隨著德國工業(yè)4.0的提出抽堵,智能制造成為制造技術(shù)發(fā)展的主攻方向武氓。實現(xiàn)智能制造的核心是信息處理和物理過程的深度融合倍阐,傳統(tǒng)制造過程主要是在實體空間依靠生產(chǎn)設(shè)備制造產(chǎn)品,設(shè)備和過程本身很少或不產(chǎn)生數(shù)據(jù)暑诸。隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展蚌讼,逐步發(fā)展為通過物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)進行人與人、人與機个榕、機與機的協(xié)同和交互模式篡石,進一步建立物理設(shè)備和過程的數(shù)字模型,不斷進行仿真和優(yōu)化西采,提高生產(chǎn)效率和效益凰萨,這就是所謂的CPS(Cyber Physical Systems)信息物理融合系統(tǒng)。面向智能制造的數(shù)控系統(tǒng)必然是以CPS為基礎(chǔ)構(gòu)建眠便,它不再僅僅是機床設(shè)備的控制系統(tǒng)笤碍,而是成為工廠甚至整個智慧城市的一個智能節(jié)點。
智能制造是一個系統(tǒng)其便,它不僅僅是智能技術(shù)的組合肘抒,也不僅僅局限在生產(chǎn)制造的業(yè)務(wù)領(lǐng)域配赊,它是以融合了當(dāng)前最新技術(shù),貫穿研發(fā)任感、制造、客戶服務(wù)等的全價值鏈領(lǐng)域慈柑。所以數(shù)控系統(tǒng)的智能化就不能僅僅從制造環(huán)節(jié)本身考慮乳吉,提高其工藝柔性、質(zhì)量和效率菱计,還要從整個系統(tǒng)的角度考慮醋躏。基于互聯(lián)網(wǎng)和計算機技術(shù)的“互聯(lián)網(wǎng)+”恰是技術(shù)升級中一個非常重要的突破點壤生。如何發(fā)揮中國的互聯(lián)網(wǎng)和制造融合的優(yōu)勢將會成為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要路徑擒买。
在中國信息物理系統(tǒng)白皮書中提出的構(gòu)成CPS的四大核心要素,“一硬”( 感知和自動控制)耀里、“一軟”(工業(yè)軟件)蜈缤、“一網(wǎng)”(工業(yè)網(wǎng)絡(luò))、“一平臺”(工業(yè)云和智能服務(wù)平臺)冯挎,通過狀態(tài)感知底哥、實時分析、科學(xué)決策房官、精準(zhǔn)執(zhí)行四個過程解決生產(chǎn)制造趾徽、應(yīng)用服務(wù)過程中的復(fù)雜性和不確定性問題,提高資源配置效率翰守,實現(xiàn)資源優(yōu)化孵奶。
從19世紀(jì)50年代第一臺數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)到現(xiàn)代開放式數(shù)控系統(tǒng),期間經(jīng)歷了多次重大變化蜡峰,但是這些變化都局限在單機的功能和單元技術(shù)的革新和升級方面了袁。設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)進展緩慢。
這些年以來事示,數(shù)控系統(tǒng)互聯(lián)方式的變化:數(shù)控系統(tǒng)的互聯(lián)方式從最早的串行通信逐步升級為以太網(wǎng)通信早像。不同類型(品牌)的數(shù)控系統(tǒng)的通信端口、通信協(xié)議千差萬別暇寸。
以1996年發(fā)布的OPC協(xié)議為例著平,其最初目的是把PLC特定的協(xié)議(如Modbus,Profibus總線等)抽象為標(biāo)準(zhǔn)化的接口庸磅,通過以太網(wǎng)向HMI/MES等系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)化的連接通信支持枝捷,這種面向局域網(wǎng)的通信存在如下缺點:平臺局限、防火墻穿透困難奋完、OPC無法支持互聯(lián)網(wǎng)宽藏、安全功能弱慰适、數(shù)據(jù)完整性無法確保。
在工業(yè)4.0及“互聯(lián)網(wǎng)+”的背景下闺撩,數(shù)控系統(tǒng)的未來發(fā)展與競爭出現(xiàn)了新的變化饺斧,在中國更多的競爭將會聚焦在如何利用互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢,讓數(shù)控系統(tǒng)的計算能力獲得無限擴展娩鬼,并且通過對分享經(jīng)濟等新興商業(yè)模式的理解读囤,合理打造與之相適應(yīng)的功能成為未來的重要趨勢。
從制造技術(shù)本身來看佣盒,數(shù)控系統(tǒng)的智能化在四個方面進行:操作智能化挎袜、加工智能化、維護智能化和管理智能化肥惭。
在互聯(lián)網(wǎng)條件下盯仪,數(shù)控系統(tǒng)必須要成為一個能夠產(chǎn)生數(shù)據(jù)的透明的智能終端,讓制造過程及其全生命周期“數(shù)據(jù)透明”蜜葱。
機床數(shù)控系統(tǒng)的智能化與網(wǎng)絡(luò)化是大勢所趨全景,基于CPS的理念引導(dǎo)智能數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展,通過網(wǎng)絡(luò)笼沥、平臺從整個系統(tǒng)的視角實現(xiàn)數(shù)控機床的智能化蚪燕。
智能化的發(fā)展是一個循序漸進的過程,目前對智能化還有不同的理解奔浅,也沒有普遍適用的解決方案馆纳。數(shù)控機床商業(yè)模式的創(chuàng)新和真正落地運營就一定依賴于數(shù)控系統(tǒng)的智能化與網(wǎng)絡(luò)化。未來的數(shù)控系統(tǒng)將會越來越多地將互聯(lián)網(wǎng)的影響滲透到制造環(huán)節(jié)汹桦,通過數(shù)據(jù)的累積鲁驶、傳輸和挖掘,將會誕生越來越多的智能化制造能力舞骆,透明和分享化將會為制造業(yè)帶來翻天覆地的變革憾顿。
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