作者：与子同袍
首发：物联网前沿技术观察上期给大家介绍了SmartFactoryKL对工业4.0智能工厂的需求分析。本期我们来看下SmartFactoryKL工业4.0智能工厂有哪些模块，每个模块的功能。
SmartFactoryKL整个生产系统，一共包含十大组成部分：
- 生产模块
- TFS柔性传输单元
- 基础设施
- 人机协同
- ERP
- 工业软件
- 数据分析
- 安全认证
- 系统集成
- 云服务
下面我给大家一一介绍每个组成部分的功能。
组成部分一：生产模块
每个生产模块完成生产线的一道加工或质检工序。对于这条名片盒生产线来说，一共有如下10种生产模块：
- Pilz仓储模块
- Festo 的柔性运输系统
- 菲尼克斯的激光打标模块
- 博世力士乐的夹紧模块
- Festo 底雕模块
- Harting 的安装模块
- 托利多的称重模块
- Lapp Kapel的质量控制模块
- MiniTec 的手动装配站
- TE、思科、魏德米勒、菲尼克斯和Harting提供电源、网络连接和压缩空气模块
生产模块1
上图中的机台1a是Pilz 的智能自动化仓储模块，用于存储工件托盘。
客户在网站上填好名片盒要打印的二维码、外壳颜色等定制化要求，然后下单。工厂的ERP就会收到这个订单。ERP随即把客户的定制要求发送给MES系统。MES系统命令存储模块把一个空的工件托盘到下一步工序1b。名片盒的生产订单信息也会写入工件托盘上的RFID标签。
机台1b是Festo 的雕刻模块。
它从RFID标签中读取要雕刻的二维码信息，然后控制 CNC 对工件工件托盘上的塑料盒进行雕刻。
机台1c是博世力士乐的夹装模块，它负责将名片固定夹安装到塑料盒底部。
生产模块2
上图的机台1d是Harting的安装模块。如果RFID标签中要求金属上盖是土豪金颜色，那么这个工序就会把土豪金颜色的金属上盖装到底部塑料壳上。
机台1e是菲尼克斯的激光打标模块。它用激光在名片盒的顶端表面打上客户名片的二维码信息。这个二维码信息同样也是从RFID标签读到的。
生产模块3
生产模块3的机台1f是梅特勒-托利多的称重模块。它使用高精度秤检测产品重量是否合格。通过将称重结果与存储在RFID标签中的重量阈值进行比较，实现质量控制。
机台1g是Harting的质控模块。它通过高分辨率工业相机检测产品是否合格。
组成部分二：TFS柔性传输单元
Festo的“机器人平台”是一个自导式运输系统，负责生产线和手动装配站之间的柔性物料传输。
这个柔性运输系统（FTS）配备了华为的光学质量控制系统。还使用华为5G 无线技术用于快速、安全地把质量数据发送到云端。
组成部分三： 基础设施
这里的基础设施是指生产过程所需的电、气、网络等基础设施。这里面用到的产品来自华为、菲尼克斯、博世力士乐和魏德米勒。
生产模块与生产模块之间，以及生产模块与上层信息系统之间的信息交互，是通过 TSN 网络（时间敏感网络）进行实时数据传输。
TSN 可对传输的数据设定优先级。通过这种优先级处理，可以灵活设置哪些数据需要实时响应，以及哪些数据可以接受延迟传输。TSN 可以保证关键安全数据将以最高优先级发送，这就可确保即使在高负载的网络中，仍继续进行可靠的传输。
组成部分四： 人机协同
Festo的机器人平台会将需要返修的在制品自动传送到MiniTec的手动工作台。
这个工作台经过人体工学优化，采用互联网通信技术和增强现实，辅助员工完成装配活动。
操作人员戴上智能眼镜，可以帮助新员工训练产品组装流程，也可以用于协助操作人员手动装配一些批量小的组装任务。
组成部分五： ERP
生产流程的控制由ProAlpha的ERP系统来控制。
客户可以直接从浏览器下订单，订单将发送到ERP系统，执行生产。
生产进度会实时显示在作业订单中，客户收到作业进度的当前状态。
组成部分六：产品生命周期管理
通过PLM产品生产周期软件，对产品从设计到售后维护进行信息化的管理。
组成部分七：数据分析
由 KIST的数据分析软件对生产线的数据进行智能分析。
通过将设备传感器的历史数据与实时数据进行比较，可以在早期阶段发现故障，减少设备停机时间。随着时间的推移和数据量的增加，分析会越来越精确，流程可以不断优化。
组成部分八：安全认证
通过TUV南德对生产线的柔性传输系统进行安全认证。从而确保某一个生产模块发生异常时，相应的生产模块和柔性传输单元会停机，同时不影响其他生产模块和柔性传输单元的运行。
组成部分九：系统集成
生产线和信息系统的集成解决方案是在 IBM Watson IoT 平台的帮助下实现的。
它将生产线的数据发送到物联网云平台上进行存储和分析。
组成部分十： 云端服务
SmartFactoryKL 生产工厂连到了多个云平台，包括来自菲尼克斯和梅特勒-托利多的云平台和IBM的云平台。在IBM的云平台上对采集的生产线数据进行人工智能分析。
SmartFactoryKL CLOUD 作为更高级别的云平台，整合来自制造商云的数据，并将其分发到适当的目标，例如现场操作人员的智能眼镜。
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