吴贤铭智能工程学院建立广州工业4.0科技创新中心
  • 发布人:贾晨辰
  • 发布时间:2019-04-24
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2019313日,广州市政府、博世集团和华南理工大学三方签署共同合作协议,在华南理工大学国际校区吴贤铭智能工程学院建立广州工业4.0科技创新中心(以下简称工业4.0中心)。

博世集团建立于1886年,总部位于德国斯图加特。博世集团是世界领先的技术及服务供应商,在世界500强中排名75名,是德国工业4.0的发起者之一,也是首家加入美国工业互联网联盟的欧洲公司,并于20149月成为该联盟的董事成员。博世集团在1909年进入中国市场,中国是博世集团除德国以外的全球第二大市场,也是除德国以外拥有员工数最多的国家,2017年博世集团在中国的销售额达1134亿人民币,有近6万名员工。

华南理工大学是以工见长,理工结合,管、经、文、法、医等多学科协调发展的国家“双一流”建设A类高校。华南理工大学立足广东、面向全国、放眼世界,聚焦国际学术前沿。在“世界大学学术排名”中,2017年位列全球第235位、中国大陆高校第11位,理工科优势明显;工科排名更高居全球第22位,9个学科领域进入ESI全球排名前1%,其中工程学、材料科学等4个学科领域跻身ESI全球排名前1‰,达到了国际顶尖学科行列。华南理工大学始终坚持服务国家富强、民族振兴、社会进步、区域发展的使命担当,与国家尤其是广东省、广州市的发展同频共振。

华南理工大学新成立的吴贤铭智能工程学院是以世界著名学者吴贤铭(1925—1992)教授冠名的。吴贤铭教授首创的动态数据系统(Dynamic Data System)理论是工业4.0中在线监控技术的源头技术。吴教授还是著名的教育家,他培养了一大批优秀的学生,例如当世界经济(达沃斯)论坛先进制造全球议事委员会副主席、达沃斯未来制造委员会主席倪军教授、密西根大学副校长胡仕新教授、前华中科技大学校长李培根教授、博世(中国)的总裁陈玉东博士。

什么是工业4.0呢?蒸汽机带来的机械化是工业1.0,电机带来的电气化是工业2.0,计算机带来的计算机控制是工业3.0,今天的互联网与人工智能带来的是工业4.0

工业4.0技术分成三层。第一层用于机器设备,所使用的工业4.0技术包括多物理场仿真、在线监控诊断、智能控制和数字孪生技术等;第二层用于车间工厂,也包括仓库及服务中心,所使用的工业4.0技术包括智能调度控制、物料精确管理和数字孪生技术等;第三层用于公司、供应商与销售服务网络,所使用的工业4.0技术包括物联网、人工智能、区块链、大数据等等。工业4.0技术还包括产品的自动设计与优化、新技术应用(如3D打印、步进成型等)。

广州工业4.0中心的主营业务包括:

1)展示工业4.0技术(展示内容参见附录1);

2)培训工业4.0技术的专业人才;

3)提供工业4.0技术的咨询服务;

4)开发工业4.0技术的生产线。

广州工业4.0创新科技中心的目标是成为粤港澳大湾区的工业4.0技术的科研、应用及服务中心。引领粤港澳大湾区先进制造业的数字化、网络化及智能化的发展。

中心现由加拿大工程院院士、华南理工大学吴贤铭智能工程学院杜如虚教授负责筹建。




附录1 广州工业4.0创新科技中心的部分展示内容

  1. 汽车液压阀的工业4.0装配流水线(图1),该生产线的原型来自于博世力士乐(博世力士乐为博世集团的全资子公司)洪堡工厂的真实生产线, 2014年获得德国 “工业4.0大奖”。生产线包含了多个工业4.0的应用技术(如动态操作视频指导书、实时数据采集处理、可重构等等),多品种、小批量的订单也可以通过生产线以批量的价格来实现。

1 博世力士乐汽车液压阀的工业4.0装配流水线

  1. 智能生产管理系统(图2)。荣获了“2017德国设计大奖”智能生产管理系统(Active Cockpit)是博世力士乐的智能动态生产管理系统。它能够实时呈现生产数据、生产计划、质量数据等重要信息,帮助用户进行快速决策及进行有效沟通。用户可以在系统中定义自己的数据汇总视图,并有针对性的分析,从而优化产线情况、优化生产流程,改进规划并提升资源效率。

2 智能生产管理系统(Active Cockpit

  1. 人机协同工作机器人工作站(APAS assistant)(图3)。这一智能的机器人工作站是一个可人机协同工作的工作站。它可以在不同工作位置上使用,完成多种不同的任务。它还有一个配套的数字孪生,可以实时地显示机器人在3D环境中的运动,收集数据并监控机器人的工作情况。这个智能的机器人不需要专业的编程知识来进行编程,还拥有鲁棒性、易于操作和直观可控的特点。

3 人机协同工作的机器人工作站(APAS assistant

  1. 3D打印/CNC切削组合机床(图4)。3D金属打印技术已经日趋成熟。这一套3D打印/CNC切削机床)可以一次成型负责的工件,特别适合于复杂模具加工与单件复杂零部件加工。

4 3D打印/CNC切削组合机床

  1. 云计算服务系统。云计算将成为先进制造不可或缺的新技术。工业4.0中心将建立一个云计算服务系统,通过人工智能和大数据分析,把数据转换为信息,把信息转换成智能决策,为工业企业提供一系列的创新服务。云计算服务的部分功能如下:

  • 预测工厂工作状况,减少机器停机时间,提高生产线的安全性,改善操作可靠性,降低维护成本;

  • 分析工艺质量,制定相关措施并实施相应的解决方案;

  • 启用各种应急措施或预防措施,打造韧性制造系统;

  • 提高知识和创新知识的利用率,优化产品设计与制造过程。

  1. 智能物流系统(图5)。我们自行开发的智能物流系统包括自动引导车(AGV)、自动货架系统(AS/RS)及追踪控制软件。自动引导车用于在车间或仓库移动物料。它们可以根据在地板上的标记或导线,利用计算机视觉进行导航;也可以根据需求通过无线网络灵活地改变路径。它们还装有适当的传感器,可以避免与其他AGV、机器设备或工作人员碰撞。自动货架系统装有传感器,可以自动识别来料,并将相关信息通过无线网络传输到主计算机。主计算机的专用软件将自动分析所有物料的信息,并显示物料消耗情况、补料需求,以及长期的库存水平。追踪控制软件系统可实时记录车间与仓库工作人员的位置并分析运动曲线。通过信号发现,还能发掘出深层信息,如工作人员的速度,以实现高效,快速的流程优化。

5 智能物流管理系统

  1. 其它配套设备,博世耗材管理系统(ORSYmat)(图6)、如博世智能手套(BIG)、博世智能物流盒(iBox)、巴鲁夫IO-Link与传感器/执行器、博世在线员工指导和培训系统(IOXP)等。

6 博世耗材管理系统(ORSYmat