工業(yè)自動(dòng)化和信息化正在以飛快的速度發(fā)展。

無論是協(xié)作機(jī)器人、自主移動(dòng)機(jī)器人(AMR)，還是高速生產(chǎn)線，全球的工廠都在提高效率、優(yōu)化工作流程、增加安全性和提高生產(chǎn)率。

本文為偉創(chuàng)力智能制造工程團(tuán)隊(duì)副總裁MURAD KURWA發(fā)表的署名文章，收錄于Control Engineering。

然而，在工廠中，自動(dòng)化有一個(gè)常常被忽視的好處——信息。這個(gè)“信息控制”就是當(dāng)前自動(dòng)化生產(chǎn)中的“透明優(yōu)勢(shì)”之一，不被看見，但如果使用得當(dāng)，在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中獲得的數(shù)據(jù)可以幫助工程師做出深思熟慮、更明智的決策。

但需要留意的是，并非所有工廠都具備適當(dāng)?shù)淖詣?dòng)化或控制機(jī)制，這會(huì)減少在產(chǎn)品生命周期中收集到的信息;如果工廠生產(chǎn)線沒有充分利用自動(dòng)化技術(shù)，收集到的數(shù)據(jù)只能與當(dāng)前的人工操作過程相同。

那么，制造應(yīng)用中的數(shù)據(jù)流是怎樣的?

首先，幫助提供生產(chǎn)線洞察的數(shù)據(jù)往往以不同的數(shù)據(jù)包、大小和形狀出現(xiàn)。收集到的第一組數(shù)據(jù)與制造階段的質(zhì)量和產(chǎn)品性能相匹配，其他還有超出了產(chǎn)品屬性的信息。

而這些超出的信息則來自于整個(gè)控制線，可以回答制造產(chǎn)品花了多長時(shí)間?在這個(gè)特定的項(xiàng)目上花了多少小時(shí)?是否使用了正確的工具?制造產(chǎn)品的正確組件和材料清單是什么等問題。這些信息有助于生產(chǎn)團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn)操作程序，并確保根據(jù)基于周期時(shí)間及其他領(lǐng)先標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范生產(chǎn)產(chǎn)品。

同時(shí)，全自動(dòng)生產(chǎn)線也能使工程師獲得比人工或半自動(dòng)生產(chǎn)線更多的性能反饋，因?yàn)樾畔⒖刂仆ㄟ^自動(dòng)化的工具，傳遞產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)可以在監(jiān)視器上被捕捉。

此外，全自動(dòng)生產(chǎn)線還可以更輕松地將關(guān)鍵信息傳遞給客戶。例如，對(duì)于醫(yī)療器械客戶來說，自動(dòng)化數(shù)據(jù)收集能夠讓生產(chǎn)團(tuán)隊(duì)以準(zhǔn)確、及時(shí)、高效的方式記錄并向客戶交付防水、測(cè)試、密封及其他關(guān)鍵因素的信息。

當(dāng)然，讓工廠生產(chǎn)線達(dá)到這樣的自動(dòng)化和數(shù)據(jù)收集水平需要時(shí)間、規(guī)劃及專業(yè)知識(shí)的支持，其中涉及的機(jī)器和設(shè)備自動(dòng)化控制可以有以下選擇。

如何為自動(dòng)化成功設(shè)置生產(chǎn)線?

使用可編程邏輯控制器(PLC)。它可用于同步生產(chǎn)線控制，包括速度，物料進(jìn)出之間的相互作用，以及其他方面的控制。借助PLC，操作員可以坐在裝有機(jī)器視覺攝像頭的傳送帶前。當(dāng)產(chǎn)品被放置在傳送帶上時(shí)，攝像頭會(huì)看到并進(jìn)入下一個(gè)周期。盡管PLC能正確地執(zhí)行控制反饋，但在這個(gè)過程中沒有數(shù)據(jù)收集——只是被動(dòng)、半自動(dòng)的進(jìn)行控制。

為了充分地利用自動(dòng)化和相關(guān)數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)，工廠應(yīng)該考慮將工業(yè)PCs (IPCs)與高速自動(dòng)化和傳感器相結(jié)合。這些系統(tǒng)為PLC的邏輯編程提供了先進(jìn)的計(jì)算能力和信息控制。這種設(shè)置也可以由邊緣網(wǎng)關(guān)來支持，以幫助管理數(shù)據(jù)流。

更好地理解投入與產(chǎn)出機(jī)制

使用合適的傳感器來收集數(shù)據(jù)

通過低代碼/無代碼應(yīng)用啟用閉合循環(huán)控制程序

以上三步可以幫助企業(yè)獲取重要的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)還可以被傳輸?shù)皆贫诉M(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，或者在邊緣(也就是接近機(jī)器的位置)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。在此基礎(chǔ)上，通過將人工智能(AI)和機(jī)器學(xué)習(xí)(ML)注入自動(dòng)化過程，以開發(fā)閉環(huán)控制，可以釋放更多的價(jià)值。

利用 AI和 ML釋放價(jià)值的方法

ML可以從閉環(huán)控制中獲取大量數(shù)據(jù)，并將其合成可操作的信息，以便驅(qū)動(dòng)更好的流程和更明智的決策;

ML幫助生產(chǎn)團(tuán)隊(duì)將信息用于控制，這些控制可以實(shí)時(shí)調(diào)整生產(chǎn)線上的參數(shù)，而無需停止生產(chǎn);

ML可用于識(shí)別和消除工作中的非增值方面，例如在一段時(shí)間后對(duì)產(chǎn)品的測(cè)試;

AI和 ML價(jià)值的另一個(gè)驅(qū)動(dòng)因素是視覺。例如，從工業(yè) PC的閉環(huán)系統(tǒng)中獲取數(shù)據(jù)，機(jī)器可以檢測(cè)出劃痕等產(chǎn)品上的瑕疵或其他缺陷。這種異常檢測(cè)功能允許系統(tǒng)映射導(dǎo)致這些問題的熱點(diǎn)，并能夠標(biāo)記出要檢查的潛在問題區(qū)域。

當(dāng)自動(dòng)化發(fā)揮其最大能力時(shí)，它可以執(zhí)行生產(chǎn)過程中的戰(zhàn)略。自動(dòng)化是一種受控機(jī)制，它讓機(jī)器對(duì)機(jī)器(M2M)接口以正確的步驟順序驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品，從原材料到轉(zhuǎn)化后的成品。產(chǎn)品性能、質(zhì)量、周期時(shí)間的信息流和管理進(jìn)出工位的材料流也是通過自動(dòng)化同步完成的。當(dāng)自動(dòng)化與AI或ML相結(jié)合，便能夠帶來無限的可能。

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