取消
搜索历史
热搜词
原创
活动
产业创新
转型理念
ENI专访
当前位置:首页 >文章发布 > 正文
王爱民:危险环境下的黑灯生产的必要性
来源:智能制造随笔  : 王爱民 2022-10-31 10:52:00
危险环境下的生产必然要走向追求现场无人化的黑灯生产。黑灯生产从字面上说似乎就是一种高度的自动化,也是工业实际应用当中的运行效果表征。

危险环境下的生产必然要走向追求现场无人化的黑灯生产。黑灯生产从字面上来说似乎就是一种高度的自动化,也是工业实际应用当中的运行效果表征。

黑灯生产的范围是什么?

一台套自动化装置的运行,有了输入,然后通过一系列的自动执行动作,产生输出。单台套的自动化装置对于我们来说是一种黑盒子,或者一个缩小版的黑灯运行生产线。日常中见到的很多产品,例如洗衣机、电脑、电视都可以看作是一个黑盒子。我们现在语境下的黑灯生产,远远不止于针对单台套的具体产品,而是从一个更广泛的产线或者车间的角度而言的。

黑灯生产的特点是什么?

黑灯生产一个最典型的特点是现场的无人化。人需要通过视觉对现场进行感知的,否则很大程度上无法掌握生产状态,而黑灯生产是要去掉人的介入。

黑灯生产另一个典型的特点是高度的自动化。高度的自动化是不可避免的,并且这种自动化更突出的是连续性、无间断的执行,是一种指令流的自然驱动,也是数据驱动的一种体现。

如何实现现场的无人化?

要分析人在现场能够发挥什么样的作用,是否可以用机器替换掉人在现场的作用?想要实现黑灯生产的现场无人化,就必须分析人对产线或者车间内的融入与介入机制,或是广义上的人机交互都有哪些形式和内容?只有当这些清楚的时候,才算是为黑灯生产打下了第一个基础。

黑灯生产下的高度自动化有什么要求?

无论大小如何,黑灯生产其实是一个制造系统。而对于任何一个制造系统而言,必然涉及到传统的信息流、物质流、能量流。

信息流(控制流或者执行流)

所有的自动化本质从本质而言,都是工艺动作的规范与重复执行,通过下达指令来启动。如果黑灯生产只是针对单一产品的一种自动化,相对而言与传统自动化产线并没有多少区别。但黑灯生产在控制执行方面肯定不仅限于这种程度,比如可以支持多产品并行的柔性生产。这就需要一个直接面向底层硬件执行指令的分发控制机制,有点类似新奔驰,安贝格工厂里面所提出的NC program generater,如果不是自动产生,那一定是有一个精确和精准的方法控制中心,这个方面其实有点类似数字主线的味。,但这主要是面向底层硬件的控制执行以及重构协调等方面。从某种程度上来说,黑灯生产是IT与OT融合的典型体现。

物质流

绝大部分产线或者车间是产品在流动的,也涵盖为了生产进行的辅助性工具。黑灯生产下的物质流相比于传统非黑灯生产的产线或者车间,实物的周转必须进行全状态全过程的精细管控。

能量流

黑灯生产需要全过程全状态的实时监控,因此必然要求一个较为完善的能源供应网络。

黑灯生产出现了异常怎么办?

黑灯生产必然要求全过程全状态的实时监控。大部分的黑灯生产面向的产线或者车间都是较为紧密的,比较突出的是一旦某个环节出现问题,整个产线应该立即叫停,从这个角度而言与传统的那种安东系统或者精益生产线有点类似。所以对于生产状态的监控,乃至实时性,必然是要求非常高的。

另外一个方面,黑灯生产所依托的制造系统也必然要求具有一定的容错机制。或者,黑灯生产下的产线不仅要直接支持正向的流程执行,也要支持异常情况下的流程判断与处理。产品设计当中的产品族或产品平台理念,生产现场当中的总线理念,在底层的指导思想上面来说,都可以提供一定的参考。

装置或者产线的预测性维护也将是黑灯生产的重要考虑内容。由于黑灯生产的高度自动化也代表了装置或者产业线具有紧密的耦合关系,相当于是一种牵一发而动全身的制造系统架构。为了保证必要的MTBF等可靠性要求,需要开展深度的预测性维护方面的工作。

黑灯生产的必要性

安全是黑灯生产首要的考虑的因素,效率其次。危险环境下要实现安全生产,无法达到人处在最安全的状态,同时还要防范人之外的物理装置的危险性运作。雷霆生产是一种极端的方式,人的安全,物的安全,都是基于关注的重点。

事务性、重复性的操作动作由机器来替代是相对简单的,这是当前大部分黑灯生产所达到的结果,是一种传统自动化。但更复杂的是人的决策判断如何能够沉淀到黑灯生产系统当中,以支持和实现知识自动化,并且这种自动化与硬件装置或产线的自动化能够深度的有机的耦合起来。

黑灯生产是否等于无人化生产

黑灯生产的外在表现是一种高度自动化下的无人化,但黑灯生产并不能简单的视同为高度自动化的无人化。黑灯生产的出发点及核心在于安全,可以直接称为自动化,而安全除了人的安全,是需要自动化、无人化还有物的安全,包括无论产品是否是危险产品,生产危险产品的装置的关联性也要保证是安全的。

黑灯生产的经济性如何考虑?

刚兴起863计划以及CIMS工程的时候,有资料介绍,日本在70年代末就已经实现了无人化工厂,但最后却逐渐的走向了消亡,其根本原因在于性价比。就如同现在的很多电子工厂中,能够看到现象:有一个脉冲性的突发任务,组织一批工人沿着工作台排好队,每一个人做自己的一个工艺环节,形成人工下的流水生产,这是一种常态组织方式,面对的是一种非常态的突发任务。如果这种任务是常态的,那可能就要构建固定的物理自动化产线了。这里面考虑的也是性价比。但面向本质安全性的黑灯生产,时代的发展和政策环境的要求,都是要求不计成本的要保证安全的,这时的性价比是不需要考虑的。

面向黑灯生产的制造系统运行三原则

对于黑灯生产的制造系统,应该秉持着三个方面的步骤:减少/杜绝问题发生、隔离问题的影响、快速响应解决问题。

在减少或者杜绝问题发生方面,一是,对黑灯生产下制造系统的固有安全可靠性,提出了更高的要求;二是,在问题发生苗头还不是问题的时候,需要及时地做出态势评估,将问题消灭在萌芽之中。

当问题不可避免已经发生时,要采取的第一个措施就是将问题隔离掉,减少它的影响范围。要想隔离问题的影响范围,必须对问题发生的原因进行及时有效的分析,并对问题发生原因所涉及到的制造系统要素及其相关联的制造要素进行关联性的影响分析,才能够采取针对性的措施进行解决。

快速响应解决问题,指当不能够隔离时或者已经采取了隔离手段之后,根据问题的危险程度评估,根据等级做出决策性安排并付诸实施。这种决策性的安排是有各种各样的模板预案的。这种预案一般具有成套性的特点,这种预案的执行也应该是自动执行的。

免责声明:本文系网络转载,版权归原作者所有。本文所用图片、文字如涉及作品版权问题,请联系删除!本文内容为原作者观点,并不代表本网站观点。
编辑:张煜洁
活动 直播间  | CIO智行社

分享到微信 ×

打开微信,点击底部的“发现”,
使用“扫一扫”即可将网页分享至朋友圈。