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上海新時(shí)達(dá)機(jī)器人有限公司


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驅(qū)動(dòng)機(jī)器人智能制造,新時(shí)達(dá)的數(shù)字孿生探索路上走出多遠(yuǎn)?

閱讀:31發(fā)布時(shí)間:2023-9-1

新時(shí)達(dá)副總經(jīng)理 蔡亮


本文根據(jù)新時(shí)達(dá)副總經(jīng)理蔡亮在中國機(jī)器人年會(huì)演講內(nèi)容整理,由機(jī)器人大講堂提供。


機(jī)器人越來越多時(shí)候被放大到智能制造里,機(jī)器人是智能制造的核心,未來工廠機(jī)器人將接管一切,機(jī)器人因此也要適應(yīng)智能制造的發(fā)展方向。


數(shù)字孿生對智能制造產(chǎn)生非常大的影響。從智能制造發(fā)展方向上來講,數(shù)字孿生在整個(gè)愿景驅(qū)動(dòng)下,由制造體系、全場景客戶價(jià)值、創(chuàng)新業(yè)務(wù)模式這三大抓手,及數(shù)字化能力和組織能力兩大基本點(diǎn),共同構(gòu)成中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的核心要素。


其中,制造體系是基本。制造體系包括了精細(xì)化管理和決策、動(dòng)態(tài)需求和供應(yīng)規(guī)劃管理、柔性生產(chǎn)以及全價(jià)值鏈的可追溯性;全場景客戶價(jià)值主要是站在客戶的角度,通過個(gè)性化用戶體驗(yàn)、數(shù)字化產(chǎn)品追溯和新銷售渠道創(chuàng)造新價(jià)值;創(chuàng)新業(yè)務(wù)模式是指上下游協(xié)同、服務(wù)型制造、C2B、產(chǎn)業(yè)鏈平臺等。


數(shù)字化能力也很重要,其包括統(tǒng)一的數(shù)據(jù)治理體系、多級協(xié)同的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)、云化服務(wù)化的系統(tǒng)平臺以及智能制造技術(shù)平臺;組織能力包括專門的數(shù)字化項(xiàng)目實(shí)施團(tuán)隊(duì)、力與敏捷化組織、數(shù)字化人才培養(yǎng)計(jì)劃等。


全價(jià)值鏈建設(shè)


目前,機(jī)器人集成已經(jīng)呈現(xiàn)數(shù)字化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化三大趨勢。因此,全價(jià)值鏈建設(shè)非常關(guān)鍵。

全價(jià)值鏈建設(shè)模式簡單展開理解,即制造端來訂單制造交付的過程。訂單交付過程和訂單獲取過程,與直接端到端的制造方式不同,目前看來是傳統(tǒng)制造向智能制造轉(zhuǎn)化重要的過程,也是在未來可能實(shí)現(xiàn)的,很多企業(yè)正著力入手進(jìn)行的關(guān)鍵。


所謂的全價(jià)值鏈智能制造,是為了應(yīng)對生產(chǎn)制造場景的變化。其重要的概念性變化在于,企業(yè)不僅僅是只生產(chǎn)企業(yè)訂單,而是客戶訂單也能直接從某一個(gè)終端用戶而來。從互聯(lián)網(wǎng)和電商的角度來講,消費(fèi)者才是實(shí)際上真正的終端,因?yàn)榛ヂ?lián)網(wǎng)信息化程度提升,使得整個(gè)生產(chǎn)制造流程的過程效率和透明度愈發(fā)提升,因此未來在制造端開始的工作,往往都是從消費(fèi)者需求開始,最后發(fā)展成企業(yè)制造直接對接結(jié)合到終端的模式。

因此,未來整個(gè)智能制造和生態(tài)鏈將發(fā)生巨大變化。企業(yè)要去考慮包含了個(gè)性化的用戶體驗(yàn),數(shù)字化產(chǎn)品追溯,客戶觸達(dá)渠道等全場景下的客戶價(jià)值。而在整個(gè)價(jià)值鏈里,信息流和物流無疑是最重要的事情。未來智能制造簡單來說,也是整個(gè)把從原材料一直到終端產(chǎn)品,直接交付到消費(fèi)者手上的實(shí)現(xiàn)過程。但在目前狀況下,整個(gè)信息鏈雖然已經(jīng)起到很大的作用,實(shí)際上卻依舊不那么通暢。


基于這樣的想法,未來的商業(yè)模式、業(yè)務(wù)模式必然會(huì)發(fā)生巨大的變化。蔡亮提出,阿里的犀牛平臺概念前段時(shí)間被人們熟知,就是非常的M2N的模式。這種制造模式下,制造端需要考慮如何配合需求和變化,信息化體系、制造體系、交付體系、財(cái)務(wù)體系也需要考慮如何跟上需求的變化。智能制造帶來變化的需求,對企業(yè)來說,如何構(gòu)建數(shù)字化技術(shù),也涉及很多的方面,但要想滿足需求,數(shù)字能力是基礎(chǔ),信息流也需要因此更加通暢。一旦其中某個(gè)環(huán)節(jié)無法完成,就都是空中樓閣。


另外,整個(gè)的組織模式也會(huì)發(fā)生變化。整個(gè)組織方式將會(huì)思考如何去實(shí)現(xiàn)M2N的架構(gòu)構(gòu)建,去保障智能制造的模式轉(zhuǎn)變,因此,相對應(yīng)配套的人員能力、人員部署方式、激勵(lì)模式和商業(yè)模式也都會(huì)發(fā)生變化。


機(jī)器人與智能制造


機(jī)器人是智能制造非常重要的環(huán)節(jié),未來機(jī)器人替代人已經(jīng)成為共識。蔡亮認(rèn)為,2020年在疫情之下,機(jī)器人需求量被大大放開,也證明了智能制造中機(jī)器人的地位。但現(xiàn)在也發(fā)現(xiàn),傳統(tǒng)制造業(yè)向智能制造升級,不光只是當(dāng)初大多數(shù)人認(rèn)為的成本因素制約,整個(gè)制造模式本質(zhì)上都根本應(yīng)付不了特殊情況下的要求。

但蔡亮也提出,機(jī)器人想要接管一切,必須提高機(jī)器人的基礎(chǔ)性技術(shù)。人類需要智能化的機(jī)器人,包括有加視覺和觸覺更接近人,能對于周邊有信息反饋,有信息通道進(jìn)來信息后,機(jī)器人可以做出自主的反饋,這個(gè)才算是智能機(jī)器人。


“有了機(jī)器人是不是代表整個(gè)智能制造有變化?未必。”蔡亮說,“因?yàn)樗械男畔⑼ǖ啦⒉皇且粋€(gè)人看到那么簡單,還有整個(gè)價(jià)值鏈信息的匯總。先匯總再流動(dòng)、拆解到制造的每個(gè)環(huán)節(jié),所以機(jī)器人掌管一切,需要有信息來源和整個(gè)信息保障的通道。”


在整個(gè)制造環(huán)節(jié)里,其實(shí)也存在基礎(chǔ)的智能制造模型,如何加入信息化、數(shù)字化、物理化過程是仍然存在的難點(diǎn)。


從設(shè)計(jì)端開始,信息流進(jìn)來后到模擬仿真,到虛擬實(shí)現(xiàn),再到交付實(shí)現(xiàn),這種方案下需要模塊架構(gòu),從而進(jìn)一步延伸出細(xì)分領(lǐng)域,這個(gè)理論下的模型,還有存在缺陷的地方,例如在實(shí)際制造當(dāng)中會(huì)發(fā)生許多不可控變化,例如模型往往只包含工程端到交付端,最前端的架構(gòu)如何建設(shè)還有很多功課要補(bǔ),因此大多企業(yè)對此也仍然都在摸索和實(shí)踐中。


數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用


因此,蔡亮認(rèn)為,所謂的數(shù)字孿生技術(shù),就是把信息化以及虛擬化,能與實(shí)際場景對應(yīng),所見即所得構(gòu)建智能制造的環(huán)節(jié)。


蔡亮以一段視頻展示了新時(shí)達(dá)在虛擬場景下可以看到的工廠如何部署,如何架構(gòu)的實(shí)踐案例。他認(rèn)為,通過數(shù)字化方式,企業(yè)能去模擬智能工廠下生產(chǎn)的效果,可以從制造性、經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)效率提升、虛擬調(diào)試、整場物流設(shè)計(jì)與數(shù)字設(shè)備的現(xiàn)場虛實(shí)聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)互動(dòng),再加上整個(gè)線速物理引擎的全面支持,從設(shè)計(jì)質(zhì)量、設(shè)計(jì)效率實(shí)現(xiàn)實(shí)施精確性的提升。

其中,虛擬試運(yùn)行是基于數(shù)字仿真技術(shù)的電氣調(diào)試技術(shù)。其能通過仿真環(huán)境與物理的PLC、HMI等自動(dòng)化設(shè)備的結(jié)合,完成對PLC程序和機(jī)器人程序的聯(lián)合調(diào)試,在施工前即可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)和程序的提前驗(yàn)證,從而降低風(fēng)險(xiǎn)成本,提高工程質(zhì)量。


虛擬調(diào)試技術(shù)可在虛擬環(huán)境中調(diào)試 PLC 代碼,通過以虛擬方式仿真和驗(yàn)證自動(dòng)化設(shè)備,可以保證設(shè)備的表現(xiàn)能夠達(dá)到預(yù)期,再將這些代碼下載到真實(shí)設(shè)備中,可大幅縮短現(xiàn)場調(diào)試周期。


新時(shí)達(dá)在嘗試這些數(shù)字孿生新技術(shù)的同時(shí),也采取了3D掃描技術(shù),嘗試直接還原現(xiàn)場的環(huán)境。3D掃描工具也是視覺工具,能去掃描正常范圍并重新調(diào)整工廠結(jié)構(gòu)。通過逆向工程,企業(yè)在原有基礎(chǔ)上數(shù)字化虛擬仿真智能工廠架構(gòu)。通過掃描中心的3D建模,新時(shí)達(dá)能構(gòu)圖出基礎(chǔ)3D模型,從而在舊工廠改造時(shí)比人工還原和設(shè)計(jì)更具效率。

通過3D掃描后,整場廠房結(jié)構(gòu)的3D建模能被重新架構(gòu),變成虛擬智能工廠架構(gòu)。“未來工廠設(shè)計(jì)的時(shí)候就會(huì)慢慢進(jìn)入這樣的模式,以3D掃描建模能把設(shè)備建模同時(shí)放進(jìn)去,得到跟實(shí)際非常接近的智能工廠設(shè)計(jì)。”蔡亮解釋到。


但設(shè)計(jì)完成并不代表結(jié)束,新時(shí)達(dá)在這樣的模型下,還嘗試去進(jìn)行虛擬試運(yùn)行,從而可以判斷每個(gè)設(shè)備和零部件安裝是不是與跟實(shí)際狀況符合,能不能達(dá)到要求去做試運(yùn)行。通過在虛擬調(diào)試實(shí)驗(yàn)環(huán)境下進(jìn)行工作,新時(shí)達(dá)也能在虛擬環(huán)境下面生成相應(yīng)程序代碼,將來直接使用到實(shí)際應(yīng)用中。

據(jù)蔡亮介紹,新時(shí)達(dá)目前也已經(jīng)陸續(xù)將虛擬化設(shè)計(jì)在小的項(xiàng)目開始進(jìn)行嘗試,且得到了很好的實(shí)際應(yīng)用的效果。


在未來,數(shù)據(jù)匯總對設(shè)備未來維護(hù)和提高將起到越來越大的作用,企業(yè)抓經(jīng)營化數(shù)據(jù)將會(huì)直接生產(chǎn)提高數(shù)據(jù),也是對設(shè)備目標(biāo)廣泛提高精細(xì)化管理的依據(jù)。


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