但还是在设备工艺和软件应用方面都不具备明显优势。

包装装备现状与趋势

智能设备具有以下几点特征,一、智能感知:设备或者仪表等传感器要能够自组织、自学习、自维护的感知能力,理解环境信息和自身信息,并进行分析和判断来规划自身行为和能力。二、工业互联:通过设备间的互联,提高设备间的相互协同能力,从而使生产模块间的搭配方式更灵活、更自由。三、智能应用:基于设备数据的采集和存储,应用大数据技术等,抓取应用趋势,保证设备高效、安全、节能运转。四、人机结合:利用智能终端,人工智能等技术,使设备独立承担起分析、判断、决策的任务,人际之间表现出一种平等共事、互相理解、互相协作的关系。智能装备也有着很多的关键技术,比如检测传感技术,网络技术,高端装备技术和信息软件及系统技术,还有自动化/控制技术。

对于当下包装装备的现状,包装装备制造商市场占有率低下,也没有足够的行业整合能力,虽然熟悉机械设计、以及电气化设计,但对智能制造新的技术领域了解较少,更没有系统化的技术团队,也缺乏产线集成能力和整体服务能力。而终端产品生产企业设备智能化程度低,难以适应柔性化、定制化的市场要求,大量的使用人工搬运和操作,生产效率低下,人力成本高昂。可最终到了用户这里,他们只会期待高质量,低价格和个性化的产品。

在未来智能包装装备的趋势下,通过信息技术跟机械技术的深度融合,使得传统包装设备由机械化(半机械化)走向智能化。与此同时,包装设备也具有很高的柔性和灵活性,让生产线更适应产品本身的更新变化,也可实施远程诊断并排除故障。首先从高效这个层面来讲,前后工序衔接紧密,减少搬运环节,整个生产线按照包装工序进行正确的启停机操作,充分满足交货期,降低生产成本。其次智能设备也要具有自动识别的功能,在利用视觉识别、动态反馈等技术实现物料位置的确定和机械手操作,减少人为操作失误。最后在环保方面,尽量去减少环境污染,包括噪声,粉尘污染并减少废弃物。

产线的集成化,是利用视觉检测和在线检测手段实现生产线的防呆防错,工序质量检验等,通过数据建模技术、多目标优化技术、电子传动技术等精密运动控制技术,实现整线高速平稳运行,在流水线中引入码垛、搬运、分拣、包装等机器人,实现细分行业的模块化设备,包括标准数据接口,设备布局、能源供应、软件部署等,通过软件更新实现对安装环境的适应。对于车间数据化/透明化,是将数控设备与工艺设计系统、生产组织系统和其他管理系统的信息进行集成,形成综合信息流自动化的集成制造系统。生产协同是通过信息软件和实时数据实现生产派报工、生产追溯、质量管理、供应链管理、设备管理等功能,数字化管理是通过PDA、看板等人机交互界面实现生产的数字化管理,管理人员通过自动推送的数据发现异常、并及时解决、最终形成KPI考核闭环。集中调度是生产中的人机料法环数据自动提取,自动推送,并进行统一管理。

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