【儀表網(wǎng) 儀表下游】隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時代的到來，智慧制造已成為大型工廠的典型特征。傳統(tǒng)的制造工廠需要工人們憑借經(jīng)驗來判斷生產(chǎn)設(shè)備的運行情況，設(shè)備損壞了才停機維修。
 

　　當(dāng)今智慧工廠所運行的大量工業(yè)設(shè)備，卻可以通過實時感知的數(shù)據(jù)明確產(chǎn)品物料情況、故障所在位置。生產(chǎn)過程中所有因素都能被精確控制。
 

　　智慧工廠是現(xiàn)代工廠信息化發(fā)展的新階段。是在數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)上，利用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)和設(shè)備監(jiān)控技術(shù)加強信息管理和服務(wù)；清楚掌握產(chǎn)銷流程、提高生產(chǎn)過程的可控性、減少生產(chǎn)線上人工的干預(yù)、即時正確地采集生產(chǎn)線數(shù)據(jù)，以及合理的生產(chǎn)計劃編排與生產(chǎn)進度。并加上綠色智能的手段和智能系統(tǒng)等新興技術(shù)于一體，構(gòu)建一個高效節(jié)能的、綠色環(huán)保的、環(huán)境舒適的人性化工廠。是IBM“智慧地球”理念在制造業(yè)的實際應(yīng)用的結(jié)果。
 

　　品質(zhì)檢測一直是制造工廠一道繁重瑣碎的工序，也是阻滯其智能化的痛點，以前這個環(huán)節(jié)更多憑借工人的經(jīng)驗，效率低下。而自動化機械手和視覺識別技術(shù)的出現(xiàn)，讓這一質(zhì)檢難題輕松化解。在精密制造行業(yè)，機器視覺已經(jīng)被用于檢測加工零件表面劃痕、凹陷等。
 

　　在高速率、海量接入的5G技術(shù)支撐下，自動化生產(chǎn)線上的傳感器數(shù)據(jù)可以實現(xiàn)本地收集、本地管理，工程師可以在后臺利用這些實時數(shù)據(jù)進行定量大數(shù)據(jù)分析，以此預(yù)測和監(jiān)控設(shè)備運行的穩(wěn)定性。
 

　　無線感測器
 

　　無線感測器將是未來實現(xiàn)智慧工廠的重要利器
 

　　智慧感測是基本構(gòu)成要素，但如果要讓制造流程有智慧判斷的能力，儀器、儀表、感測器等控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成要素，仍是關(guān)注焦點。儀器儀表的智慧化，主要是以微處理器和人工智慧技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用為主，包括運用神經(jīng)網(wǎng)路、遺傳演算法、進化計算、溷沌控制等智慧技術(shù)，使儀器儀表實現(xiàn)高速、高效、多功能、高機動靈活等性能。
 

　　如專家控制系統(tǒng)(expert control system；ECS)就是一種而具有大量的專門知識與經(jīng)驗的程式系統(tǒng)。它運用人工智慧技術(shù)和電腦技術(shù)，根據(jù)某領(lǐng)域一個或多個專家提供的知識和經(jīng)驗，進行推理和判斷，模擬人類專家的決策過程，解決那些需要人類專家才能解決好的復(fù)雜問題。
 

　　此外，模塊控制器(FC-Fuzzy Controller)，也稱模塊邏輯控制器(FLC-Fuzzy Logic Controller)，也是智慧工廠相關(guān)技術(shù)的關(guān)注焦點。由于模塊控制技術(shù)具有處理不確定性、不精確性和模塊資訊的能力，對無法建造數(shù)學(xué)模型的被控過程，能進行有效的控制，能解決一些用常規(guī)控制方法不能解決的問題，也讓模塊控制在工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
 

　　控制系統(tǒng)網(wǎng)路化
 

　　隨著工廠制造流程連接的嵌入式設(shè)備越來越多，透過云端架構(gòu)部署控制系統(tǒng)，無疑已是當(dāng)今重要的趨勢之一。
 

　　在工業(yè)自動化領(lǐng)域，隨著應(yīng)用和服務(wù)向云端運算轉(zhuǎn)移，資料和運算位置的主要模式都已經(jīng)被改變了，由此也給嵌入式設(shè)備領(lǐng)域帶來顛覆性變革。如隨著嵌入式產(chǎn)品和許多工業(yè)自動化領(lǐng)域的典型IT元件，如制造執(zhí)行系統(tǒng)(manufacturing execution systems；MES)以及生產(chǎn)計劃系統(tǒng)(production planning systems；PPS)的智慧化，以及連線程度日漸提高，云端運算將可提供更完整的系統(tǒng)和服務(wù)，生產(chǎn)設(shè)備將不再是過去單一而獨立的個體。但將孤立的嵌入式設(shè)備接入工廠制造流程，甚至是云端，其實具有高度的顛覆性，必定會對工廠制造流程產(chǎn)生重大的影響。一旦完成連線，一切的制造規(guī)則都可能會改變。
 

　　包括體系結(jié)構(gòu)、控制方法以及人機協(xié)作方法等，都會因為控制系統(tǒng)網(wǎng)路化，而產(chǎn)生變化，如控制與通信的耦合、時間延遲、資訊調(diào)度方法、分散式控制方式與故障診斷等，都使得自動控制理論在網(wǎng)路環(huán)境下的控制方法和演算法，都需要不斷地創(chuàng)新。
 

　　此外，由于影像、語音信號等大資料量、高速率傳輸對網(wǎng)路頻寬的要求，對控制系統(tǒng)網(wǎng)路化，更構(gòu)成嚴(yán)厲的挑戰(zhàn)。因為工業(yè)生產(chǎn)流程不容許一點點差錯，網(wǎng)路傳遞的封包資訊不能有一點點漏失，而且網(wǎng)路上傳遞的資訊非常多樣化，哪些資料應(yīng)該先傳(如設(shè)備故障訊息)，哪些資料可以晚點傳(如電子郵件)，都要靠控制系統(tǒng)的智慧能力，進行適當(dāng)?shù)呐袛嗖拍艿靡詫崿F(xiàn)。
 

　　在智慧工廠依托物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、5G等新興技術(shù)構(gòu)建的生產(chǎn)鏈上，各項技術(shù)彼此關(guān)聯(lián)、協(xié)作，才能發(fā)揮更大的價值，“個人英雄主義”沒有存在的空間。
 

　　生產(chǎn)線上所有的機器運行和人工操作的軌跡數(shù)據(jù)都可實時上傳，再利用人工智能算法進行大數(shù)據(jù)分析，輔助決策，在增強生產(chǎn)靈活性的基礎(chǔ)上，提升了產(chǎn)品質(zhì)量，使產(chǎn)品交付效率提高了20%以上。
 

　　未來，這或許會是新型智慧工廠的常態(tài)。
 

　　資料來源：科技日報、百科