智能制造:工业物联网如何使未来工厂成为可能

发布于2019年8月13日Protolabs
工业4.0图形

从智能手机到可穿戴设备再到自动化机器,物联网技术为个人和组织提供了实时收集、监控和响应数据的能力——创造个性化和优化的体验。这种向自动化软件、联网硬件和数据分析的转变正在制造业公司中得到反映,这些公司希望利用最新的技术进步简化工厂车间。

制造业的数字化

物联网为高瞻远瞩的公司提供了巨大的机会,从而开启智能制造时代。从小型传感器到机器人控制的工厂自动化,物联网设备正在帮助工厂变得更加智能。先进的数字化制造为工业设计师和工程师提供了快速开发和制造新设备的能力,这些新设备将为我们未来的经济提供动力。

工业物联网(IIoT)代表了数字连接技术在制造业、能源、交通和采矿等领域的应用。更具体地说,工业物联网涉及使用连接的设备和数据分析来优化工业和制造运营。

这一概念的一个主要的、切实的例子是GE的Brilliant Factory,它将先进的制造与先进的软件传感器和连接相结合,以提高生产力。

数字化已经使商业模式和流程受益,但物联网继续为该行业提供巨大的未开发潜力。根据最近的一项研究麦肯锡全球研究所报告到2025年,物联网每年的预期经济影响将达到11.1万亿美元,相当于世界经济的11%左右。

如今,麦肯锡估计企业对企业智能技术应用占整个物联网设备网络的近70%。这些应用程序通过预测和优化来创造价值,并正在由许多领先的组织实施,特别是,在制造业内部

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在所有行业中,来源的报告制造业最有可能出现这种情况认为物联网对其业务至关重要在物联网软件、硬件、连接和服务方面的投资最多。制造业的数字化发展影响着从供应链到价值链的各种业务功能。资产跟踪和预测性维护的物联网解决方案已经通过以下方式改善了运营加快和优化生产流程.可追溯性允许材料或组件从产地到交货全程追踪确保透明度和质量,同时最大限度地减少召回。智能设备和数据分析显著提升了制造商的运营效率。

工业物联网的日益突出已经重塑了制造业就业市场。需求已经从生产车间工人转移到以技术为中心的职位(如工程师和软件开发人员),因为制造商正在努力实现由技术驱动的更高效、更可持续、更安全、更智能的操作。

数字制造商不仅使组织能够快速开发出商业上可行的物联网设备,还可以使用物联网来改进自己的生产流程。凭借其庞大的计算集群为智能技术网络提供动力,Protolabs将自动化软件与制造设备配对,创建了一个真正互联的系统,体现了工业物联网。

数字化制造将上市时间缩短了30%,将规划和设备成本降低了40%,并将总体生产吞吐量提高了15%,咨询公司CIMdata的数据显示.例如,一些估计表明,3D打印可以节省高达90%的原材料成本。工程师使用数字化制造来加速产品原型的开发,但也可以在产品生命周期的任何阶段作为生产部件的按需来源。

推动创新解决方案

数字化制造使高速发展有利于发明创造。在技术融合的快速制造中,大量智能产品被创造出来,造福了全球人民。Protolabs通过其酷创意奖计划鼓励创新,该计划为产品开发人员提供制造资源补助金。beplay体育是黑网吗

去年的获奖者包括两款支持物联网的产品:低功耗智能安全设备和远程水管理系统。凭借酷创意奖,获奖者利用数字化制造来加快产品开发,帮助他们更快地将设备推向市场。

除了酷创意奖,Protolabs还有很多其他创新解决方案的故事。例如,洛克希德·马丁公司的Indago四旋翼无人机(用于搜索和救援任务、法医鉴定和其他关键的警察和军事程序)是一种智能设备,由Protolabs公司提供原型设计和小批量生产帮助。工程师使用自动报价软件在一天内确定可制造性,并迅速收到零件。

数控加工工厂
进入未来工厂

传统制造业的特点是在整个产品开发生命周期中,机器和过程之间的信息交换有限。智能制造技术已经为当今的设计师和工程师自动化了许多设计和生产流程,形成了连接制造各个方面的“数字主线”。

Protolabs通过前端制造软件的使用,帮助实现生产过程的现代化。产品设计师和工程师可以使用其定制的报价平台ProtoQuote,这是一个咨询工具,可以在不占用资源的情况下帮助客户。beplay体育是黑网吗ProtoQuote为上传的每个3D CAD模型提供自动设计分析。建议的修改使工程师能够确保其设计的可制造性,同时潜在地降低生产成本。

一旦客户准备好订购零件,Protolabs的内部设计分析师团队就会通过模具设计、建造准备和零件定位进一步推进数字线程。一旦完成,就会启动工具路径。智能工厂的网络使软件能够与硬件对话,将数字指令传递给指定的机器以开始生产——而人类的互动有限。这种机器对机器通信框架的复杂性意味着将材料装入机器基本上是员工第一次需要参与生产过程。

所有的3D打印机,数控机床,还有beplay体育下载iosProtolabs的压力机连接到网络,该网络使用传感器收集的信息来跟踪订单进度并优化调度。监控器显示生产车间的实时更新,以加强制造订单的优先级。

在零件离开机器后,它可能会进入计量实验室,在那里Protolabs监控质量指标。在我们的计量实验室里,我们有一个360度,12位三维扫描仪,可以收集数据,识别任何潜在的零件表面缺陷,并创建一个视觉辅助和交互式彩色地图,用于直接进行cad扫描比较。

通过二次操作,包括自动化和传统的后期制作应用程序,可以增强已批准部件的功能和外观。根据制造方法的不同,次要操作可以包括零件组装、移印、阳极氧化、模具变形、喷涂等。同样,随着数字线程在整个生产车间的移动,直到零件发货,订单进度被跟踪并收集数据。

持续改进

智能技术的加入加速了整个制造过程;网络化的机器对机器通信提高了生产率和零件质量。随着技术的进步,数字制造商改进了他们的流程。例如,工厂网络过去需要15分钟才能将一个文件传输到一台机器上,而现在,随着网络升级,只需要几秒钟。

Protolabs的持续改进模式专注于最大化效率以及响应客户需求。持续改进团队研究机器停机时间和加载机器所需时间的数据,以决定升级哪种技术。Protolabs还维护着一个庞大的软件开发团队,这使得它能够有效地编写和修改其专有代码库。

通过数字化制造,企业可以快速识别和计算生产和分销的调整,从而提高供应链的灵活性,加快上市时间。工业物联网创造的效率使从制造商到工程师到消费者的每个人都受益,Protolabs和其他数字制造商将继续投资于技术,使未来的工厂更加智能。

这是一篇来自Protolabs Journal的专题报道。请在这里下载PDF全文

来源:麦肯锡公司,高德纳,福布斯,i-SCOOP,商业内幕,条形码公司,CIMdata