在工業(yè)4.0的解決方案中,智能工廠是一個重要的方向,它將網絡化的分布式生產設施結合成一個智能生產系統,實現生產過程的智能化。在智慧工廠中,主要涉及整個企業(yè)的生產物流管理、人機交互以及3D技術在工業(yè)生產過程中的應用。要實現智能工廠、智能生產,需要考慮對現有工廠設備進行智能化改造,利用有線、無線一體化網絡,打破生產網絡與辦公網絡之間的壁壘。在這個過程中,需要重點關注設備和網絡開放帶來的安全風險,提供端到端的安全保障。同時,要實現智能制造,還應有效利用設備和生產過程產生的大量數據,構建先進制造云平臺,提供生產數據的大數據分析處理,優(yōu)化生產流程,保證產品質量,提高生產效率和安全性。
微嵌入式智能工廠解決方案采用多種網絡技術,有效協調短距離無線通信與廣覆蓋無線通信,還將無線網絡與有線網絡融合,實現無縫接入,最終統一智能工廠的網絡,有效保障設備與制造云數據中心之間的數據交換,為智能工廠提供網絡基礎。同時,微嵌入式可以提供面向服務、可彈性擴展的集成制造云解決方案,為制造業(yè)大數據分析、存儲和計算提供強有力的ICT基礎設施保障。
此外,在制造領域,工程機械也是一個大市場。目前,工程機械正面臨著向服務轉型的重大機遇。據統計,目前在歐美發(fā)達市場,工廠機械的服務銷售占70%,而以中國為首的亞太地區(qū),工程機械的服務銷售僅占30%。預計到2016年,中國工程機械服務市場規(guī)模將達到1600億美元。在工程機械向服務化轉型的過程中,預測性維修是當前的熱點,它將工程機械的當前位置、運行數據和運行狀態(tài)實時報告給制造商的維修中心,通過對故障的建模和數據分析,為工程機械的高效使用提供保障。目前國內大部分工程機械都實現了基于GPS的定位功能,廠家可以基于該功能實現對工程機械的簡單定位和數據采集。然而,要實現預測性維護,需要提供更實時的數據傳輸。在這方面,微嵌入式可以無縫連接工程機械設備上的傳感器網絡、工程車輛上的傳感器網絡、運營商的無線網絡和工程機械配送中心的現場網絡,通過統一的物聯網連接管理平臺對終端和傳感器進行有效管理,保證數據連接的可靠性。
近年來,以電子信息技術為先導,國外工程機械科技領域在計算機故障診斷與監(jiān)測、精確定位與操作、發(fā)動機燃油控制和人機工程學等方面做了大量研究,開發(fā)了與各種工程機械相匹配的軟硬件控制系統,使工程機械產品朝著信息化、智能化方向大步邁進,增加了工程機械的高科技含量,促進了工程機械行業(yè)的技術發(fā)展。
推土機作業(yè)控制與引導系統國外一些有實力的企業(yè)采用了基于GPS技術和數字地圖技術的先進導航系統。駕駛室內安裝嵌入式觸摸電腦,可實時顯示機器在作業(yè)區(qū)的位置、作業(yè)區(qū)實際值與設計值的差距及相關信息。即使是沒有經驗的司機也能有效地完成斜坡作業(yè)等要求。一些新產品可以實現坡度的精確控制,駕駛室內的視覺顯示系統可以指導駕駛員準確工作,精度可以達到厘米級。嵌入微機故障診斷系統的車載計算機,可以根據各種傳感器的檢測信號和專家知識庫,評估機器的運行狀態(tài),預測可能出現的故障。出現故障時,發(fā)出故障信息警報或指示駕駛員查找并排除故障。柴油機控制管理系統部分新型柴油機配備了基于單片機的噴油控制和發(fā)動機優(yōu)化性能調節(jié)系統,可提高燃油利用率,確保發(fā)動機排放的廢氣符合環(huán)保控制法規(guī)要求。該系統還可以通過CAN總線與其他設備進行通信,使整機構成一個完整的管理系統,由嵌入式工業(yè)平板電腦進行顯示和控制。此外,換擋控制系統根據機器的運行速度和負載狀態(tài)自動換擋,使發(fā)動機轉速與運行工況相匹配,從而達到節(jié)能的目的。
人機工程學的普遍應用由于控制系統最能直接體現人性化設計理念,國外工程機械特別注重駕駛員與操作界面的協調,強調操作的舒適性。嵌入式工業(yè)觸摸屏、文字圖形顯示、無線遙控、多功能操作手柄應用廣泛,操作面板布局合理。未來,集成液壓、微電子和信息技術的智能系統將成為主流發(fā)展方向,并廣泛應用于工程機械產品設計中。依靠微電子和信息技術的廣泛應用,計算機輔助駕駛系統、信息管理系統和故障診斷系統將不斷完善;電子監(jiān)控和自動報警系統及自動換擋裝置將得到廣泛應用;工程機械將安裝全球定位系統定位和自動稱重裝置,用于材料的精確挖掘(鏟)、裝載、裝載和操作。在施工技術研究的基礎上,以計算機技術、微電子技術、信息技術、無線通信技術和自動控制技術的綜合應用為手段,將陸續(xù)展開各施工組(如組成施工組的瀝青攪拌站、瀝青運輸車、瀝青轉運車、瀝青攤鋪機)的智能化研究。