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現(xiàn)代制造技術(shù)(第二版)(牛同訓(xùn))
本書從現(xiàn)代制造技術(shù)的基本概念入手,主要闡述了現(xiàn)代制造技術(shù)的體系構(gòu)成、工藝方法、管理理念、發(fā)展趨勢(shì)等知識(shí)。本書大量教學(xué)實(shí)例來自于生產(chǎn)實(shí)踐和研究成果,既有較強(qiáng)的理論性,又具有鮮明的實(shí)用性,主要內(nèi)容包括:現(xiàn)代制造工藝技術(shù)、特種加工技術(shù)、自動(dòng)化制造系統(tǒng)、現(xiàn)代生產(chǎn)與管理模式、面向可持續(xù)發(fā)展的綠色制造、現(xiàn)代制造技術(shù),以及“互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”的發(fā)展趨勢(shì)等,并提供應(yīng)用案例及配套的電子教案等輔助教學(xué)資源。
本書可作為高職高專院校機(jī)械類、近機(jī)類專業(yè)教材,也可供相關(guān)專業(yè)教師、工程技術(shù)人員和科研人員參考。
適讀人群 :本書可作為高職高專院校機(jī)械類、近機(jī)類專業(yè)教材,也可供相關(guān)專業(yè)教師、工程技術(shù)人員和科研人員參考。
本書主要論述了現(xiàn)代制造技術(shù)的體系構(gòu)成、工藝方法、管理理念、發(fā)展趨勢(shì)等知識(shí)。全書共分為7章,具體內(nèi)容概述如下。
第1章概括介紹了現(xiàn)代制造技術(shù)的內(nèi)涵、構(gòu)成、在我國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀,以及課程的主要內(nèi)容和學(xué)習(xí)方法。
第2章介紹了現(xiàn)代制造工藝技術(shù),主要包括超高速切削技術(shù)、高效磨削技術(shù)、精密和超精密加工技術(shù)、微細(xì)加工技術(shù)和快速制造技術(shù)。
第3章介紹了特種加工技術(shù),包括其產(chǎn)生、發(fā)展、分類,電加工技術(shù),電化學(xué)加工技術(shù)、激光加工技術(shù)和能量流加工技術(shù)等。
第4章主要介紹了柔性制造系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)和智能制造系統(tǒng)的內(nèi)涵、構(gòu)成、分類以及應(yīng)用。
第5章介紹了現(xiàn)代生產(chǎn)和管理的主要模式,包括成組技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)、精益生產(chǎn)、敏捷制造、并行工程和虛擬制造。
第6章重點(diǎn)介紹了綠色制造的內(nèi)涵、體系組成、綠色設(shè)計(jì)、清潔生產(chǎn)和再資源化技術(shù)等。
第7章對(duì)現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)、“互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”帶來的新變化進(jìn)行了分析和預(yù)測(cè)。
制造業(yè)作為一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè),是國(guó)家創(chuàng)造力、競(jìng)爭(zhēng)力和綜合國(guó)力的重要體現(xiàn),也是一個(gè)國(guó)家實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的動(dòng)力源泉,F(xiàn)代制造技術(shù)以傳統(tǒng)機(jī)械制造技術(shù)為基礎(chǔ),并伴隨計(jì)算機(jī)、信息處理、自動(dòng)化、材料、能源、環(huán)保、管理、人工智能等技術(shù)的進(jìn)步而不斷發(fā)展變化,其內(nèi)容和體系在新科技、新理念的不斷涌現(xiàn)過程中得以更新、充實(shí)和發(fā)展。
當(dāng)前,再工業(yè)化浪潮席卷全球,2012年,美國(guó)國(guó)家科學(xué)技術(shù)委員會(huì)發(fā)布了《國(guó)家先進(jìn)制造戰(zhàn)略規(guī)劃》;2013年,德國(guó)提出了“工業(yè)4.0”。面對(duì)國(guó)際先進(jìn)制造形勢(shì)的挑戰(zhàn),我國(guó)也于2015年提出制定“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計(jì)劃,推動(dòng)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等與現(xiàn)代制造業(yè)結(jié)合;2015年5月,國(guó)務(wù)院正式印發(fā)了《中國(guó)制造2025》。在新的國(guó)際國(guó)內(nèi)環(huán)境下,我國(guó)政府立足于國(guó)際產(chǎn)業(yè)變革大勢(shì),做出了全面提升中國(guó)制造業(yè)發(fā)展質(zhì)量和水平的重大戰(zhàn)略部署,目的是通過10年的努力,使中國(guó)邁入制造強(qiáng)國(guó)行列!冬F(xiàn)代制造技術(shù)》(第二版)正是在這一背景下編寫完成的。 在本書編寫過程中,編者考慮到高職學(xué)生的特點(diǎn),沒有刻意追求理論的廣度和深度,而是努力做到突出現(xiàn)代制造技術(shù)的職業(yè)要求和可持續(xù)發(fā)展的理念。在內(nèi)容取舍上,本書不但編入了超高速、超精密加工等比較成熟的工藝方法,而且編入了近年來逐步發(fā)展起來的一些新技術(shù)、新方法,諸如納米制造技術(shù)、磨料噴射加工技術(shù)、干切削技術(shù)等,從而體現(xiàn)實(shí)用性與前瞻性的結(jié)合。本書收入了許多實(shí)物照片、大量的圖表和應(yīng)用案例,敘述力求做到深入淺出、通俗易懂,在每一章的后面都附有習(xí)題與思考題,以滿足高職院校機(jī)械類和近機(jī)類專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)要求。 本書主要論述了現(xiàn)代制造技術(shù)的體系構(gòu)成、工藝方法、管理理念、發(fā)展趨勢(shì)等知識(shí)。全書共分為7章,具體內(nèi)容概述如下。 第1章概括介紹了現(xiàn)代制造技術(shù)的內(nèi)涵、構(gòu)成、發(fā)展現(xiàn)狀,以及課程的主要內(nèi)容和學(xué)習(xí)方法。 第2章介紹了現(xiàn)代制造工藝技術(shù),主要包括超高速切削技術(shù)、高效磨削技術(shù)、精密和超精密加工技術(shù)、微細(xì)加工技術(shù)和快速制造技術(shù)。 第3章介紹了特種加工技術(shù),包括其產(chǎn)生、發(fā)展、分類,電加工技術(shù)、電化學(xué)加工技術(shù)、激光加工技術(shù)和能量流加工技術(shù)等。 第4章主要介紹了柔性制造系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)和智能制造系統(tǒng)的內(nèi)涵、構(gòu)成、分類以及應(yīng)用。 第5章介紹了現(xiàn)代生產(chǎn)和管理的主要模式,包括成組技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì)、精益生產(chǎn)、敏捷制造、并行工程和虛擬制造。 第6章重點(diǎn)介紹了綠色制造的內(nèi)涵、體系組成,綠色設(shè)計(jì),清潔生產(chǎn)和再資源化技術(shù)等。 第7章對(duì)現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)、“互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”帶來的新變化進(jìn)行了分析和預(yù)測(cè)。 本書由牛同訓(xùn)擔(dān)任主編,劉溫聚、陳洪玉、牛敏、王恩海擔(dān)任副主編;參加編寫的人員還有陳衛(wèi)、王秀梅。編者具體分工是:牛同訓(xùn)編寫第1、2章并負(fù)責(zé)統(tǒng)稿,陳洪玉編寫第3章,牛敏編寫第4章,劉溫聚編寫第5章,王恩海編寫第6章,陳衛(wèi)、王秀梅編寫第7章。全書由山東工業(yè)職業(yè)學(xué)院孔凡杰教授主審。 我們將為使用本書的教師免費(fèi)提供電子教案,需要者可以到化學(xué)工業(yè)出版社教學(xué)資源網(wǎng)站http://www.cipedu.com.cn免費(fèi)下載使用。 在本書的編寫過程中,得到了東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院湯文成教授和山東工業(yè)職業(yè)學(xué)院解先敏教授的關(guān)心和支持,在此一并表示感謝。 由于現(xiàn)代制造技術(shù)是一門新興的、多學(xué)科交叉融合的先進(jìn)技術(shù),目前尚未形成完整的理論體系,許多問題仍處在發(fā)展和探索當(dāng)中,加之編者水平有限,書中疏漏之處在所難免,懇請(qǐng)讀者指正。 編者 2018年1月
牛同訓(xùn),山東工業(yè)職業(yè)學(xué)院,教授/高級(jí)工程師,牛同訓(xùn),男,49歲,山東工業(yè)職業(yè)學(xué)院教授/高級(jí)工程師,工程碩士學(xué)位,獲“2015年度全國(guó)冶金教育系統(tǒng)年度杰出人物獎(jiǎng)”;獲“山東省高等學(xué)校科研成果二等獎(jiǎng)”一次,獲淄博市高校系統(tǒng)優(yōu)教師兩次;現(xiàn)為山東工業(yè)職業(yè)學(xué)院機(jī)電設(shè)備維修與管理專業(yè)建設(shè)帶頭人。
研究方向:成組技術(shù)與計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)、機(jī)電設(shè)備維修與再制造。
教育背景
1987.9—1991.7 山東理工大學(xué)機(jī)械制造工藝與設(shè)備專業(yè)本科,獲工學(xué)學(xué)士學(xué)位。
1991.7—2003.8 淄博牽引電機(jī)集團(tuán)公司高級(jí)工程師,先后從事機(jī)械加工工藝、電機(jī)設(shè)計(jì)等工作。
1997.9—1998.7 在山東大學(xué)自動(dòng)化系電機(jī)電器及自動(dòng)化專業(yè)進(jìn)修一年。
2003.9— 山東工業(yè)職業(yè)學(xué)院機(jī)電工程系,教授。
2009.9—2010.7 東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院國(guó)內(nèi)訪問學(xué)者。
業(yè)務(wù)成果
主持或主研完成(或在研)科研課題5項(xiàng),其中獲山東省機(jī)械廳和淄博市科委科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)各一項(xiàng)。
在國(guó)內(nèi)核心期刊發(fā)表論文8篇,EI檢索1篇。
第1章緒論1
1.1現(xiàn)代制造技術(shù)的內(nèi)涵1
1.1.1現(xiàn)代制造技術(shù)的定義1
1.1.2現(xiàn)代制造技術(shù)的內(nèi)涵及其組成技術(shù)2
1.2現(xiàn)代制造技術(shù)的構(gòu)成2
1.2.1現(xiàn)代制造技術(shù)的分類2
1.2.2現(xiàn)代制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)3
1.3我國(guó)現(xiàn)代制造技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀4
1.4本課程的主要內(nèi)容和學(xué)習(xí)方法6
習(xí)題與思考題7
第2章現(xiàn)代制造工藝技術(shù)8
2.1超高速切削技術(shù)8
2.1.1超高速切削技術(shù)的內(nèi)涵8
2.1.2超高速切削技術(shù)的特點(diǎn)9
2.1.3超高速切削技術(shù)的應(yīng)用10
2.1.4超高速切削加工的關(guān)鍵技術(shù)11
2.2高效磨削技術(shù)13
2.3精密和超精密加工技術(shù)16
2.3.1精密和超精密加工方法及其分類16
2.3.2金剛石刀具超精密切削加工18
2.3.3精密和超精密磨削加工20
2.4微細(xì)加工技術(shù)27
2.4.1微細(xì)加工技術(shù)的概念和特點(diǎn)27
2.4.2常用的微細(xì)加工工藝27
2.4.3納米加工技術(shù)30
2.5快速制造技術(shù)31
2.5.1快速制造的定義與特點(diǎn)31
2.5.2快速制造工藝方法32
2.5.3快速制造技術(shù)的應(yīng)用36
2.6應(yīng)用案例38
2.6.1超高速切削技術(shù)應(yīng)用案例38
2.6.2超精密加工技術(shù)應(yīng)用案例39
2.6.3微細(xì)加工技術(shù)應(yīng)用案例40
2.6.4快速制造技術(shù)應(yīng)用案例41
習(xí)題與思考題43
第3章特種加工技術(shù)44
3.1概述44
3.1.1特種加工的產(chǎn)生和發(fā)展44
3.1.2特種加工的分類45
3.1.3特種加工的工藝特點(diǎn)與應(yīng)用47
3.2電火花加工48
3.2.1電火花加工的特點(diǎn)及應(yīng)用48
3.2.2電火花加工的常用術(shù)語(yǔ)與符號(hào)50
3.2.3電火花加工的類型52
3.2.4電火花加工的基本規(guī)律53
3.2.5電火花加工機(jī)床56
3.2.6電火花成形加工65
3.2.7電火花線切割加工74
3.3電解加工和電解磨削79
3.3.1電解加工的特點(diǎn)及應(yīng)用79
3.3.2電解磨削的特點(diǎn)及應(yīng)用81
3.4激光加工技術(shù)82
3.4.1激光加工及其設(shè)備82
3.4.2激光加工工藝及其應(yīng)用84
3.5其他特種加工86
3.5.1電子束加工86
3.5.2離子束加工88
3.5.3超聲波加工89
3.5.4水射流切割90
3.5.5磨料噴射加工91
3.5.6化學(xué)加工92
3.6應(yīng)用案例93
3.6.1冷沖模的電火花加工要點(diǎn)93
3.6.2排孔、小方孔篩網(wǎng)的特種加工95
習(xí)題與思考題97
第4章自動(dòng)化制造系統(tǒng)98
4.1柔性制造系統(tǒng)98
4.1.1概述98
4.1.2FMS的組成99
4.1.3FMS的分類與應(yīng)用103
4.1.4FMS的發(fā)展104
4.2計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)105
4.2.1概述105
4.2.2CIMS的組成與體系結(jié)構(gòu)107
4.2.3CIMS的現(xiàn)狀與發(fā)展110
4.2.4CIMS在企業(yè)的實(shí)施方法112
4.3智能制造系統(tǒng)113
4.3.1智能制造系統(tǒng)的內(nèi)涵113
4.3.2智能制造系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)115
4.3.3智能制造系統(tǒng)的架構(gòu)118
4.4應(yīng)用案例122
4.4.1帶自動(dòng)輸送刀具的箱體零件加工FMS122
4.4.2計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例128
4.4.3智能制造系統(tǒng)在飛機(jī)裝配中的應(yīng)用135
習(xí)題與思考題142
第5章現(xiàn)代生產(chǎn)與管理模式143
5.1成組技術(shù)(GT)143
5.1.1成組技術(shù)原理與相似性143
5.1.2零件的分類編碼系統(tǒng)144
5.1.3零件分類成組148
5.1.4成組技術(shù)的應(yīng)用151
5.2計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì)(CAPP)153
5.2.1CAPP的基本概念153
5.2.2CAPP系統(tǒng)中零件信息的描述153
5.2.3CAPP系統(tǒng)的類型及應(yīng)用154
5.2.4國(guó)內(nèi)常用的CAPP軟件156
5.3精益生產(chǎn)(LP)158
5.3.1精益生產(chǎn)的特征與體系158
5.3.2精益生產(chǎn)的應(yīng)用159
5.4敏捷制造(AM)160
5.4.1敏捷制造的內(nèi)涵及特點(diǎn)160
5.4.2敏捷制造的關(guān)鍵技術(shù)162
5.4.3實(shí)施敏捷制造的流程163
5.5并行工程(CE)164
5.5.1并行工程的概念164
5.5.2并行工程的特點(diǎn)及效益165
5.5.3并行工程的關(guān)鍵技術(shù)166
5.5.4并行工程的發(fā)展和應(yīng)用167
5.6虛擬制造(VM)168
5.6.1虛擬制造的產(chǎn)生與發(fā)展168
5.6.2虛擬制造技術(shù)的內(nèi)涵170
5.6.3虛擬制造的關(guān)鍵技術(shù)172
5.6.4虛擬制造的應(yīng)用與發(fā)展173
5.7應(yīng)用案例175
5.7.1成組技術(shù)在沈陽(yáng)第一機(jī)床廠的應(yīng)用175
5.7.2開目CAPP在上海鍋爐廠的應(yīng)用175
5.7.3精益生產(chǎn)在我國(guó)衛(wèi)星生產(chǎn)集成化中的應(yīng)用178
5.7.4面向敏捷制造的產(chǎn)品快速設(shè)計(jì)181
5.7.5鐵路貨車產(chǎn)品開發(fā)并行工程184
5.7.6虛擬制造在汽車覆蓋件模具制造中的應(yīng)用186
習(xí)題與思考題188
第6章面向可持續(xù)發(fā)展的綠色制造189
6.1綠色制造189
6.1.1綠色制造的概念、內(nèi)涵與發(fā)展189
6.1.2綠色制造的內(nèi)容體系192
6.2綠色設(shè)計(jì)194
6.2.1綠色設(shè)計(jì)的實(shí)施過程194
6.2.2綠色設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的區(qū)別195
6.2.3綠色設(shè)計(jì)的環(huán)境協(xié)調(diào)原則195
6.2.4生命周期評(píng)價(jià)196
6.2.5面向產(chǎn)品生命周期的設(shè)計(jì)197
6.3清潔生產(chǎn)202
6.3.1節(jié)省材料技術(shù)202
6.3.2節(jié)省能源技術(shù)204
6.3.3環(huán)境友好技術(shù)205
6.4再資源化技術(shù)207
6.4.1拆卸工藝及工具207
6.4.2再制造工程208
6.4.3材料再資源化技術(shù)210
6.4.4逆向物流技術(shù)211
6.5綠色制造應(yīng)用案例212
習(xí)題與思考題213
第7章現(xiàn)代制造技術(shù)與新型制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)214
7.1現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)214
7.1.1高速高效加工領(lǐng)域發(fā)展趨勢(shì)215
7.1.2超精密加工領(lǐng)域發(fā)展趨勢(shì)216
7.1.3微納制造領(lǐng)域發(fā)展趨勢(shì)216
7.1.4特種加工技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展趨勢(shì)217
7.1.5未來制造系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)218
7.2“互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”發(fā)展趨勢(shì)220
7.2.1國(guó)外“互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”的主要模式220
7.2.2“互聯(lián)網(wǎng)+”給中國(guó)制造業(yè)帶來的新變化222
7.2.3中國(guó)“互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”的未來展望223
習(xí)題與思考題224
參考文獻(xiàn)225
7.2“互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”發(fā)展趨勢(shì)
2015年5月,國(guó)務(wù)院印發(fā)了《中國(guó)制造2025》戰(zhàn)略規(guī)劃,將“互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”推向輿論的風(fēng)口浪尖。經(jīng)過多年發(fā)展,我國(guó)目前已經(jīng)形成比較完善的制造業(yè)體系,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)規(guī)模巨大,對(duì)先進(jìn)制造產(chǎn)品的需求呈爆發(fā)式增長(zhǎng),這是我國(guó)發(fā)展新一代制造業(yè)的優(yōu)勢(shì)所在。但也應(yīng)看到,與德國(guó)、美國(guó)、日本等技術(shù)領(lǐng)先的制造業(yè)大國(guó)相比,國(guó)內(nèi)制造企業(yè)普遍存在著技術(shù)短板,在關(guān)鍵零部件研發(fā)、工業(yè)級(jí)系統(tǒng)軟件開發(fā)等方面與世界先進(jìn)水平仍然有較大差距。因此,借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn),探索中國(guó)“互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”的可能道路是十分必要的。 7.2.1 國(guó)外“互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”的主要模式 1. 博世的“慧連制造”解決方案(Intelligent Connected Manufacturing solutions) 博世(Robert Bosch GmH)成立于1886年,是全球最大的汽車零件供應(yīng)商之一,總部設(shè)在德國(guó)Gerlingen。博世是德國(guó)政府“工業(yè)4.0”工作小組的主要成員、聯(lián)席主席之一,近來推出的“博世物聯(lián)網(wǎng)套裝”(Bosch IOT Suite),可以看作是博世物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用戰(zhàn)略的基石。 具體到制造業(yè),博世的主打概念為“慧連制造”解決方案,該方案的核心為制造物流軟件平臺(tái),以之作為本地(on-prem)和云端的軟件基礎(chǔ),對(duì)整個(gè)生產(chǎn)流程進(jìn)行云化和再造。方案包括三個(gè)部分:一是制程質(zhì)量管理(Process Quality Manager),二是遠(yuǎn)端服務(wù)管理(Remote Service Manager),三是預(yù)測(cè)維護(hù)(Predictive maintenance)。 制程質(zhì)量管理:對(duì)生產(chǎn)全過程中所有的車間、流水線、作業(yè)區(qū)、機(jī)器設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控;操作界面把各環(huán)節(jié)的表現(xiàn)指標(biāo)和容忍度可視化,并對(duì)可能出現(xiàn)的波動(dòng)提前預(yù)警。工作人員可以直觀地感受到整個(gè)流程是否順暢,及早對(duì)表現(xiàn)不正常的生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行糾正。 遠(yuǎn)端服務(wù)管理:這一系統(tǒng)允許機(jī)器的制造者在遠(yuǎn)端控制產(chǎn)品,幫助客戶解決在機(jī)器裝配、使用中遇到的問題。例如博世的工作人員可以在辦公室里,對(duì)在世界其他角落的設(shè)備進(jìn)行功能測(cè)試、參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)接入、錯(cuò)誤排查、故障解除等工作。大幅縮減設(shè)備交割、安裝、售后維修的工作量。 預(yù)測(cè)維護(hù):基于博世物聯(lián)網(wǎng)套裝,廠家可以通過裝在產(chǎn)品上的傳感器實(shí)時(shí)掌握其工作狀態(tài),并對(duì)可能出現(xiàn)的檢修維護(hù)做準(zhǔn)確預(yù)測(cè),減少用戶停產(chǎn)檢修的次數(shù)。 可以看到,制程質(zhì)量管理已經(jīng)具備了工廠內(nèi)信息實(shí)時(shí)互聯(lián)等智慧工廠的基本要素;遠(yuǎn)端服務(wù)管理、預(yù)測(cè)維修,都是基于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的價(jià)值鏈延伸。從這個(gè)意義上說,博世的慧連制造,已經(jīng)具備“工業(yè)4.0”的一些關(guān)鍵基礎(chǔ),未來發(fā)展值得關(guān)注。 2. 西門子數(shù)字工廠解決方案(Digital Factory Solution) 西門子是德國(guó)工業(yè)自動(dòng)化的排頭兵、“工業(yè)4.0”的重要參與者和推手。西門子對(duì)于未來制造業(yè)有自己的一套藍(lán)圖和實(shí)現(xiàn)路徑設(shè)想、方法論。認(rèn)為軟件、數(shù)據(jù)、連接造就所謂數(shù)字工廠(digital factory),是未來互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)制造業(yè)結(jié)合的落地場(chǎng)景。 “數(shù)字工廠”的工作流程可以大致描述如下,通過PLM前端NX軟件,和用戶一起設(shè)計(jì)產(chǎn)品,同時(shí)從TIA中調(diào)取制造流水線的組成模塊信息,模擬生產(chǎn)流程。制造過程模擬信息實(shí)時(shí)反饋至設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),互相調(diào)整、配適。在模擬無誤之后,產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造流程方案?jìng)鬟f至加工基地,由MES實(shí)現(xiàn)由生產(chǎn)設(shè)施構(gòu)建、生產(chǎn)線的改裝、產(chǎn)品生產(chǎn)、下線、配送到用戶手中的全過程。 數(shù)字工廠的設(shè)想,已經(jīng)在一些高端汽車業(yè)的自動(dòng)化制造過程中得到應(yīng)用。例如瑪莎拉蒂Buiglie的定制。 數(shù)字工廠可以看成是部分實(shí)現(xiàn)了“工業(yè)4.0”第二構(gòu)想全價(jià)值鏈工程端到端數(shù)字整合:從產(chǎn)品設(shè)計(jì)這一“端”到產(chǎn)品出廠的這一“端”,都事先在數(shù)字模擬平臺(tái)上完成詳盡的規(guī)劃。與現(xiàn)實(shí)中在工廠走流程的產(chǎn)品相對(duì)應(yīng)的,是數(shù)字模擬平臺(tái)在云中分享一個(gè)一模一樣的虛擬產(chǎn)品。工廠內(nèi)的具體執(zhí)行系統(tǒng),可以根據(jù)數(shù)字模擬平臺(tái)要求進(jìn)行一定程度的重構(gòu)。不僅如此,為了配合自己的工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品,西門子推出一款A(yù)PP“西門子工業(yè)支持中心”。但這個(gè)App目前只包括西門子的5000多份各種手冊(cè)、操作指南,以及60000多個(gè)常見問題解答。 3. GE的炫工廠(brilliant factory) GE的炫工廠,是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)(Industrial Internet)和先進(jìn)制造(advanced manufacturing)相結(jié)合的產(chǎn)物。用數(shù)據(jù)鏈(digital thread)打通設(shè)計(jì)、工藝、制造、供應(yīng)鏈、分銷渠道、售后服務(wù),并形成一個(gè)內(nèi)聚、連貫的智能系統(tǒng)。 2015年2月14日,GE在印度Pune建設(shè)的炫工廠揭幕。區(qū)別于傳統(tǒng)的大型工業(yè)制造廠,這間工廠具備超強(qiáng)的靈活性(flexibility),可以根據(jù)GE在全球不同地區(qū)的需要,在同一廠房?jī)?nèi)加工生產(chǎn)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)、風(fēng)機(jī)、水處理設(shè)備、內(nèi)燃機(jī)車組件等看似完全不相干的產(chǎn)品。理論上說,這一靈活性將極大提升GE Pune的生產(chǎn)效率:通過分析云端從全球?qū)崟r(shí)反饋回來的數(shù)據(jù),炫工廠會(huì)自行在各個(gè)生產(chǎn)線分配人力、設(shè)備資源,從而減少設(shè)備閑置時(shí)間、提升對(duì)市場(chǎng)需求反饋的反應(yīng)速度。 4. 三菱電機(jī)的e-F@ctory 三菱電機(jī)(Mitsubishi Electric)是全球領(lǐng)先的工業(yè)自動(dòng)化成套設(shè)備供應(yīng)商之一,e-F@ctory是三菱電機(jī)面向制造業(yè)推出的整體解決方案。這一解決方案的結(jié)構(gòu)很像一塊“三明治”:底層為硬件、頂層為軟件,中間夾著人機(jī)界面。硬件層包括兩個(gè)部分,動(dòng)力分配輸送系統(tǒng)和生產(chǎn)設(shè)備系統(tǒng);夾心層由信息通信產(chǎn)品群組成;軟件層主要是企業(yè)級(jí)的信息系統(tǒng)如ERP、MES。 以太網(wǎng)(Ethernet)貫穿整個(gè)“三明治”:在生產(chǎn)場(chǎng)地,設(shè)備和配電系統(tǒng)通過所謂iQ平臺(tái)接入以太網(wǎng),將設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)反應(yīng)在夾心層的可視化人機(jī)交互頁(yè)面上,同時(shí)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)反饋到上層的企業(yè)級(jí)信息系統(tǒng),方便決策層及時(shí)調(diào)整企業(yè)內(nèi)部的生產(chǎn)布局和企業(yè)外部的供應(yīng)鏈管理。 5. 谷歌的“Google for work” 谷歌推出的Google for work(以下簡(jiǎn)稱GFW)是以云為基礎(chǔ)的一系列企業(yè)級(jí)服務(wù)套裝,包括工作應(yīng)用、云平臺(tái)、工作瀏覽器、工作地圖、工作搜索?梢哉f,谷歌為傳統(tǒng)行業(yè)企業(yè)提供了一整套的“互聯(lián)網(wǎng)+”解決方案,既包括工作場(chǎng)景中的e-mail、電視電話會(huì)、文件處理、分享/存儲(chǔ),也包括后臺(tái)服務(wù)如云存儲(chǔ)、計(jì)算、API開發(fā),還有打包的互聯(lián)網(wǎng)增值服務(wù)如搜索、地圖等等。這些成套解決方案對(duì)于節(jié)約IT成本、提高運(yùn)營(yíng)效率作用突出。實(shí)際上西門子、GE都是谷歌的客戶,使用GFW中的一項(xiàng)或多項(xiàng)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)套裝。 針對(duì)制造業(yè),谷歌提出了所謂“做聯(lián)網(wǎng)的制造者”(Be a connected manufacturer)的口號(hào),利用自己的產(chǎn)品,幫助制造業(yè)者建立快速多層次溝通網(wǎng)絡(luò)。 6. 亞馬遜的“Amazon Web Services” 亞馬遜的Amazon Web Services (以下簡(jiǎn)稱AWS)于2006年推出,面向企業(yè)提供云計(jì)算等IT基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)。AWS一攬子方案包括亞馬遜彈性計(jì)算網(wǎng)云(Amazon EC2)、亞馬遜簡(jiǎn)單儲(chǔ)存服務(wù)(Amazon S3)、亞馬遜簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)庫(kù)(Amazon SimpleDB)、亞馬遜簡(jiǎn)單隊(duì)列服務(wù)(Amazon Simple Queue Service)以及Amazon CloudFront等。
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