致遠電子:工業(yè)4.0與IoT物聯(lián)網(wǎng) 智能制造是關鍵!
摘要:
隨著信息技術與工業(yè)技術的高度融合,通訊網(wǎng)絡、計算機技術、自動化技術和軟件系統(tǒng)的深度交織產(chǎn)生了新的價值模型,在制造領域,這種資源、信息、物品和人相互關聯(lián),形成虛實結合的系統(tǒng),德國人稱其為“工業(yè)4.0”?;ヂ?lián)網(wǎng)激活傳統(tǒng)工業(yè),保持制造業(yè)長期競爭力的必由之路:與前三次工業(yè)革命相比,我們認為工業(yè)4.0最大的進步在于利用互聯(lián)網(wǎng)激活了傳統(tǒng)工業(yè)過程,使工廠設備“能說話、能思考”,同時實現(xiàn)三大功能:最大程度地降低制造業(yè)對勞動力的依賴、將流通成本降到最低、最大程度滿足用戶個性化需求。
從長期來看,工業(yè)4.0對于智能工廠的投入將遠超過一般工業(yè),但項目盈利能力也將顯著提高,并且資本投入越大、斜率越陡峭,即投資的邊際回報率越高。無論在何種經(jīng)濟體,工業(yè)4.0都將是制造業(yè)發(fā)展不可繞開的必由之路,是未來世界制造業(yè)最大的一波“浪潮”。我們一直以來專注于工業(yè)控制領域,同時深刻感受到這次工業(yè)智能化給制造、生產(chǎn)帶來的改變,物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)在不斷的走進工業(yè)生產(chǎn)制造,在我們合作的企業(yè)中,工業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時采集(如MES系統(tǒng))算是典型,而在工業(yè)生產(chǎn)信息網(wǎng)絡中,ZigBee當之無愧成為了主角。
圖1 采用ZigBee搭建的生產(chǎn)信息化管理網(wǎng)絡
MES系統(tǒng)是一套面向制造企業(yè)車間執(zhí)行層的生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng),可以為企業(yè)提供包括制造數(shù)據(jù)管理、計劃排程管理、生產(chǎn)調(diào)度管理、庫存管理、質量管理、工具工裝管理、采購管理、底層數(shù)據(jù)集成分析、上層數(shù)據(jù)集成分解等等管理模塊。它是企業(yè)CIMS信息集成的紐帶,是實施企業(yè)敏捷制造戰(zhàn)略和實現(xiàn)車間生產(chǎn)敏捷化的基本技術手段。工廠制造執(zhí)行系統(tǒng)MES是近10年來在國際上迅速發(fā)展、面向車間層的生產(chǎn)管理技術與實時信息系統(tǒng)。MES可以為用戶提供一個快速反應、有彈性、精細化的制造業(yè)環(huán)境,幫助企業(yè)減低成本、按期交貨、提高產(chǎn)品的質量和提高服務質量。適用于不同行業(yè)(家電、汽車、半導體、通訊、IT、醫(yī)藥),能夠對單一的大批量生產(chǎn)和既有多品種小批量生產(chǎn)又有大批量生產(chǎn)的混合型制造企業(yè)提供良好的企業(yè)信息管理。
圖2 應用于系統(tǒng)中的ZigBee無線模塊ZM5168
在整個系統(tǒng)中,ZigBee模塊通過健壯的組網(wǎng)透傳協(xié)議,可構建多種型態(tài)的網(wǎng)絡拓撲結構,讓整個制造系統(tǒng)的各個布局進行信息化組網(wǎng),并可通過網(wǎng)關接入以太網(wǎng),實現(xiàn)智能化管理,且在各種復雜的工廠環(huán)境成熟應用。
圖3 用戶MES硬件系統(tǒng)展會
目前德國主要工業(yè)領域中44%的企業(yè)已采用“工業(yè)4.0”相關的生產(chǎn)和技術模式。國內(nèi)不斷有越來越多的制造企業(yè)、工廠向該方向進軍,這充分說明工業(yè)4.0已經(jīng)從一個概念變成了現(xiàn)實。
圖4 智能工廠模型
但我們知道,目前ZigBee很多采用類似ZigBeePro、Home AutomaTIon、Smart Enengy,但在組網(wǎng)過程中均容易出現(xiàn)節(jié)點掉線現(xiàn)象,且通信效率較低、支持的節(jié)點數(shù)量少等,針對這些情況,周立功致遠電子專門針對對這些參數(shù)有較高要求的應用,開發(fā)出了一套工業(yè)應用快速組網(wǎng)通訊協(xié)議——FastZigbee,該協(xié)議的主要特點是支持更多節(jié)點數(shù)量,攻克ZigBee節(jié)點掉線現(xiàn)象,使用方便、靈活,而且效率高,適合各種類型的組網(wǎng)功能。同時實現(xiàn)零門檻的zigbee組網(wǎng)使用。
傳統(tǒng)zigbee協(xié)議:了解zigbee協(xié)議、基于第三方庫編程開發(fā)、測試網(wǎng)絡健壯性及穩(wěn)定性并反復調(diào)試、規(guī)劃應用網(wǎng)絡、啟動等待組網(wǎng)、實現(xiàn)zigbee通訊;