产业升级的挑战:制造业的突破之道!

陌大人    2024-08-06    142

全球领先的制造业强国正全力推进其产业边界,以德国的“工业4.0”、美国的“先进制造伙伴战略”和英国的“高价值战略”为显著例证。这些战略举措共筑一条清晰路径,引领制造业向数字化与智能化的深度转型,旨在攀登全球制造业竞争的巅峰。通过集成最前沿的技术如物联网、人工智能与大数据分析,这些国家力求构建超高效、灵活反应市场动态的智能制造体系,不仅重塑生产流程的根本,更重新定义了未来制造业的竞争力格局。

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这一系列转型浪潮,凸显了工业经济体对于把握新一轮工业革命机遇的迫切与决心,力图在国际舞台上确立无可撼动的领先地位,并为全球经济的可持续增长与创新注入强大动能。

智能制造业务质量管理

“中国制造2025”大致包括五方面内容,一是强调创新驱动,二是质量为先,三是绿色发展,四是结构优化,五是人才为本。互联网和传统工业的融合将是中国制造新一轮发展的制高点,智能制造将是未来的主攻方向。在“中国制造2025”将质量为先放在前列,体现产品质量的重要性。提出的“质量为先”基本方针,加快形成以质量品牌为标识的竞争新优势。

对于制造业而言,提升质量是推动产业链向中高端转变,加速行业高质量发展的重要手段之一,因此,质量管理成为工业企业产品生产的生命线。质量管理指运用科学理论和专业技术对产品质量、性能等方面进行检测,以保证产品符合标准并满足消费者需求。

传统质量监测主要依赖人工,以专业人员进行质检为主,检测效率低且易出现误判,导致不合格产品流入市场,对消费者和企业造成损失的同时,影响企业形象。此外,传统质量管理仅局限于检测产品质量,无法收集并应用质量数据,实现产品全流程质量追溯。人工智能、区块链等数字技术的应用,为越来越多工业企业提供高效质量管理与追踪能力,提高良品率的同时,为产品迭代提供支持。

在质检环节,采用AOI自动光学检测与AVI自动视觉检测等技术,通过高清CCD摄像头自动扫描产品,采集图像。

通过采集的数据将测试的检测点与数据库中合格的参数进行比较,或基于深度学习的视觉检测技术,让机器拥有人的视觉功能,并支持2D/3D成像方式,提供缺陷检测、分类、定位、分割提取等检测功能。其非接触、高精度、高速度等特点,降低人工质检成本的同时,提高检测准确率。在根因分析环节,机器学习技术帮助客户在出现质量缺陷时,收集、建模分析数据,从数十个、甚至数百个分析维度,找出问题根源,降低产品质量诊断时间。在产品优化环节,强化学习技术在模型预测控制中进行滚动寻优,提高企业质量改进效率。

01质量管理存储需求

机器视觉通过对检测物拍摄照片或视频,进行软件分析,用以提高产品质检效率和生产效率,同时也产生了海量非结构化数据。在视频与图片采集过程中产生海量非结构化数据,存储需求主要以海量非结构化数据为主。以某智能制造工厂产线为例,一个机台就有10个检测点位或设备,每个点位图片大小平均为50MB,约2秒钟进行1个工件检测;10条这样的产线7*24小时运行,1个月文件数量就达到了1亿多,存储容量达6PB以上。

根据国家相关政策法规和下游客户的要求,生产数据如质检图片数据通常需要保存3个月到15年不等,以便质检追溯和分析等。这些海量的数据需要能被生产过程管理(MES)、质量管控(SPC)、良品率管理(YMS)等应用系统便捷地调用和共享,以帮助企业更好地实现生产自动化及决策支撑。

02机器视觉数据挑战

①多维度快速精确检索

海量数据下,查询维度少,如只能通过文件名或基于目录层级检索,耗费时间长,严重影响生产效率。如何能在保证存储性能的前提下,秒级查询数据并回溯数据派生关系。

②海量数据存储

生产过程中产生海量质检数据,传统的NAS存储空间受限,扩容成本高,扩展性差,无法既能满足海量数据的存储,且保障未来进行平滑横向扩展。

③数据共享统一管理

生产过程中产生的海量质检图片数据,分散存储于不同生产线的质检设备中,应用系统检索耗时长,造成数据管理和检索不变。

④数据性能与并发性

由于质检平台与生产线共同运行,存储系统在具备高可用,高可靠之外,存储系统的性能和并发性也至关重要。

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