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智能制造平台

供稿:中国工控网 2016/7/22 9:21:30

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  • 关键词: 智能制造平台 智能制造 SMLC
  • 摘要:今天的市场压力使制造商的运营有很大不同。驱动力有很多,包括快速满足客户需求、应对能源约束和环境保护。一面,网络技术发展与面向服务架构可以为制造提供实时洞见。这是智能制造的基础,应用网络信息化技术,贯穿整个企业的制造和供应链,实现高效率、高生产力、竞争优势和高投资回报。本文在此做一些介绍。

    今天的市场压力使制造商的运营有很大不同。驱动力有很多,包括快速满足客户需求、应对能源约束和环境保护。另一面,网络技术发展与面向服务架构可以为制造提供实时洞见。这是智能制造的基础,应用网络信息化技术,贯穿整个企业的制造和供应链,实现高效率、高生产力、竞争优势和高投资回报。

  高性能计算可以在制造也中发挥作用,多数焦于虚拟设计和原型制作,利用计算机建模和仿真能改进产品设计。利用数据和信息,智能制造能缩短路径,实现了主动和智能的制造决定。

  为了解这一新兴模式,《HPCwire》采访了吉姆�戴维斯,加州大学洛杉矶分校的首席信息官和智能制造领导联盟(SMLC)创始人之一,该组织正在开发全国第一个开放智能制造平台。

  “我们正在与设计侧建立接口,”戴维斯说,“但我们的重点是制造中的实时性。我们对实时数据的计算和分析、把信息变为可执行的操作感兴趣,这能与自动化与控制、实时决策制定或供应链实时事件建立接口。所以时间、实时、可操作任务和制定决策是智能制造与设计链的区别”。

  戴维斯接着说,当他的团队对细分行业进行调研时,发现了一个共同的问题:他们需要一种更强的计算和分析能力,需要加强IT的基础设施,需要与自动化控制或工厂平台更好连接。同时,他们需要合并数据并编入不同指标,这需要跨越办公室、或供应链、或运营的界限。

  “这让我们落地到了平台创建,引导我们开发智能制造平台,”戴维斯说。“我们一直在找一种全面服务,能够大规模计算和实时可操作。”

  “在平台层面,有相当多的重叠设计,设计模型为制造实施具有很好的意义,但设计与制造有明显不同。”

  去年,SMLC赢得了能源部的合同,开发了全国第一个开放的智能制造平台,能协同工业网络信息应用。1000万美元的资助中有两个测试台项目:第一个是通用动力陆军弹药厂(优化热处理炉)和普莱克斯氢加工厂(优化蒸汽甲烷重整炉)。第二个测试台项目的目标是每年减少6900万吨的二氧化碳排放量,这占美国总共1.3%的废热。

  在蒸汽甲烷重整炉的例子中,管理加热炉和用能的??好办法是有一个适于计算流体动力学的高保真模型。了解炉内流体和热量分布非常困难,因为炉内环境严酷,几乎所有传感器都无法放置。现在的办法是在炉的周围放置红外摄像机,实时测量和可视化炉内的温度。然后,他们把采集的数据与其它的测量值放在一起,使用计算流体动力学模型来预测总体热量分布,进行优化,然后更新工厂的控制模型。

  “我们使用的计算流体动力学模型来预测和更新控制模型中的参数,并能实时运行”,戴维斯解释说。“有了高保真模型,我们达到了很好的节能效果”。

  SMLC还与另一家制造金属零件的公司合作,这家工厂包括加热和锻造等步骤,随后是成型和加工步骤。通过使用建模,实现了正确的金相特性,公司节省了加工维护、加工时间和公共设施。用这种方式,在热处理工序中也节省了能源。

  “这是一个离散过程,我们用多种方法节省了电、煤气和燃料等能源,同时提高了产品的产量和质量”戴维斯说。

  SMLC分析了各行业制造中的问题,整理出用来规范智能制造平台的一组需求。该平台是基于服务的基础设施,由Nimbis服务公司开发,该公司是云计算市场的鼻祖。 SMLC增加了一个独特的工作流即服务(waas)层,允许公司选择不同组件,从“我如何收集数据?”到“我怎么分析它?”,最后是“我怎么接到工厂?”换句话说,工作流即服务把一系列代码段安排成一种有组织的格式,把软件转变成可执行的行动。

  SMLC及其合作伙伴正在建设针对汽车、食品、军火、天然气、炼油、化工和制药特定的测试台。原型包含了所有的垂直服务 -- 计算和存储层、云管理层和工作流即服务层 – 已把这些环境放在一起。下一步是建造每个层的功能,对于云管理,它将用OpenStack实施。

  “我们看到了一组跨企业相对不变的工具,”戴维斯说,“这些工具可访问计算资源,能力可按计算实例调节。平台构建出那些不变元素,并放置一个称为智能制造市场的层,企业能够访问该层,按照他们的特定应用,选择自己所需的组件”。


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