物聯網的發展將對各行各業的信息化起到極大的促進作用。對于制造業來講,更是一次難得的機遇,同時也是一個極大的挑戰。簡言之,國內物聯網的發展包括四個重點:動作快、起步高、走得穩、視野廣。因此,借助于物聯網的發展,相信包括焊接在內的制造業的信息化進程將會出現一個很大的提升。
1、制造業信息化
1.1 制造業信息化的重要性
在市場競爭日益激烈的今天,伴隨著計算機、互聯網、物聯網等技術的高速發展,信息化已成為當代企業獲取競爭優勢不可或缺的途徑之一。各種企業不論所處地域、所處行業、規模大小,都無一例外的處在信息化總體進程當中。目前,中國的信息化總體水平仍處于發展中的初中級階段,而制造業信息化的發展仍路途遙遠,任務艱巨。
1.2制造業信息化的現狀
中國制造業經過這些年的信息化發展,已經由初期的MIS、CAD/CAM到MRP/ERP,從CIMS、SCM到CRM、PLM,初步達到一定的規模。然而,總的來講,制造業的信息化相對于其它行業來講,發展還是有一定的差距。例如,信息孤島問題在制造業中還普遍存在。相比來講,電信、石油、金融等行業在信息化方面走的比較快。很多系統都被整合到了一起,提供統一的門戶給各級使用部門,甚至是客戶和合作方,實現了信息在企業內部的有效共享。
另外一個在制造業中普遍存在的問題是各類資源的精細化管理問題。例如,生產設備和IT設備的管理,很多企業還停留在很原始的管理層面上。隨著國家對制造業信息化的不斷重視,企業領導也意識到了信息化的重要性和緊迫感。如何迅速提升制造業信息化發展的水平,已經成為制造行業的一個首要任務。
2、物聯網與制造業信息化
2.1 物聯網概述
物聯網(TheInternet of things)的概念是在1999提出的,它的一般定義是:把所有物品通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統(GPS)、激光掃描器等信息傳感設備與互聯網連接起來,進行信息交換和通訊,實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理。2003年,美國《技術評論》提出傳感網絡技術將是未來改變人們生活的十大技術之首。2005年11月17日,在突尼斯舉行的信息社會世界峰會(WSIS)上,國際電信聯盟(ITU)發布了(ITU互聯網報告2005:物聯網》,正式提出了“物聯網”的概念。報告指出,無所不在的“物聯網”通信時代即將來臨,世界上所有的物體從輪胎到牙刷、從房屋到紙巾都可以通過因特網主動進行交換。射頻識別技術(RFID)、傳感器技術、納米技術、智能嵌入技術將到更加廣泛的應用。
2.2 物聯網與制造業信息化的關系
貝葉思咨詢認為物聯網的概念其實并不新鮮,但是物聯網在全球的發展將最終有助于打通信息化的最后一關,使移動信息化更加通暢。從信息化的角度而言,物聯網擴展了傳統的企業信息化、延伸了傳統的互聯網絡,將讓移動信息化變得更加完美。
有專家認為,物聯網的本質是深度的信息化。由于制造業是一個比較特殊的行業,一方面,它需要大量的人員和生產設備來支撐其生產;另一方面,它會生產出許多實實在在的產品。因此,物聯網的應用對于制造業的信息化顯得更加有意義。專家認為,物聯網的發展將極大的促進制造業信息化的發展。
舉例來講,利用物聯網技術,制造企業可以給每一個人員配備一個RFID電子標簽。通過安裝在工廠內部各處的RFID讀取設備,就可以實現對人員的自動識別和位置定位。同樣的方法也可以應用到企業的產品上。這樣,每一個產品就有了一個屬于自己的“身份證號碼”。通過分布在各個流通環節的RFID讀取設備,就能隨時了解該產品所處的位置,使制造企業對自己產品的行蹤了如指掌。再有,對于一些智能設備產品,如家電,制造企業可以內置物聯網連接功能,使該產品能夠通過某種方式直接連接到互聯網中,從而實現對該產品的實時狀態監控和遠程維護。
3、物聯網在制造業信息化中的應用
3.1 案例分析
物聯網的發展將會極大地促進各行業的信息化進程,其所適用的范圍非常之廣泛。這里以制造企業的一個最基本要素——工廠,來闡述物聯網是如何提升制造業信息化的。
例如某汽車制造企業有若干條焊接生產線,具體到焊接設備則可能有上千臺。傳統對人員與設備的管理需要耗費大量的人力物力,而且往往不能及時的發現問題,直接或間接地降低了企業的生產效率,對企業在市場上的競爭力帶來了負面影響。
據此,可以利用物聯網的概念和技術來設計一個未來的智能化工廠,它不僅能夠有效的解決前面提到的諸多問題,而且能夠極大的提高制造企業的信息化程度。
3.2智能工廠的實現
這是一個物聯網應用的典型示意圖,主要分兩部分。下半部分是物聯網的范疇,通過傳感器技術、無線網絡通信技術、GPS定位技術等,將生產設備、工廠人員、生產車輛、物流車輛、外來人員、外來車輛等連接到互聯網中。在上半部分中,制造企業借助于云計算、寬帶接人等技術,將這個智能工廠的核心管理功能(智能工廠監管平臺)部署在云端。這個監管平臺是制造企業的統一門戶。企業人員、客戶、合作伙伴等通過各種互聯網接入方式訪問這個統一的門戶,以獲取相應的服務。例如,設備提供商可以通過制造企業的智能工廠監管平臺實現對其設備的遠程監測、升級和故障修復;企業管理人員可以通過基于Web的友好界面實現對企業人員、設備等的實時監控和管理。同時,工廠內部各種信息可以得到很好的共享。
需要說明的一點是,圖1只是畫出了一個工廠。
實際上,智能工廠監管平臺具有連接多個工廠的能力,從而實現虛擬工廠的概念。通過對多個工廠的統一管理,能夠實現有效的信息共享和資源調配,從而為制造企業提供強有力的市場競爭力。
3.2.1 人員和生產設備的實時管理
利用RFID技術、ZigBee無線網絡通信技術、GPS定位技術等,在工廠內部架設無線傳感網絡,實現對人員及生產設備的實時信息獲取及定位。
這些信息包括:
(1)靜態信息:人員的基本信息,設備的基本信息等。
(2)動態信息:人員的活動信息,設備的工作狀態信息,設備的維護信息,人員和設備的位置信息等。同時,利用這些信息,可以實現對人員和設備的實時管理。例如,一旦發現設備出現異常,立即通過短信或電話的方式通知距離最近的人員前來處理。
所有的設備都集成了ZigBee無線通信功能,所有的人員和車輛也都配備了ZigBee無線通信設備。同時,在廠區布置若干ZigBee無線中繼設備,使得整個廠區都被ZigBee信號覆蓋。這樣,所有設備、人員、車輛的各種信息都可以通過ZigBee無線網絡匯總到控制室。利用ZigBee技術的定位功能,同樣可以實現對所有設備、人員、車輛的定位。對于行駛在外面的車輛,可以利用GPS功能進行定位,并利用電信網絡進行信息的采集。所有這些信息最終都會匯集到智能工廠監管平臺。
3.2.2工廠的環境信息檢測
制造業的環保是一個非常重要的指標。利用各種傳感器技術和ZigBee無線網絡通信技術,可以實現對工廠范圍內的環境信息的實時采集,如:溫濕度、風速、水質、用電量、有害氣體等。這些信息匯總到智能工廠監管平臺,有利于管理人員對工廠環境進行實時的監控。根據溫濕度信息,還可以自動控制空調設備,從而實現節能減排,降低耗能。這對于焊接生產中的環保有重要的現實意義和應用前景。在圖2中的一些無線設備中可以加裝環境信息的監控功能,從而實現對各種環境信息的采集和匯總。
3.2.3生產設備的遠程維護
對于制造企業來講,一旦生產設備出現故障,將會極大地影響工廠生產。
利用物聯網技術,將所有生產設備連接到互聯網中的智能工廠監管平臺。設備提供商通過專門的接人點,能夠實時監控設備的運行情況,并能夠對可能出現的問題第一時間進行處理。這樣,既能夠降低生產設備的故障概率,又能夠降低設備維護的時間和成本,對制造企業和設備提供商都有很大的好處。
目前,很多焊接行業的生產設備都具有一定的智能性,由微處理器進行各種控制。通過集成各種無線或有線通信技術,可以使這些生產設備具有連接互聯網的功能,也就是連接物聯網的能力。所以,只要配備相應的軟件模塊支持,就可以實現對生產設備的遠程維護功能。
3.2.4產品的遠程保修服務
對于制造企業來講,產品的后期維護是很重要的一個環節。通過在產品中內置物聯網連接功能,使得維修人員能夠遠程連接已經銷售出去的產品,并實施定期遠程檢測和必要的維修服務,從而降低了維修成本和對客戶的影響。另外,通過對設備的遠程軟件升級,也可以很容易的修復設備出廠時帶有的問題,使維護成本降到最低。
3.2.5其它功能
基于這樣一個物聯網應用架構,制造企業可以實現很多功能的提升。例如,外來人員和車輛的實時定位管理,產品訂單的自動分配,生產資料的自動出入庫管理等等。這也是物聯網技術帶給制造業信息化的諸多亮點,相信會有越來越多的物聯網技術會被應用到制造業的信息化當中去。
4、結論
物聯網的發展將對各行各業的信息化起到極大的促進作用。對于制造業來講,更是一次難得的機遇,同時也是一個極大的挑戰。簡言之,國內物聯網的發展包括四個重點:動作快、起步高、走得穩、視野廣。因此,借助于物聯網的發展,相信包括焊接在內的制造業的信息化進程將會出現一個很大的提升。
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