面向离散加工的智能制造实践

潘明武

钦纵是一家为制造企业提供工业自动化、企业信息化、智能制造单元解决方案、相关产品和技术服务，致力于成为离散制造企业两化融合和智能制造的科技公司。我今天要分享的内容就是面对离散加工的智能制造的想法。

钦纵有三大块业务能力：第一块就是由北京钦纵公司承担的智能生产单元，包括组线技术、桁架机器人、设备自动化集成等部分。

第二块是工业互联网的设备互联、设备信息化、业务信息系统等内容。

第三块是廊坊的传统业务，包括车间零部件生产工艺的设计、机电产品配标产品的设计以及军工零部件的代工。

还有一项特别不起眼的能力，但是，这项能力对工业的智能化改造来说特别重要，就是机电设备的改造能力。在现有设备的基础上做智能化升级或是购买智能化产品，这个能力是必须有的。

传统上对工厂来说，设备是最关键的也是价值最高的，但是往往企业信息化技术没有对设备进行互联。对于设备来说，现在市面上有一些常见的情况，号称要把设备互联，但是只是在做部分的工作，比如只管理監控程序，让MES控制设备系统，一台服务器指挥现场生产，与实际的企业智能化显然有鸿沟。所以我们认为，应该先把车间的设备进行智能化升级，然后在这个基础上，进入管理系统数据的时候，就相对规范，再以这些数据为依托经过一定的筛选和压缩。

因为工业级数据有它自己的特点，首先要求比较严格，而且都是结构化的数据。一是一，二是二，一变成二，车间现场就要发生事故，工业现场的很多数据如果达到98%的准确性有可能会出事故。

工业数据化对数据的要求比较高，有些现场数据对产品采样率要求非常高，比如帮助客户检测换刀，如果本身材质不够，断刀就是一瞬间的事情，要用极高的频率采取数据，才能检测刀一瞬间的变化，所以形成的数据量也是非常大。

我们在实时的数据库里处理这些数据，只要判断刀片是否断了，这个目的就达到了。但上升到云服务的时候，不需要这个数据就可以对它进行判断，把关键指标抽出来就可以了。

现在在企业云平台这块，我们主要做两件事情，第一件事情就是在供应商之间做一个定单的流转，同时去关注设备的生产状况。第二件事情是帮助一些刀具厂商获取全国范围内的刀具使用规律。比如某个材质的刀，在某个地区大致的销售量是多少，加工某一类工件，哪种工艺能让加工的件数最多，消耗品最少。

谈一下离散加工。离散加工第一个最大的特点就是不像流水线企业批量这么大，批量一般会比较小，品种比较多。要实现程序、刀具等加工数据根据加工产品不同而自动匹配、自动执行；实现零件的加工基准在不同工序、不同机床间的自动传递；实现产品换型时的快速准备。往往加工企业做的时候，有什么活儿接什么活儿，比如今天来一个飞机的活儿，明天来一个火箭的活儿，都需要我们尽快做出来。传统的生产线解决不了这个问题，传统的生产线必须要求流程工艺是确定的。

第二个特点是零件加工节拍不均衡。跟传统的流水线不同，大多数的离散加工企业要实现机床生产任务的自主排产，实现机床加工能力和产品加工路线的最优化。

第三个特点是突发事件较多，生产计划不易规划。要做到能快速中断单元某部分的自动操作，进行紧急插单操作和中断的快速恢复，实现单机的人工随时干预，如首件检查、刀具更换等，不影响整体的运行。

第四个特点是生产设备的加工过程信息化，能实时记录加工环境数据（零件、切削参数、磨损变化等）并进行质量控制，加工的产品数据、人员数据、设备数据、工艺数据等过程都要进行数据记录。

在智能化单元应用场景里面会有单元控制器的概念，编程人员、生产作业人员、任务计划人员会通过单元管理域制定整个动作。我们所有控制部分，还有专家的反馈会反馈给中央监控，这个就是工厂级的部分。

再往上可以做关于云服务器的架构，生产任务的下达和执行情况全部通过网络，操作员工在现场环境的监管上，就可以看他的任务还有数据。

智能化单元方案会带来一些好处。第一个是准实时的高效通信网络。智能化单元以工业以太网为基础，以单元本地中控计算机为核心，实现工业设备的实时通信，满足现场设备级的控制和生产管理等大量数据通信要求。

第二个是及时响应的管控一体化系统。智能化单元对生产过程实时监控，能及时处理生产过程中的异常情况并快速恢复。

第三个是单元柔性加工。在多品种小批量情况下，实现不同产品的并线加工，需要单元系统具备更高的柔性。

第四个是单元的大数据能力和开放集成能力。单元系统采用数据库存储单元内的各类数据，并进行数据的分析应用。

（根据演讲内容整理，未经本人审核）