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工业4.0漫谈(五):物联网在生产制造的应用

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工业4.0漫谈(五):物联网在生产制造中的应用

本文紧接上篇《工业4.0漫谈(四):IIoT在资产管理中的应用》,谈一谈物联网在生产制造中的应用。根据IDC的一项研究,预计2024年全球在物联网的投入将超过10000亿美元,其中制造业占据27%,为最大份额。具体而言,IIoT可用于生产制造的以下方面:

设备利用率监控

基于状态监测的产品质控 人员安全监测

设备利用率监控

根据ITIF的研究报告,截至2025年,IIoT在设备利用率监控方面的应用将提升生产效率10-25%并由此创造18000亿美元的经济价值。IIoT的应用为企业提供了实时的设备利用数据,由此可以获知每个生产节点的详细情况。

要监控设备利用率,首先需要通过传感器、SCADA或DCS系统获取设备运行参数,比如运行时间、运行速度、生产效率,等等。这些数据被实时采集并传输到云端,经处理后生成设备利用率KPI信息(TEEP,OEE,待机时间,等等)。数据分析结果将通过网页或app可视化的呈现给员工。

BC Machining LLC是一家位于美国北卡罗来纳州的金属配件厂商,他们就有这样一套监控方案,用于提升生产效率、优化数控机床的利用率。

基于状态监测的产品质控

产品质量监测可以有两种途径:一是对生产流程中的在制品进行检测,二是对生产设备的状态进行监测。前者是更直接更准确的方法,但以下不足影响了其适用性:

? 在制品检测仅适用于离散制造

? 需要投入大量人力和时间,成本高昂

? 该方法不可能检测每个流程步骤,因此无法提供全面的信息

后者通过监测设备状态(速度、振动等)和环境参数(湿度、温度等),判断这些参数是否在正常范围内。如果传感器读数正在逼近某个可能导致产品缺陷的临界点,系统将发出警报并给出行动建议,从而将缺陷产品的数量降至最低。

Maastricht Mill是一家荷兰纸制品公司。他们借助IIoT对产品进行质控。他们在各主要生产设备上布置了大量温度和振动传感器,结果是极大减少了低质产品的产出。

厦门汇利伟业则将3D技术、VR技术与IIoT及大数据结合,帮助大型制造企业实现设备状态的3D可视化集中展示和实时监控,有效提升了工厂管理水平。

人员安全监测

根据国际劳工组织的报告,每15秒钟就有151名工人在经历工作相关的事故或意外。工业物联网提供的解决方案将帮助企业解决生产中的安全问题,每年因此节约2200亿美元。

在采矿、能源、交通等行业,工人们开始佩戴RFID标签用于采集他们的位置信息,他们还通过各类可穿戴传感器收集心率、体表温度、皮肤电反应等数据。这些数据与工作环境数据一起上传到云端用于分析,以侦测各种异常行为模式,比如突然的垂直移动、不正常的心率,等等。这可以防止或及时发现员工摔倒、劳累过度或其它伤害。比如,当发现员工出现体表温度升高、心率加快并且一分钟没有移动这样的模式时,可能意味着该员工正在遭受过热。这种情况下,IIoT安全监测系统将通过移动app通知员工的安全负责人(经理或医生)。

基于IBM的Watson IoT,Nation Waste的安全监测系统使用了多种传感器监测员工状

态,其中包括加速计用于监测移动、热传感器和心率传感器用于侦测过热和疲劳。这套系统帮助Nation Waste减少了工伤数量、降低了严重程度,同时将利润提升了40%。

工业4.0漫谈(五):物联网在生产制造的应用

工业4.0漫谈(五):物联网在生产制造中的应用本文紧接上篇《工业4.0漫谈(四):IIoT在资产管理中的应用》,谈一谈物联网在生产制造中的应用。根据IDC的一项研究,预计2024年全球在物联网的投入将超过10000亿美元,其中制造业占据27%,为最大份额。具体而言,IIoT可用于生产制造的以下方面:设备利用率监控基于状态监测的产品质控人员安全
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