【梧州電子地磅】我國(guó)地磅未來(lái)制造技術(shù)發(fā)展

時(shí)間：2021-04-16作者：東莞市明準(zhǔn)電子衡器有限公司瀏覽：114

一、數(shù)字化雙胞胎（Digital Twin）1．?dāng)?shù)字化雙胞胎定義 [3]“數(shù)字化雙胞胎”是一種擬人化說(shuō)法。所謂雙胞胎指虛擬與現(xiàn)實(shí)這兩個(gè)基本概念，形成基于模型的虛擬企業(yè)和基于自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)實(shí)企業(yè)的鏡像。數(shù)字化雙胞胎的概念較早由密西根大學(xué)的 Michael Grieves 博士于 2002 年提出（較初的名稱叫“Conceptual Ideal for PLM”），主要應(yīng)用在航天領(lǐng)域。在研發(fā)階段，需要降低物理樣機(jī)的成本；在運(yùn)營(yíng)階段，需要對(duì)航天器進(jìn)行遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)控和故障監(jiān)測(cè)。應(yīng)用于自動(dòng)化行業(yè)的“數(shù)字化雙胞胎”概念首先由西門(mén)子公司提出，數(shù)字化雙胞胎包括產(chǎn)品數(shù)字化雙胞胎，生產(chǎn)工藝流程數(shù)字化雙胞胎和設(shè)備數(shù)字化雙胞胎，三個(gè)層面又高度集成為一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型。西門(mén)子利用 PLM ( 全生命周期管理軟件 )、MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）和 TIA（全集成自動(dòng)化），實(shí)現(xiàn)**鏈數(shù)據(jù)的整合作為數(shù)字化雙胞胎。目前數(shù)字化雙胞胎的概念已廣泛被自動(dòng)化及相關(guān)行業(yè)所采用。圖 1 數(shù)字化雙胞胎組成2．?dāng)?shù)字化雙胞胎功能特點(diǎn)數(shù)字化雙胞胎的實(shí)現(xiàn)有兩個(gè)必要條件，即一套集成的軟件工具和三維形式表現(xiàn)。“數(shù)字化雙胞胎”（Digital Twin）使企業(yè)在實(shí)際投入生產(chǎn)之前即能在虛擬環(huán)境中優(yōu)化、仿真和測(cè)試，在生產(chǎn)過(guò)程中也可同步優(yōu)化整個(gè)企業(yè)流程。為從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)規(guī)劃、生產(chǎn)工程、生產(chǎn)實(shí)施直至服務(wù)的各個(gè)環(huán)節(jié)打造無(wú)縫的數(shù)據(jù)平臺(tái)。數(shù)字化雙胞胎模型具有模塊化、自治性和連接性的特點(diǎn)，可以從測(cè)試、開(kāi)發(fā)、工藝及運(yùn)維等角度，打破現(xiàn)實(shí)與虛擬之間的藩籬，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期內(nèi)生產(chǎn)、管理、連接的高度數(shù)字化及模塊化。

3．應(yīng)用措施數(shù)字化雙胞胎網(wǎng)絡(luò)就是采用直觀的方式將產(chǎn)品 ( 例如：序列號(hào)；部件清單；尺寸、產(chǎn)品描述的功能、特性、參數(shù)；特定裝配參數(shù)；裝配指南；測(cè)試指南；包裝指南；打印、標(biāo)貼等 ) 和產(chǎn)品相關(guān)的資產(chǎn)信息傳達(dá)到制造、供應(yīng)鏈、服務(wù)和物流環(huán)節(jié)，生成決策所需情報(bào)，使企業(yè)整個(gè)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步。產(chǎn)品在實(shí)際投入生產(chǎn)之前即能在虛擬環(huán)境中優(yōu)化、仿真和測(cè)試，在生產(chǎn)過(guò)程中也可同步優(yōu)化整個(gè)企業(yè)流程，較終實(shí)現(xiàn)高效的柔性生產(chǎn)、實(shí)現(xiàn)快速提高企業(yè)持久競(jìng)爭(zhēng)力。4．西門(mén)子較新產(chǎn)品在 2018’上海工博會(huì)期間，西門(mén)子公司推出了基于數(shù)字化雙胞胎的全新 Simatic S7-1500R/H 冗余控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)是基于西門(mén)子標(biāo)準(zhǔn)型 Simatic S7-1500 CPU，采用透明化編程方式的 Profinet 冗余控制系統(tǒng)。同期，西門(mén)子還發(fā)布了具有 IEC、UL、CSA、CCC 產(chǎn)品認(rèn)證的兩款新一代 SIRIUS3RW5 系列的 3RW52 和 3RW55 軟起動(dòng)器，可廣泛應(yīng)用于傳送帶等各種負(fù)載類場(chǎng)合。其中 3RW52軟起動(dòng)器屬于通用型產(chǎn)品，功率范圍可達(dá) 315KW；3RW55 屬于高性能產(chǎn)品，能勝任各種復(fù)雜工況，功率范圍可達(dá) 710KW（標(biāo)準(zhǔn)接線）。相信該控制系統(tǒng)可應(yīng)用于我國(guó)衡器未來(lái)制造的較新產(chǎn)品中。二、邊緣計(jì)算（Edge Computing）1．邊緣計(jì)算定義邊緣計(jì)算指在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)，融合網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)、應(yīng)用**能力的開(kāi)放平臺(tái)，就近提供邊緣智能服務(wù)。2．邊緣計(jì)算主要用途傳統(tǒng)制造業(yè)向智能化升級(jí)的過(guò)程中，將車(chē)間里的生產(chǎn)設(shè)備智能連接，利用生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)與 IT 系統(tǒng)間進(jìn)行實(shí)時(shí)邊緣信息處理。滿足數(shù)字化敏捷連接、實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)優(yōu)化、應(yīng)用智能、安全與隱私保護(hù)等方面的關(guān)鍵需求。3．邊緣計(jì)算和云計(jì)算區(qū)別共同點(diǎn)——處理大數(shù)據(jù)的計(jì)算運(yùn)行方式。不同點(diǎn)——邊緣計(jì)算數(shù)據(jù)不用傳到遙遠(yuǎn)的云端，在邊緣側(cè)就能解決，適合實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)分析和智能化處理。4．邊緣計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系物聯(lián)網(wǎng)——讓每個(gè)物體智能連接、運(yùn)行。邊緣計(jì)算——通過(guò)數(shù)據(jù)分析處理，實(shí)現(xiàn)物與物之間傳感、交互和控制。它是物聯(lián)網(wǎng)從概念到應(yīng)用的一把鑰匙。5．邊緣計(jì)算應(yīng)用實(shí)例e-F@ctory 智能工廠中現(xiàn)場(chǎng)與 IT 層的交互見(jiàn)下圖。圖 2 邊緣計(jì)算在 e-F@ctory 智能工廠應(yīng)用三、霧計(jì)算（Fog Computing）1．霧計(jì)算定義 [4]霧計(jì)算的概念在 2011 年由思科公司**，在 2012 年被作了詳細(xì)定義。霧計(jì)算是為數(shù)據(jù)密集、高性能計(jì)算、高風(fēng)險(xiǎn)環(huán)境而設(shè)計(jì)。是一種新興的分布式體系構(gòu)架。在云和設(shè)備間架起橋梁，通過(guò)選擇性轉(zhuǎn)移計(jì)算、存儲(chǔ)、通信、控制，在物聯(lián)網(wǎng)傳感器和執(zhí)行器的地方制定決策。圖 3 霧計(jì)算的構(gòu)架應(yīng)用層2．霧計(jì)算與邊緣計(jì)算的區(qū)別相同點(diǎn)：云到現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)設(shè)備之間的橋梁，*在現(xiàn)場(chǎng)和工廠中建立*的云連接。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)分析處理，實(shí)現(xiàn)物與物之間傳感、交互和控制。霧計(jì)算也可稱作邊緣計(jì)算的一種形式。不同點(diǎn)：（1）層次結(jié)構(gòu)——邊緣計(jì)算**于將資源和數(shù)據(jù)源與少量駐留在南北邊緣設(shè)備（云到到傳感器）的層次結(jié)構(gòu)結(jié)合。霧計(jì)算除了上述結(jié)合，還可以將資源和數(shù)據(jù)源與東西邊緣設(shè)備（功能到功能，或點(diǎn)對(duì)點(diǎn)）的層次結(jié)構(gòu)結(jié)合。（2）協(xié)議網(wǎng)關(guān)——邊緣計(jì)算協(xié)議網(wǎng)關(guān)僅為單一傳感器簡(jiǎn)單功能。霧計(jì)算中霧節(jié)點(diǎn)可以是任何提供霧架構(gòu)計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)設(shè)備。例如：工控機(jī)、路由器、交換機(jī)、PLC、視屏監(jiān)控等網(wǎng)關(guān)。3．霧計(jì)算與云計(jì)算的區(qū)別相同點(diǎn)：云計(jì)算與霧計(jì)算定義形象化。霧計(jì)算是云計(jì)算的延伸。

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