李培根：未來機(jī)床實(shí)時(shí)控制離不開工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

作者： 2021年12月22日 來源： 瀏覽量：
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■中國工業(yè)報(bào)左宗鑫 　　 　　“裝備制造中工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的若干應(yīng)用包括：在產(chǎn)品研發(fā)中，虛實(shí)融合、協(xié)同設(shè)計(jì)；在加工制造中的智能過程控制；在倉儲(chǔ)物流過程中的智能倉儲(chǔ)、車間，倉儲(chǔ)機(jī)器人物流；帶有預(yù)測性的監(jiān)控維護(hù)。
■ 中國工業(yè)報(bào) 左宗鑫
　　
　　“裝備制造中工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的若干應(yīng)用包括：在產(chǎn)品研發(fā)中，虛實(shí)融合、協(xié)同設(shè)計(jì)；在加工制造中的智能過程控制；在倉儲(chǔ)物流過程中的智能倉儲(chǔ)、車間，倉儲(chǔ)機(jī)器人物流；帶有預(yù)測性的監(jiān)控維護(hù)?！敝袊こ淘涸菏?、華中科技大學(xué)原校長李培根在此次大會(huì)上，作了題為 《裝備制造中工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的若干應(yīng)用》的主旨報(bào)告。
　　“首先，對于任何企業(yè)來講，產(chǎn)品開發(fā)都是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。現(xiàn)在因?yàn)橛泄I(yè)互聯(lián)網(wǎng)，使得企業(yè)有可能在一個(gè)虛擬的環(huán)境中協(xié)同設(shè)計(jì)。”李培根舉例道，福特公司利用VR技術(shù)建立一個(gè)虛擬實(shí)驗(yàn)工廠，不同地區(qū)的工程師可以憑借全息車輛原型進(jìn)行實(shí)時(shí)合作。參與者不但可以對3D全息影像進(jìn)行360度的觀察，還可以走進(jìn)1∶1大小的全息車體中，從而完善車輛的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，包括方向盤的位置，油門腳踏板的角度以及儀表盤的設(shè)計(jì)等。公司不必再制造昂貴的實(shí)體原型，也讓不同地區(qū)的參與者免去了舟車勞頓。
　　而作為許多裝備重要的組成部分——渦輪機(jī)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)多學(xué)科工作，涉及空氣動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)、聲學(xué)和熱學(xué)等方面，要驗(yàn)證可操作性并同時(shí)滿足當(dāng)前法規(guī)。李培根表示，數(shù)字孿生技術(shù)可以幫助設(shè)計(jì)師做出明智的設(shè)計(jì)決策，優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)性能，增加認(rèn)證信心并縮短開發(fā)時(shí)間。
　　其次，對于加工制造中的智能過程控制環(huán)節(jié)，李培根認(rèn)為， “制造業(yè)中的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，要深入工業(yè)的物理過程，如果工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)不深入到物理過程，那還是淺層次的應(yīng)用?！睍?huì)上，李培根演示了華中數(shù)控和寶雞機(jī)床聯(lián)合開發(fā)的數(shù)控加工系統(tǒng)。其中，物理機(jī)床采集數(shù)據(jù)，而數(shù)字孿生、大數(shù)據(jù)平臺(tái)在收集數(shù)據(jù)之后進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真，反過來控制物理機(jī)床。 “如果沒有對實(shí)際物理加工過程的控制，那工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用就只能在表層上。智能控制 （Mazak）很早就有對機(jī)床進(jìn)行熱補(bǔ)償、振動(dòng)意識(shí)等操作，未來機(jī)床實(shí)時(shí)控制離不開工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。”
　　“此外，質(zhì)量檢測也是工業(yè)制造和制造業(yè)中很多部門重要的環(huán)節(jié)之一。如LED芯片檢測、液晶屏檢測、光伏EL（ElectroLuminescence，電子發(fā)光檢測）檢測、汽車零部件檢測、鋼材表面缺陷識(shí)別、紡織面料瑕疵識(shí)別等，通過機(jī)器視覺檢測，比人眼效果好得多。而有些機(jī)器視覺的上傳、比對等環(huán)節(jié)需要工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的支持。”李培根進(jìn)一步對加工制造中的智能過程控制環(huán)節(jié)舉例道。
　　“第三，在倉儲(chǔ)物流環(huán)節(jié)，我要著重講一下未來將用得越來越多的 ‘自主移動(dòng)機(jī)器人 （AMR，AutomaticMobileRobot）’?！崩钆喔赋?，AMR的運(yùn)行不需要地面二維碼、磁祭等預(yù)設(shè)裝置，而依靠SLAM(simultane－ouslocalizationandmapping)系統(tǒng)定位導(dǎo)航。如果把AGV比作倉內(nèi)軌道交通，那么AMR可以視為 “類自動(dòng)駕駛”機(jī)器人。
　　AMR不僅可以與倉儲(chǔ)環(huán)境進(jìn)行交互，一旦倉內(nèi)布局發(fā)生變化，AMR也能夠迅速重新構(gòu)建地圖，節(jié)省重新部署環(huán)境的時(shí)間與成本。而導(dǎo)航方式主要有激光 SLAM與視覺SLAM （VSLAM）兩種，激光SLAM起步較早，但成本高，視覺導(dǎo)航AMR通過VSLAM系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)地圖構(gòu)建、自主定位、環(huán)境感知，具備自主路徑規(guī)劃、智能避障、智能跟隨等能力。
　　“最后是運(yùn)行維護(hù)，其中重要的是要做好預(yù)測性維護(hù)，這需要工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、5G的支持?！崩钆喔硎荆S設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維能力，突破工廠邊界，實(shí)現(xiàn)跨工廠、跨地域遠(yuǎn)程故障診斷和維修。
　　“在這方面，GE做得非常不錯(cuò)，他們的傳感器收集數(shù)據(jù)，然后，數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行分析，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)是否正常等。”李培根介紹，在 GETransportation工廠，柴油機(jī)從入廠接入Prefix平臺(tái)開始，柴油機(jī)的所有數(shù)據(jù)都將通過傳感器安全地送到Prefix云端進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)分析。Prefix工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)云平臺(tái)可不間斷遠(yuǎn)程監(jiān)控及診斷、預(yù)測性維護(hù)洞察等。
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