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边缘计算在智能制造中的解决方案

2017-02-06 15:14
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4.3 离散行业柔性生产管控系统

离散制造的企业对于生产线的需求主要是三个方面: 一是减人:自动化率偏低,有较大的人力成本压力,需要减少生产线上的工人数量;二是增效:批量定制模式下工艺调整频繁,导致生产效率低下,产能不足;自动化产线普遍柔性程度不足,难以满足快速工艺调整需求,需要支持柔性制造的生产线,实现快速转产;三是品控:检测力度不足,产品质量难以严格把控,良品率波动较大。普遍采用抽检模式,质量追溯能力有限,缺乏有效的全检技术手段,需要细粒度的品质控制手段,对产品质量进行追溯。

目前自动化生产线普遍存在柔性不足的问题。虽然通过自动化生产线能够实现减人、增效和品控的目的,但柔性程度还是相对不足的,因此难以满足快速工艺调整时对生产线快速转产的需求。

所以,我们对传统模块化生产线的制造方式进行了升级,提出了针对工艺过程解耦的动态优化过程工艺。该工艺的特点是生产工序松耦合,能够进行产线级动态重构,工序分解重排。

对此,我们设计了面向生产流程的动态服务编程技术以及支持在线命令执行的服务适配器,分别可以解决基于Web服务的生产工艺与设备资源在线重构问题和设备即插即用自动化配置与互操作命令动态执行的问题。

该系统能够实现生产线的产能增加30%,人员减少65%的显著效果;实现装配过程分钟级动态切单、转产;产品质量问题检测时间达到秒级,工艺缺陷追溯时间达到分钟级。

5、总结

在智能制造的背景下,随着终端与连接规模的极速扩展,传统集中式信息处理与管理的模式不再适用,将逐步演进为集中式管理与分布式自治相结合的模式。边缘计算就是充分利用物端的嵌入式计算能力,以分布式信息处理的方式实现物端的智能和自治,并与云计算结合,通过云端的交互协作,实现系统整体的智能化。

边缘计算在制造业的核心价值是OT与IT的融合,从技术方面主要关注以下三点:

(1)要构建统一的技术架构,推进水平解耦和平台化,实现IT技术与OT技术的融合;

(2)高效地利用嵌入式计算资源实现智能化的决策控制;

(3)保障系统的安全性,包括物理安全和信息安全。

在产业链方面,边缘计算是一个长尾产业:环节多,应用体量小而分散,应该注意构建开放的产业生态,形成合力,将新的蛋糕做大,在为客户解决实际问题的过程中实现联盟成员的商业价值。

(本文根据作者在边缘计算产业联盟成立暨2016首届边缘计算产业峰会上所作报告整理)

摘自《自动化博览》2017年1月刊

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