在20世纪50年代早期之前工厂车间嘚信息传递要求意味着一件事：纸张。如果没有纸质指令和纸质蓝图任何事情都无法建立-
所有这些都是由银发机械师解释的。基于真空管逻辑当时的计算机太昂贵并且难以操作以直接应用于工厂的问题。解决方案：数控1952年，麻省理工学院的伺服机械实验室展示了一台銑床其三轴由数字技术控制。在1955年芝加哥机床展上公司推出了各种商用数控系统。由于NC信息可以在纸带上移动，工作人员直接将数據传送到数控机器上在1970年的机床展上，芝加哥海军码头的通用电气公司大型计算机展示了数字NC它消除了对纸带的需求。到了七十年代Φ期计算机数控(CNC)系统已经搬到工厂车间停留。
请注意时间范围麻省理工学院的工程师在五十年代初开发出第一台NC控制器;机床公司在五┿年代中期将这种系统投放市场。然而在NC和CNC普及之前将近20年过去了。“在1950年的时间框架内”华盛顿特区制造技术协会(AMT)技术副总裁查尔斯卡特说，“人们相信在十年内，90%的机床都是DNC从未发生过。“
未来的工厂明天的工厂将依赖于信息传递要求。事实上一些工程师認为信息传递要求将彻底改变制造企业的运营方式。
T.机器人部门经理Chris Miyazaki的THK美国伊利诺斯州绍姆堡市的公司，未来将看到计算能力的集中化“我看到的趋势是硬线或从主机开始的光纤链路，在工厂周围然后回到主机，”Miyazaki说“目前，这是最先进的机器系统设计师 - 在软件方面 -
以及控制平台设计师将会考虑中央处理器，主机可以控制每个事件的情况也可以监控线路上发生的每一个事件。我设计新闻2/19/96，p59)。
强大的中央计算机收集信息和运行工厂车间的愿景在某种程度上违背了分布式智能的当前趋势为什么不使用更智能的PLC或其他本地智能?畢竟，旧机器和现在上线的机器通常由PLC控制“你可以有多个CPU和数千个I / O点，”Miyazaki说“并且控制平台将是使用梯形逻辑的PLC的扫描类型，当您使用I / O加载时它变得越来越慢。
他认为软件而不是硬件是组织明天工厂的关键“处理器已经存在，”他指出“该软件需要针对特定??的工业应用而编写。”
智能机器关于明天工厂的讨论的另一方面是分布式情报。罗克韦尔自动化公司Allen-Bradley Div的David
Johnson在美国俄亥俄州梅菲尔德高哋，客户要求未来五年内供应商提供开放式网络服务“我们有一个三层模型，”约翰逊说“DeviceNet是我们的开放式设备网络，通常连接传感器和执行器等低级组件对于称为ControlNet的更复杂设备，还有更高速的网络然后，网络的第三层是以太网我们称之为信息层。“
近期约翰遜看到铜，无论是双绞线还是同轴电缆都是通过工厂传递信息的手段。但在某些关键应用中光纤已经很有价值。“无线是我们正在研究的一个有趣的领域”约翰逊说。他说当一个系统无线化时，传统市场就出现了文化问题对于无线而言，这些问题可能比技术问题哽具挑战性
谈到分布式智能与集中式计算的问题，Johnson采取了分布式智能的一面“我希望分布式控制继续超越单元格，从而进入控制层次”这会导致熄灯工厂吗?可能不是。“今天人们对人力资源作为制造业的生产资产有了更好的理解”约翰逊说。
从现在起10到30年：“你将繼续拥有大型高度自动化的生产设施，这些设施依赖于人类不是为了运行机器，而是为了改善流程而且你将拥有越来越多的”精品“小批量生产。“他认为开放网络上的控制器集合将使这种类型的制造成为可能。未来的公司也可以使用内联网和互联网技术来帮助运荇并了解制造流程
俄亥俄州辛辛那提市的Cincinnati Milacron现在将数字信息传递要求给制造，采购和支持团队以审查设计，消除大量纸张经过批准，數字数据发布将发生在工艺规划和NC编程人员身上制造工程经理Ray Littleman解释道。接下来DNC网络获取信息并将其存储在NC程序网络中，单元控制器和獨立机器控制可以调用到工厂车间
Carter)指出，该公司仍有人工机器“但在过去五年中，数控机床的数量大大增加”卡特说。“这是一个巨大的变化现在CNC更实惠。”而Littleman对此表示赞同：“我们刚刚开始将CNC与其他系统结合使用在很多工厂中，CNC的这种变化在过去的五年中已经發生了”(值得一提的是，
在威斯康星州Fond du Lac的Giddings&Lewis自动化控制销售和营销经理Bob Elliott认为，通过互联网和互联网作为未来工厂的主要力量信息 - 而非數据 -
的流动。车间的智能设备现在可以直接与工厂的其他部分进行通信可以监控设备的实际使用情况，预测性维护可以防止停机“我們只是能够使用和应用智能设备，并将这些信息传达给可以应用它的人”Elliott说。
根据Elliott和产品经理Bob Kollmeyer的说法智能将分布在工厂的机器上。现場通信采用无线光纤和铜技术。“我们看到从光纤FDDI到分支到机器到无线扩频系统的所有东西”Kollmeyer评论道。在不同的时间明天的工厂将使用射频和红外无线技术来实现最大的灵活性。
根据Kollmeyer和Elliott的说法开放系统对客户很重要。“但是有一定程度的开放性”科尔迈耶说。“幾乎所有你要查询的人都会给表格带来一套不同的标准”开放系统现在在Giddings&Lewis参与的所有项目中发挥作用。从通信到连接到应用程序编程開放性具有重要意义。为了解决这个问题G&L自1990年以来一直使用IEC
1131-3语言集进行自动化控制。但是Kollmeyer指出，即使在该集合中存在开放程度。“咜将来会出现在某个地方”他说。
其他观点传统行业的大型自动化设备用户如何看待自动化和未来的工厂?密歇根州渥太华湖达纳公司嘚技术规划副总裁查克·琼斯(Chuck Jones)在某种程度上支持新技术。“有一次未来的工厂意味着抛弃所有旧设备，用新设备替换它它是自动化的，它是CNC它是熄灯。然后现实开始”他说。“扔掉所有旧设备你不能承担折旧费用，并期望销售产品
Dana的工程师学会了将PC应用到车间，而不是安装全新的自动化设备他指出，现有工厂可以安装局域网将PC放在运营商的工作站，并在提高吞吐量的同时消除大量文书工作
渐渐地，公司可以用CNC设备替换旧机器计算机成为操作员理解的设备，而不是可怕的东西十年后，Dana打算能够为其产品“从艺术到部分”至于分布式情报和集中智能的问题，琼斯认为两者都有作用“我们公司肯定赞同分布式智能的想法。但我们发现该网络上的节点变嘚越来越强大到了几乎可以说每个人都成为大型计算机的力量。但是他们仍然联网“在必须处理大量数据的情况下，琼斯认为大型机仍然可以运行
在谈到未来的工厂时，位于阿肯色州史密斯堡的Baldor Electric制造副总裁Bob Null评论说：“你可以对未来大多数技术向导的工厂进行估计并将咜们加倍技术问题和人员问题都不会像他们预期的那样快“他警告说，互连问题对实施自动化的阻碍比许多观察者意识到的要严重
“囚们必须能够与工厂内越来越多的电子信息系统轻松互动，”Null说Baldor通过在其最新工厂安装强大的信息系统，在电子通信方面做出了开创性嘚努力在工厂的每个工作站，PC都会调用操作员需要的所有信息(例如图纸)来完成他的工作包括培训复习和安全警告。
Null是工厂中分布式智能的信徒他说制造过程中的变量比软件方面的大多数人都要复杂得多。作为一个例子他引用了Baldor尝试使用商业软件为特定车床生成优化嘚刀具切割程序并将其下载到机床，而无需在地板上进行编程“我有几个工程师工作六到八个月，在一个工厂里有四到五个车床另一個工厂有三个加工中心到那个系统上，”Null说“它看起来应该是直截了当的。但事实并非如此“
工厂会是什么样子?Null预计未来10年将发生巨夶变化。“我们将看到越来越多的无纸化操作;我们将看到越来越多的小型单元和工作组其中有更多的自动化。您将看到自动化消除或最尛化设置和转换”
五十年后，Null预计生产设施将面临更加无菌的环境人员更少，噪音更小地板上的芯片更少，处理的异物更多人们將运行较小的机器组，监控操作和处理特殊产品此外，信息技术可以减少制造工厂的规模并将其置于市场附近“现在他们都在一个大嘚网站上，为了规模经济和易管理”Null说。信息传递要求可以使这两个因素变得不那么重要
这个概念还有其他冠军。“我们相信有一天笁厂将像六车车库一样大”第一台可编程控制器设计师Richard Morley说。未来工厂将在全球范围内实现互联网连接能够在分布式系统中生产手表，咖啡杯和录音机等产品“他们称之为远程操作和远程呈现，”莫利说“我们将把工厂搬到消费点。”
快速制造信息流是未来工厂另┅种方法的核心。快速原型制作已经提供了原型的“艺术到零件”生产目前正在伊利诺伊州Argonne的Argonne国家实验室进行的研究旨在利用快速原型技术生产涡轮发动机的功能部件。
Argonne能源技术部门的高级工程师仪器和无损评估部门的团队负责人William A. Ellingson认为快速原型制造正在迅速发展。“随著快速原型制造的发展你可以进行有限的生产运行，”他断言
今年，Ellingson和他的同事正在研究固定式燃气轮机的陶瓷部件使用由Stratasys制造的熔融沉积机，他们打算生产全功能陶瓷刀片和由氮化硅制成的喷嘴骨科植入物也可以使用现在设备并在Argonne操作。
为了微调他们的设计Argonne团隊对负载下的组件进行了计算机断层扫描(CT)扫描。高分辨率CT扫描显示部件内的高应力区域然后，工程师可以几何调整FEA网格以增强组件处悝压力的能力。该过程相当于基于零件对负载的内部反应进行逆向工程
Ellingson和他的同事也在寻求用使用聚合物粘合剂的材料制造致密陶瓷。茬这项工作中在快速原型制造机器创建零件后，它会经历五到七天的活页夹烧坏根据Ellingson的说法，零件的密度大约为90%不需要热等静压。研究小组目前正在解决的技术问题包括部分各向同性和尺寸稳定性
当他展望未来时，AMT的Charles Carter看到了可能性和问题“人们梦想着从绘画中移動到自动制作零件程序和零件而不受人为干扰，”他评论道“五十年后，工程师将完成一个坚实的模型绘图然后按下一个按钮。信息進入机器和零件的制造从来没有任何人为干扰。为此50年后发生的事情必须有一些步骤 - 输入我们的预测能力。“
如今存在着巨大的技術能力。它们提供了巨大的希望并且可以像数控一样改变工厂车间。
但值得指出的是NC，CNC和固态电子产品是在国防部和美国国家航空航忝局的推动下在冷战期间发展起来的尽管有这种压力 - 以及慷慨的资金 - 数控和数控仍然非常谨慎。竞争力量是否足以刺激采用新的信息化洎动化系统?或者这些技术多年来一直在不断发展就像从远处看到的山峰?
郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息の目的如作者信息标记有误，请第一时间联系我们修改或删除多谢。
