2.2工業(yè)4.0轉(zhuǎn)變方向
大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、智能制造以及物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)都會(huì)應(yīng)用到工業(yè)4.0當(dāng)中,但是工業(yè)4.0根本的驅(qū)動(dòng)力是解決當(dāng)前行業(yè)中面臨的各種問(wèn)題,最終的目的是為了提高企業(yè)的整體效率和競(jìng)爭(zhēng)力。鋼鐵企業(yè)工業(yè)4.0轉(zhuǎn)變的方向:1)由要素驅(qū)動(dòng)向創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)變。2)由低成本競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)向質(zhì)量效益競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)變。3)由資源消耗大、污染物排放多的粗放制造向綠色制造轉(zhuǎn)變。4)由生產(chǎn)型制造向服務(wù)型制造轉(zhuǎn)變。
3設(shè)計(jì)與應(yīng)用
鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)管理與控制、研發(fā)與服務(wù)、采購(gòu)與銷(xiāo)售,實(shí)現(xiàn)智能制造模式的創(chuàng)新,很可能通過(guò)工業(yè)大數(shù)據(jù)的云平臺(tái)來(lái)承載,同時(shí)考慮到中國(guó)鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)工作流程,有必要將不同的產(chǎn)品訂購(gòu)合同通過(guò)集約化生產(chǎn)來(lái)降低生產(chǎn)成本,否則產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性就難以滿足用戶需求,但集約化生產(chǎn)將影響供貨時(shí)間。為了解決這個(gè)矛盾,需要在質(zhì)量設(shè)計(jì)、計(jì)劃、排程、調(diào)度等方面進(jìn)行縱向的CPS改造,其目的是實(shí)現(xiàn)“大規(guī)模定制”。工業(yè)4.0將逐步驅(qū)動(dòng)行業(yè)核心領(lǐng)域開(kāi)放,通過(guò)智能制造、深度融合、大數(shù)據(jù)、云平臺(tái)、物聯(lián)網(wǎng)和安全數(shù)據(jù)交換,實(shí)現(xiàn)多個(gè)設(shè)備、多個(gè)工廠、多個(gè)系統(tǒng)的協(xié)作,從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)集群。以集群化的優(yōu)勢(shì)去提升競(jìng)爭(zhēng)力[2],將會(huì)大大提高行業(yè)自動(dòng)化和智能化水平,促進(jìn)系統(tǒng)升級(jí)。鋼鐵企業(yè)4.0創(chuàng)新模式見(jiàn)圖1。
3.1智能制造
智能制造技術(shù)是在傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、智能機(jī)器人技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上,通過(guò)智能化的感知、人機(jī)交互、決策和執(zhí)行,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、制造和智能化,是信息技術(shù)、智能技術(shù)與裝備制造技術(shù)的深度融合與集成。智能化制造的應(yīng)用在生產(chǎn)中提高了產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)效率,并做到了減少制造過(guò)程物耗、能耗和排放。智能制造技術(shù)是信息化與工業(yè)化深度融合的大趨勢(shì),例如汽車(chē)行業(yè)機(jī)器人焊接工作、首鋼熱軋產(chǎn)線的噴號(hào)機(jī)自動(dòng)噴號(hào)工作,以及現(xiàn)今流行的無(wú)人倉(cāng)庫(kù)管理模式以及唐鋼的天車(chē)無(wú)人值守系統(tǒng)都驗(yàn)證了智能制造給現(xiàn)代工業(yè)帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)。特別對(duì)于天車(chē)的無(wú)人值守,在設(shè)計(jì)上對(duì)傳統(tǒng)的天車(chē)系統(tǒng)進(jìn)行全面改造,添加計(jì)劃層、控制層以及輔助系統(tǒng)控制的傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等基礎(chǔ)層,通過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng)生成調(diào)度指令,并根據(jù)基礎(chǔ)設(shè)備的參數(shù)自動(dòng)控制天車(chē)運(yùn)行,達(dá)到無(wú)人化駕駛的目的。同時(shí),智能制造還能夠大幅提升天車(chē)運(yùn)行的準(zhǔn)確度和平穩(wěn)性能,減少故障,延長(zhǎng)設(shè)備壽命,降低天車(chē)運(yùn)行的安全隱患。
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