精密制造業的數字化轉型和自動化特點

全球制造業正在經歷數字化和智能化轉型升級的浪潮。中國是全球最具規模的電子制造業中心。我愛方案網認為,艾默生的自動化解決方案對于IDH有重要的借鑒意義。

全球制造業正在經歷數字化和智能化轉型升級的浪潮。中國是全球最具規模的電子制造業中心。我愛方案網認為,艾默生的自動化解決方案對于IDH有重要的借鑒意義。我愛方案網平臺匯聚10萬+IDH服務商,為幫助IDH服務商在數字化與自動化轉型升級中更好地形成自己的核心競爭力,我們特別選取了艾默生數字化轉型架構的案例以及IDH方案商的案例。

 

精密制造業的數字化轉型和自動化特點

 

在當今復雜的全球環境下,只有練好內功,潛心學習,形成自己的核心競爭力,才能更好地把握好機遇,高質量發展。

讓我們一起在學習進取中得到成長!

 

01

數字化轉型思維模式

數字化轉型是利用各種可用技術如自動化和數據科學帶來的融合力量來實現業務關鍵績效指標(KPI)。它是一個循序漸進的過程,制造商選擇適當時機啟動,不僅購買控制系統,而且必需具備轉型思維模式和各級人員配合。

這個過程由學習,監控,診斷、預測和優化構成。

 

精密制造業的數字化轉型和自動化特點
艾默生DX的五個階段

 

數字化轉型首先要由數字鏈路支撐,它通過智能傳感器向智能可編程邏輯控制器(PLC)提供數據,從而實現數據收集和數字化的數據處理體系。收集的數據可以存儲在云端,也可以使用企業級數據管理軟件如Emerson Plantweb DataLake。這些數據可以通過不同的自定義或現成的機器學習(ML)算法進行處理,有助于獲得過程和設備數據建模。邊緣技術在虛擬化PLC(邊緣控制)或工業 PC(邊緣計算)上執行算法過程,從而就近直接在設備邊緣提供控制干預和決策。這些決策可以是關于過程效率、設備故障,甚至可以在部署之前模擬過程。

 

02

數字化轉型解決OEE問題

數字化轉型幫助高管解決的典型業務的KPI 包括提高設備利用率、優化生產流程、減少浪費以降低運營費用和不間斷運營以提高整體設備效率(OEE)。工廠廠長感興趣的是預測故障,根據狀況數據主動安排設備維護,而不是基于計劃的被動維護,以及對每班產量、庫存控制和其他制造參數進行更確定的控制。

數字化轉型把MES與ERP整合,從而擁有一個整體集成的轉型系統,包括訂購、庫存管理、生產計劃和設備級別的見解。這允許對工廠的各個方面進行持續的整體改進,并能夠更好地監控和協調生產以及其他工廠系統,以確保最佳的工廠性能。

 

03

精密制造業的數字化轉型和自動化特點

精密制造業,特別是半導體制造業的資本支出非常密集,設備精密度和復雜程度高,橫跨化學、半導體、超凈廠房和精密機械多行業。半導體晶圓生產過程使用大量的腐蝕性氣體和超純水的各種混合物,必須滿足潔凈室的極高標準,包括電和水的功耗和再循環需求必須滿足。用于潔凈室環境的HVAC 系統必須非??煽?,以確保潔凈的環境,并且不會因雜質混入和溫度波動而對在制品造成損害。連接不同子系統并支持廣泛協議以提供工廠中央視圖的集成監控和數據采集(SCADA)系統也非常重要。

落實到執行層面,數字化轉型依靠傳感器、閥門、執行器、調節器、邊緣控制器和工業計算機(IPC)的上位和下位配合。艾默生等一線自動化服務商都有支持主流協議和第三方驅動程序,由可視化中央監控,容易接納方案商的數字和圖像數據采集設備和網關等數據傳輸設備。

 

04

半導體晶圓制造的數字化轉型挑戰

能源節約和不間斷運行是半導體晶圓制造業的第一數字轉型需求。制造一平方英寸微芯片需要大約46 升超純水,用電量約為7.5 kWh,還使用到大量的腐蝕性氣體。一個半導體工廠通常消耗相當于一個中等城市每天的用水量。

半導體工廠的可持續發展舉措涉及降低成本和運營連續性。隨著技術變得越來越復雜,該過程中的電、水和氣的消耗量也在增加。由于這種運營連續性因素,比較汽車制造等其他資源消耗型傳統產業,半導體產業數字化轉型更迫切,包括跟蹤設備級別的能耗指標、減少原材料浪費和其他運營效率參數方面。

 

05

提升整體設備效率的核心要素

整體設備效率(OEE)提升的三個核心要素:生產流程,設備可用性和原材料元器件的供應鏈銜接。

流程好,缺少原材料不行;上道工序完成預定的模組生產,下道工序的設備故障卡殼葉不行。過去30年,有的工廠導入準時生產制,有的通過設備冗余提升生產連續性?,F在艾默生認為最好的辦法是提高工廠各個流程和設備的累積可用性,用可視化可編程平臺的手段實現。例如,艾默生Emerson PACSystems PLC數據處理平臺有如下特點:

不間斷工作,即使在固件和硬件升級期間也能提供過程連續性;

邊緣計算功能, 部署在PLC或IPC端;

網絡安全,PLC Archilles 2級 安全認證,加密通信等;

能源管理功能,監控資源利用率,工廠分析、精益制造、減少浪費;

中央監控、隨時隨地的警報調度,以及高級報告生成。

 

06

艾默生平臺接入多種服務商方案商

  1. 半導體設備制造商會發現配備艾默生PACEdge 的IPC 在運行相關核心過程和在設備之間實現邊緣連接方面得心應手。使單個設備能夠連接到云端并與其他設備和過程進行交互。
  2. 為工廠提供電、氣、水設備商喜歡PACSystems 邊緣解決方案,以提高生產力,獲得對設備和過程的數據分析。比如,水撬裝設備商可以使用邊緣控制器和Movicon WebHMI 遠程管理星羅棋布的車隊。系統集成商可以在他們提供的系統中包含PACSystems 控制解決方案。
  3. 艾默生PACSystems、邊緣計算、變頻驅動器(VFD)、能源監控和SCADA 解決方案等,是實現數字化轉型體系,他們提供性能、可用性、網絡安全、向后集成,還有一個跨解決方案的配置工具包,可以實現快速切換。

 

07

數字化轉型方案商案例:九鼎創展

結合艾默生的數字轉型思維模式,我們介紹一家設備HMI/顯控和可視化方案商-深圳九鼎創展科技公司(以下簡稱“九鼎創展”。

九鼎創展是一家致力于ARM平臺的技術方案提供商,專注嵌入式軟硬件方案開發和PCBA方案產品交付。九鼎創展的方案產品應用于智能家居、智能車載、智慧醫療、3D打印、智能儀器儀表、教育巡考、邊緣計算等工控行業等設備,幫助客戶快速導入智能化自動化??蛻魺o需在主控芯片和指令集上花費資源,只要客戶具備一定的硬件設計能力,具備一定的系統定制、驅動開發的能力,具有上層應用程序開發實力 具備一定的系統定制、驅動開發的能力,具有上層應用程序開發實力,具備上層應用程序開發實力,具備上層應用程序開發實力。也就是說主控PCBA的技術問題九鼎創展負責,客戶只需在應用程序,互通互聯和被控設備業務流程上做功夫。

“九鼎創展成立十余年來,為客戶提供百余行業非標方案產品,聚焦嵌入式技術,基于三星、瑞芯微全系列,全志和MTK相關核心SOC開發了系列成熟解決方案,能夠在最快速度為客戶提供按需定制的行業解決方案,賦能客戶創新?!本哦撜箍偨浝韯⒚鹘榻B公司產品布局。在數字化自動化方面,九鼎創展有RK核心板,主控板,IPC和網關支撐產品。

九鼎創展在邊緣計算,工業網關和IPC方面有產品布局,有一批智能零售和高速公路管理設備客戶。

“邊緣計算對GPU、NPU的運算能力要求一直呈遞增狀態,涉及行業有無人售貨、智慧收銀、高速公路ETC智慧收費、智能停車場收費、汽車輔助駕駛等,”劉啟明在算力賦能產品方面,采用了瑞芯微高端的RK3588和高性價比的RK3566/3568方案。

 

來源:我愛方案網 ?鏈接:https://www.52solution.com/

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