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海天工业4.0畅想 智能注塑发展趋势
2018-1-12    来源:海天

 

在不久的将来,某家工厂的销售系统通过公共电子商务平台接到一笔塑料制品订单,ERP系统根据产品库存情况,自动生成了针对该产品的追加计划,同时根据生产计划制定出原材料需求,并发送给供应链管理系统SCM加以执行;生产计划派发到制造执行系统后,MES根据当前各车间的作业监控,进一步将生产计划分解成不同的作业计划和注塑机机台任务计划,并进行实时的排序、管理和监控。

很快,一台注塑机完成了当前机器任务,MES系统迅速将排序中的新机台任务下发给该设备,同时将对应的工艺资料及产品标准等数据推送给机台控制器,机台控制器根据工艺数据的要求,自动切换工艺配方参数,同一时刻,产品取出机器人系统也在根据工艺需求自动更换工装或治具;大型AGV传送装置已经通过远程RFID在模具仓库中找到并将新任务所需的模具提前传送给快速换模装置QMC并对模具进行预热;在注塑机完成工艺同步后迅速更换了新老模具;模具快速耦合装置在注塑机控制的指令下将已同步到新工艺范围的周边辅助设备快速连接至模具,为注塑系统源源不断的提供水、电、油、气等工艺条件保障。在先一步完成原料预处理的供料系统自动根据MES的指令切换到新的料罐后,新的生产任务随即自动开展

以上描述是我们想象的在新工业技术条件下某家注塑工厂的一个生产片段,整个生产组织过程除了必要的人机互动,基本是由系统本身自主完成的。这是否就是注塑工厂的工业4.0了呢?其实还不完整。作为产品制造的主要设备——注塑机没有表现出足够的智慧,它应该可以根据集成在模具及设备本身的数字传感器,及时感知工艺条件的波动,并针对这种波动及时、自主的调整工艺参数,对冲工艺条件的扰动,最大程度的保证产品的稳定性。同时,每台注塑机都时刻不停的向系统同步运转信息,系统基于对大量数据的分析,预测性的向管理人员提供机台健康情况和效率情况,为生产管理人员及设备保障人员提供决策依据和建议。此外,整个任务系统可受控的向产品的相关方开放,订单的客户可及时查询产品订单的执行情况,设备的供应商可根据授权实时掌握设备的运转信息,并提供专业性、预见性的技术支持或实时远程服务。

工业4.0是当代制造企业必然面对的一道课题。在过去的几年里,随着政府的倡导和广大注塑装备企业及注塑制品生产企业的积极响应,注塑生产行业针对工业4.0、特别是针对塑料制品的智能制造的探索和尝试,蓬勃发展,各类相关企业和产品也应运而生。但到底什么是注塑行业的工业4.0?什么是智能注塑呢?一位自动化行业里有几十年工作经验的德国老专家跟我讲:“大家都在说工业4.0,但确切的说怎样做,恐怕官员们比技术人员更清楚吧。”

现在行业中充斥着躁动的气氛,注塑企业的老总指着一台十几年前生产的注塑机要求有OPC接口;注塑装备技术意向中出现了Euromap77的技术需求,然而它还尚未定稿;各种宣传资料上或路演报告里,充斥着注塑机机台联网和机械手自动化协作,似乎买了几台机械手、在办公室里可以看到注塑机运转情况就已经工业4.0了。

其实,我们不可以如此简单片面的去解读工业4.0,广大注塑制造从业者需要理解,工业4.0时代的互联-CPS(信息物理系统),不是简单的对互联网、物联网、传感网的替代,它是信息世界和物理世界的融合。具体到注塑系统里,它应该具有对生产环境、生产过程的感知能力,它可以自主的根据感知进行计算和控制进而实现自主决策,它可以通过通信技术进行不同单元和环节的纵向和横向集成,整个系统也可以根据综合运行情况进行自组织生产。这不是几根网线或简单的自动化集成就可以完成的。

作为中国注塑产业的一员,宁波海天制造科技有限公司深刻的认识到,要达成上述目标不是一蹴而就的。自本世纪初,依托于海天塑机集团雄厚的技术积累和市场业务的拓展,海天集团的技术工作者们早早的就开始了注塑生产过程数字化、信息化、自动化应用的探索,先后在注塑机自动换模系统,注塑机设备数字化集成等方面做出了大量的实际应用,在该领域率先填补了国内空白;在注塑机零部件加工母机CNC柔性线信息化方案的启发下,海天集团也与自己的合作伙伴早早的展开了产品研发,发布了数个版本的注塑装备信息化管理系统。2015年,顺应时代的发展,海天塑机集团整合相关的技术力量和业务,成立宁波海天制造科技有限公司,希望在注塑机智能制造领域进一步发力,争取早日促成我国注塑产业的智能化转型。

经过前期应用实践的积累,以及与国内外相关学术部门的深入合作,我们认为,要实现注塑生产的智能化,就必须先实现从注塑装备到注塑生产组织过程的数字化、总线化、信息化,在注塑生产实施过程和管理过程中实现“控制器-传感器”、“设备-设备”、“生产过程-组织系统”“组织系统-人”等一系列个体、单元、环节、系统的互联是构建未来智能型注塑生产方式的基础。注塑机电控系统,必须具备开放、灵活、兼容、安全的技术特征,基于最新计算机信息技术的数字化、信息化、智能化控制系统将带来注塑机电控技术的革新。在此基础上发展出的包括注塑机及其周边设备、注塑与上下游生产过程的大系统集成,将促成未来注塑生产过程少人化、自动化、信息化转型。未来注塑生产不再是一个孤立的自动化、信息化孤岛,未来的注塑工厂也会通过云平台与整个供需体系形成灵活智能的产品制造网络。

目前,宁波海天制造科技有限公司,在现有的技术条件和市场痛点基础上,开展了“注塑生产自动化协同”、“注塑装备信息化管控”、“注塑工厂整体方案规划设计”三大块业务探索,其中包含的生产准备、工艺保障、过程监视、产品处置、设备维保、生产管理等六大任务模块可以有效对应当前注塑生产企业最广泛的生产应用需求。在此基础上,我们也进一步与商业伙伴合作,针对CPS系统的技术需求,开发定制适应于智能型产业需求的自动化控制系统。同时,海天集团及海天智造也在积极推动注塑装备领域的信息接口及控制总线接口的标准化,只有各类标准提前建立,才可以有效的集成相关企业、相关产业的有生力量,带动行业内的所有企业形成合力,早日促成我们注塑产业的智能化升级。(供稿:宁波海天智造科技有限公司  焦晓龙总监)

 
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