数字化转型是现代企业提升竞争力的必由之路,而智能制造装备是实现数字化转型的重要工具和支撑。通过引入智能制造装备,企业可以显著提升生产效率、优化资源利用、提升产品质量,从而在激烈的市场竞争中占据有利位置。智能制造装备和数字化转型相辅相成,共同推动企业向智能化、信息化、高效化方向发展。
推广应用智能制造装备
行动方案要求推广应用智能制造装备,要以生产作业、仓储物流、质量管控等环节改造为重点,推动数控机床与基础制造装备、增材制造装备、工业机器人、工业控制装备、智能物流装备、传感与检测装备等通用智能制造装备更新。
通用智能制造装备是指能够适应多种制造任务和应用场景,不限于某一特定行业或产品类型的智能化设备。这些装备集成了自动化、信息化和智能化技术,具有高度灵活性和通用性,可以在不同生产环境中实现高效的制造过程。
通用智能制造装备的主要特征是自动化、柔性化、智能化以及互联互通、高效性。典型的通用智能制造装备包括工业机器人、数控机床、自动化生产线、AGV(自动导引车)、3D打印机。
1、装备制造业更新面向特定场景的智能成套生产线和柔性生产单元
装备制造业是指生产和提供各类机械、设备、工具及配套零部件的工业部门。涉及广泛,包括重型机械、交通运输设备、电气设备、精密仪器等,是国民经济的基础性产业,为其他行业提供必需的技术装备和生产手段。行动方案指出,要重点推动装备制造业更新面向特定场景的智能成套生产线和柔性生产单元。
智能成套生产线是将多个自动化设备和系统集成在一起,通过信息技术和智能控制,实现从原材料输入到产品输出的全流程自动化和智能化生产线。特省事高度自动化、实时监控与优化、集成与协同、可追溯性。更新方向是,一是引入物联网和大数据技术,提高数据采集和分析能力,为决策提供支持。二是增强柔性化,即通过模块化设计,使生产线能够快速切换不同产品,提高适应性。三是强化智能控制,应用人工智能算法,实现自主调度和优化,提高生产效率和资源利用率。
柔性生产单元是由若干个具有高度柔性和智能化能力的生产设备组成的生产单元,能够适应多种产品和工艺需求,快速切换生产任务。特征:一是高柔性,能快速响应市场需求变化,进行产品和工艺的切换。二是智能化,具备自学习、自诊断和自适应能力,能够优化生产流程。三是小批量、多品种:特别适合定制化和小批量生产。更新方向包括:增强灵活性:通过更先进的机器人和自动化设备,提高生产单元的灵活性。智能感知与控制:引入更多传感器和智能控制系统,提升生产单元的感知和自适应能力。数字孪生技术:应用数字孪生技术,实现虚拟与现实的同步,进行模拟和预测,提高生产效率和质量。
2、电子信息制造业推进电子产品专用智能制造装备与自动化装配线集成应用
电子信息制造业是指生产和制造各种电子产品和信息技术设备的工业部门。该行业覆盖范围广泛,包括计算机、通信设备、家用电器、消费电子(如手机、平板电脑)、半导体芯片等产品。行动方案指出,电子信息制造业推进电子产品专用智能制造装备与自动化装配线集成应用。
电子产品专用智能制造装备是为电子信息制造业设计和开发的,具备高度智能化和自动化能力的生产设备。这些装备专门用于电子产品的制造过程,涵盖从原材料处理到成品组装的各个环节。
电子产品专用智能制造装备的更新,对高精度SMT设备,更新方向是引入更高精度和速度的贴片机,采用先进的视觉识别系统和人工智能算法,提高元件的贴装准确率和效率。目前的新技术是机器学习辅助的错误检测与修正功能,可以在贴装过程中实时优化路径和策略。
对半导体制造设备,更新方向是采用新的纳米加工技术,提高晶圆处理精度和良品率。新技术是极紫外光刻(EUV)技术,能够实现更小尺度的图形转移,大幅提升芯片集成度和性能。
对自动光学检测(AOI)设备,更新方向是提升检测速度和准确性,整合更多传感器和数据分析功能。目前新技术是基于深度学习的图像识别技术,使设备能够自动识别和分类更多种类的缺陷,并给出修正建议。
对激光加工设备,更新方向是提高激光的稳定性和加工精度,增强对不同材料的适应性。新技术是超快激光加工技术,可以进行极为精细的微加工应用,减少热影响区,提高加工质量。
自动化装配线是将多个自动化设备和系统集成在一起,通过全自动或半自动方式完成电子产品的装配、测试和包装等过程的生产线。自动化装配线集成应用的新技术包括:
物联网(IoT)。过传感器和网络连接,将生产线各个设备和系统互联,实现实时数据采集和监控。优势是提高设备协同效率,减少停机时间,实现预测性维护。
数字孪生技术。创建真实生产线的虚拟模型,用于模拟、监控和优化生产过程。优势是通过虚拟仿真,提前发现潜在问题,优化生产流程,减少试运行时间和成本。
协作机器人(Cobot)。在装配线上与工人协同工作,完成复杂和重复性的装配任务。优势是灵活性高,能够迅速适应不同装配任务,提高生产线的柔性和效率。
人工智能和机器学习。在装配线的控制系统中引入AI算法,进行生产优化、质量控制和故障诊断。优势是通过数据分析和自我学习,不断优化生产参数,提高生产效率和产品质量。
增强现实(AR)。用于装配指导和培训,工人可以通过AR设备实时获取操作指引和信息。优势是提高培训效率,减少人为错误,加快新员工上手时间。
3、原材料制造业加快无人运输车辆等新型智能装备部署应用,推进催化裂化、冶炼等重大工艺装备智能化改造升级
原材料制造业是指将自然资源或初级产品转化为基础工业原材料的行业。主要包括钢铁、有色金属、化工、建材等领域。这些原材料是其他制造业的重要基础,为下游产业提供基本的生产要素。行动方案要求,原材料制造业加快无人运输车辆等新型智能装备部署应用,推进催化裂化、冶炼等重大工艺装备智能化改造升级;无人及运输。
无人运输车辆在原材料制造业中的部署应用主要是矿山和采石场用于矿石、煤炭等原材料的开采和运输。冶炼厂和钢厂用于原材料的进料、成品和半成品的内部搬运。化工厂用于危险化学物质和中间产品的搬运。
催化裂化重大工艺装备智能化改造升级,是引入智能传感器和数据分析系统,实现过程参数的实时监控和自动调整,利用人工智能算法进行工艺优化,预测设备故障,实现预测性维护。
冶炼重大工艺装备智能化改造升级,是采用高温摄像头和红外传感器监控冶炼过程中的温度和物料状态,引入自动化控制系统,实现冶炼过程的精确控制和优化,减少能源消耗,提高产品质量。
在催化裂化、冶炼等工艺环节中,使用智能机器人进行复杂、危险的操作任务。通过大数据和云计算,优化原材料采购、生产计划和库存管理。
4、消费品制造业推广面向柔性生产、个性化定制等新模式智能装备
消费品制造业是指生产直接供消费者使用和消费的各种商品的行业。主要包括食品饮料、家电、服装纺织、家具、日化用品等领域。这些产品一般具有高频率消费和较短更新周期的特点。行动方案要求,消费品制造业推广面向柔性生产、个性化定制等新模式智能装备。
推广柔性生产和个性化定制的新模式智能装备:
一是模块化生产线,引入模块化设计理念,将生产线划分为多个可自由组合的单元,每个单元可以独立运作。适用于需要频繁更换生产任务的消费品制造工厂,如服装和家电制造。优势是实现快速调整和切换生产任务,满足多样化和个性化的生产需求。
二是数字化双胞胎,通过建立数字化双胞胎模型,对生产线进行虚拟仿真和优化。适用于复杂工艺流程的监控和优化,如食品饮料和日化用品制造。优势是提前发现潜在问题,优化生产流程,提高生产效率和质量。
三是智能机器人,在生产线上部署智能机器人,进行复杂、重复或危险的操作。适用于多品种小批量生产,如服装、家具和电子产品制造。优势是提高生产灵活性和精度,减少人工成本,提高生产安全性。
四是3D打印技术,引入3D打印设备,用于样品制作、定制零部件生产等。适用于需要高定制化和小批量生产的领域,如珠宝、定制礼品和个性化家居用品。优势是缩短产品开发周期,降低模具费用,实现高度的个性化定制。
五是物联网(IoT),通过物联网技术,连接生产设备和管理系统,实现数据的实时采集与分析。适用于对设备状态和生产过程进行实时监控和优化,如食品加工和家电制造。优势是提高设备利用率,实现预测性维护,减少停机时间和生产损失。
六是人工智能与大数据,利用人工智能和大数据分析,对市场需求和生产计划进行预测与优化。适用于快速变化的市场环境,例如时装和快消品行业。优势是提高市场响应速度,优化库存管理,减少过剩产能和浪费。
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