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近年來(lái)，智能制造熱潮席捲全球各地。其中，智能工廠(chǎng)作為智能制造重要的實(shí)踐領(lǐng)域，已引起了制造企業(yè)的廣泛關(guān)注，和各級(jí)政府的高度重視。本文將分析全世界智能工廠(chǎng)建設(shè)的現(xiàn)狀與問(wèn)題，智能工廠(chǎng)的內(nèi)涵，以及推進(jìn)智能工廠(chǎng)建設(shè)的商機(jī)之道。
一、全球智能工廠(chǎng)建設(shè)的現(xiàn)狀分析
近年來(lái)，全球各主要經(jīng)濟(jì)體都在大力推進(jìn)制造業(yè)的復(fù)興。在工業(yè) 4.0、工業(yè)網(wǎng)路、物聯(lián)網(wǎng)、云端運(yùn)算等熱潮下，全球眾多優(yōu)秀制造企業(yè)，都開(kāi)展了智能工廠(chǎng)建設(shè)實(shí)踐。
例如，西門(mén)子安貝格電子工廠(chǎng)，實(shí)現(xiàn)了多品種工業(yè)電腦的混線(xiàn)生產(chǎn)。FANUC 公司，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人和伺服電機(jī)生產(chǎn)過(guò)程的高度自動(dòng)化和智能化，并利用自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)，在工廠(chǎng)內(nèi)的各個(gè)智能制造單元之間傳遞物料，實(shí)現(xiàn)了最高 720 小時(shí)無(wú)人值守;施耐德電機(jī)，實(shí)現(xiàn)了電氣開(kāi)關(guān)制造和包裝過(guò)程的全自動(dòng)化。美國(guó)哈雷戴維森公司，廣泛利用以加工中心和機(jī)器人，構(gòu)成的智能制造單元，實(shí)現(xiàn)大批量客制化。三菱電機(jī)名古屋制作所，采用人機(jī)結(jié)合的新型機(jī)器人裝配產(chǎn)線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)從自動(dòng)化到智能化的轉(zhuǎn)變，顯著提高了單位生產(chǎn)面積的產(chǎn)量;全球重卡巨頭 MAN 公司搭建了完備的廠(chǎng)內(nèi)物流體系，利用 AGV 裝載進(jìn)行裝配的組件和整車(chē)，便于靈活調(diào)整裝配線(xiàn)，并建立了物料超市，取得明顯成效。
當(dāng)前，制造業(yè)面臨著巨大的轉(zhuǎn)型壓力。一方面，勞動(dòng)力成本迅速攀升、產(chǎn)能不足或過(guò)剩、競(jìng)爭(zhēng)激烈、客戶(hù)個(gè)性化需求日益成長(zhǎng)等因素，迫使制造企業(yè)轉(zhuǎn)向建立差異化競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。在工廠(chǎng)層面，制造企業(yè)面臨著招工難，以及缺乏專(zhuān)業(yè)技師的巨大壓力，必須實(shí)現(xiàn)減員增效，迫切需要推進(jìn)智能工廠(chǎng)建設(shè)。
另一方面，物聯(lián)網(wǎng)、協(xié)作機(jī)器人、增材制造、預(yù)測(cè)性維護(hù)、機(jī)器視覺(jué)等新興技術(shù)迅速興起，為制造企業(yè)推進(jìn)智能工廠(chǎng)建設(shè)，提供了良好的技術(shù)支撐，使各行業(yè)越來(lái)越多的大中型企業(yè)，開(kāi)啟了智能工廠(chǎng)的建設(shè)。
汽車(chē)、家電、軌道交通、食品飲料、制藥、裝備制造、家居等行業(yè)的企業(yè)，對(duì)生產(chǎn)和裝配線(xiàn)進(jìn)行自動(dòng)化、智能化改造，以及建立全新的智能工廠(chǎng)的需求十分旺盛。
例如佛山某滾筒洗衣機(jī)工廠(chǎng)，可以實(shí)現(xiàn)按訂單配置、生產(chǎn)和裝配，采用高柔性的自動(dòng)無(wú)人生產(chǎn)線(xiàn)，廣泛應(yīng)用精密裝配機(jī)器人，采用 MES系統(tǒng)全程訂單執(zhí)行管理系統(tǒng)，透過(guò) RFID 進(jìn)行全程追溯，實(shí)現(xiàn)了機(jī)機(jī)互聯(lián)、機(jī)物互聯(lián)和人機(jī)互聯(lián)。
另一家裝修企業(yè)，實(shí)現(xiàn)了從款式設(shè)計(jì)，到構(gòu)造尺寸的全方位個(gè)性客制化，建立了高度智能化的生產(chǎn)加工控制系統(tǒng)，能夠滿(mǎn)足消費(fèi)者個(gè)性化客制化所產(chǎn)生的特殊尺寸，與構(gòu)造板材的切削加工需求。
還有一家加工企業(yè)全面采用他們的國(guó)產(chǎn)加工中心、數(shù)控系統(tǒng)和工業(yè)軟件，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集和工廠(chǎng)內(nèi)聯(lián)網(wǎng)，建立了工廠(chǎng)的數(shù)位映射模型(Digital Twin)，建構(gòu)了手機(jī)殼加工的智能工廠(chǎng)。這些廠(chǎng)商的升級(jí)轉(zhuǎn)變，我們臺(tái)灣的制造業(yè)必須正視，否則未來(lái)更難以與他們?cè)趪?guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。
但是，制造企業(yè)在推進(jìn)智能工廠(chǎng)建設(shè)方面，還存在諸多問(wèn)題與誤區(qū)：
1. 盲目購(gòu)買(mǎi)自動(dòng)化設(shè)備和自動(dòng)化產(chǎn)線(xiàn)。很多制造企業(yè)仍然認(rèn)為推進(jìn)智能工廠(chǎng)就是自動(dòng)化和機(jī)器人化，盲目追求「關(guān)燈工廠(chǎng)」，推進(jìn)單工位的機(jī)器人改造，推行機(jī)器換人，上馬只能加工或裝配單一產(chǎn)品的剛性自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)。只注重購(gòu)買(mǎi)高端數(shù)控設(shè)備，但卻沒(méi)有配備相應(yīng)的軟件系統(tǒng)。
2. 尚未實(shí)現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集和工廠(chǎng)內(nèi)聯(lián)網(wǎng)。企業(yè)在購(gòu)買(mǎi)設(shè)備時(shí)，沒(méi)有要求開(kāi)放數(shù)據(jù)介面，大部分設(shè)備還不能自動(dòng)采集數(shù)據(jù)，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)工廠(chǎng)內(nèi)聯(lián)網(wǎng)。目前，各大自動(dòng)化廠(chǎng)商都有自己的工業(yè)總線(xiàn)和通信協(xié)議，OPC UA 標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用還不普及。
3. 工廠(chǎng)運(yùn)營(yíng)層還是黑箱。在工廠(chǎng)運(yùn)營(yíng)方面還缺乏資訊系統(tǒng)支撐，工廠(chǎng)內(nèi)仍然是一個(gè)黑箱，生產(chǎn)過(guò)程還難以實(shí)現(xiàn)全程追溯，與生產(chǎn)管理息息相關(guān)的制造 BOM 數(shù)據(jù)、工時(shí)數(shù)據(jù)也不準(zhǔn)確。
4. 設(shè)備績(jī)效不高。生產(chǎn)設(shè)備沒(méi)有得到充分利用，設(shè)備的健康狀態(tài)未進(jìn)行有效管理，常常由于設(shè)備故障，造成非計(jì)劃性停機(jī)，影響生產(chǎn)。
5. 依然存在大量資訊化孤島和自動(dòng)化孤島。智能工廠(chǎng)建設(shè)涉及到智能裝備、自動(dòng)化控制、感測(cè)器、工業(yè)軟件等領(lǐng)域的供應(yīng)商，整合難度很大。很多企業(yè)不僅存在諸多資訊孤島，也存在很多自動(dòng)化孤島，自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)沒(méi)有進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，生產(chǎn)線(xiàn)之間還需要中轉(zhuǎn)庫(kù)轉(zhuǎn)運(yùn)。
究其塬因，是智能制造和智能工廠(chǎng)涵蓋領(lǐng)域很多，系統(tǒng)極其復(fù)雜，企業(yè)還缺乏深刻理解。在這種狀況下，制造企業(yè)不能貿(mào)然推進(jìn)，搞「大躍進(jìn)」，以免造成企業(yè)的投資泡湯。
智能工廠(chǎng)建設(shè)，涉及很多安控、物聯(lián)網(wǎng)、云端運(yùn)算邊緣運(yùn)算軟硬體設(shè)備，以及相關(guān)機(jī)電、弱電、網(wǎng)通的系統(tǒng)規(guī)劃與安裝工程業(yè)者的投入。近幾年許多大型 VAR 業(yè)者如精誠(chéng)資訊、凌羣等業(yè)者，以及中小型做虛擬系統(tǒng)的業(yè)者，紛紛投入。因此，形成生態(tài)圈將是未來(lái)重要的營(yíng)運(yùn)模式。
不過(guò)一些產(chǎn)業(yè)的業(yè)者，仍然堅(jiān)持走傳統(tǒng)模式，口中喊著支持 MIT，但并沒(méi)有真正進(jìn)入垂直領(lǐng)域的生態(tài)圈，面對(duì)國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商不斷的蛻變，這是目前存在的隱憂(yōu)。
二、何謂智能工廠(chǎng)?
究竟何謂智能工廠(chǎng)?智能工廠(chǎng)具有以下六個(gè)顯著特徵：
1. 設(shè)備互聯(lián)。能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備與設(shè)備互聯(lián)(M2M)，透過(guò)與設(shè)備控制系統(tǒng)整合，以及外接感測(cè)器等方式，由 SCADA(數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng))即時(shí)采集設(shè)備的狀態(tài)，生產(chǎn)完工的資訊、品質(zhì)資訊，并透過(guò)應(yīng)用 RFID、條碼(一維和二維)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的可追溯。
2. 廣泛應(yīng)用工業(yè)軟件。廣泛應(yīng)用 MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))、APS(先進(jìn)生產(chǎn)排程)、能源管理、品質(zhì)管理等工業(yè)軟件，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的可視化和透明化。在新建工廠(chǎng)時(shí)，可以透過(guò)數(shù)位化工廠(chǎng)實(shí)境模擬軟件，進(jìn)行設(shè)備和產(chǎn)線(xiàn)佈局、工廠(chǎng)物流、人機(jī)工程等實(shí)境模擬，確保工廠(chǎng)結(jié)構(gòu)合理。
在推進(jìn)數(shù)位化轉(zhuǎn)型的過(guò)程中，必須確保工廠(chǎng)的數(shù)據(jù)安全，和設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)安全。在透過(guò)專(zhuān)業(yè)檢測(cè)設(shè)備檢出次品時(shí)，不僅要能夠自動(dòng)與合格品分流，而且能夠透過(guò) SPC(統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制)等軟件，分析出現(xiàn)品質(zhì)問(wèn)題的塬因。
3. 充分結(jié)合精益生產(chǎn)理念。充分體現(xiàn)工業(yè)工程和精益生產(chǎn)的理念，能夠?qū)崿F(xiàn)按訂單驅(qū)動(dòng)，拉動(dòng)式生產(chǎn)，盡量減少在制品庫(kù)存，消除浪費(fèi)。推進(jìn)智能工廠(chǎng)建設(shè)，要充分結(jié)合企業(yè)產(chǎn)品和工藝特點(diǎn)。在研發(fā)階段也需要大力推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化、模組化和系列化，奠定推進(jìn)精益生產(chǎn)的基礎(chǔ)。
4. 實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化。結(jié)合企業(yè)的產(chǎn)品和生產(chǎn)特點(diǎn)，持續(xù)提升生產(chǎn)、檢測(cè)和工廠(chǎng)物流的自動(dòng)化程度。產(chǎn)品品種少、生產(chǎn)批量大的企業(yè)可以實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化，乃至建立關(guān)燈工廠(chǎng);小批量、多品種的企業(yè)，則應(yīng)當(dāng)注重少人化、人機(jī)結(jié)合，不要盲目推進(jìn)自動(dòng)化，應(yīng)當(dāng)特別注重建立智能制造單元。工廠(chǎng)的自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)和裝配線(xiàn)應(yīng)當(dāng)適當(dāng)考慮冗余，避免由于關(guān)鍵設(shè)備故障而停線(xiàn);同時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分考慮如何快速換模，能夠適應(yīng)多品種的混線(xiàn)生產(chǎn)。
物流自動(dòng)化對(duì)于實(shí)現(xiàn)智能工廠(chǎng)非常重要，企業(yè)可以透過(guò) AGV、行架式機(jī)械手、懸掛式輸送鏈等物流設(shè)備，實(shí)現(xiàn)工序之間的物料傳遞，并配置物料超市，盡量將物料配送到線(xiàn)邊。品質(zhì)檢測(cè)的自動(dòng)化也非常重要，機(jī)器視覺(jué)在智能工廠(chǎng)的應(yīng)用，將會(huì)越來(lái)越廣泛。此外，還需要仔細(xì)考慮如何使用助力設(shè)備，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度。
5. 注重環(huán)境友好，實(shí)現(xiàn)綠色制造。能夠及時(shí)采集設(shè)備和產(chǎn)線(xiàn)的能源消耗，實(shí)現(xiàn)能源高效利用。在危險(xiǎn)和存在污染的環(huán)節(jié)，優(yōu)先用機(jī)器人替代人工，能夠?qū)崿F(xiàn)廢料的回收和再利用。
6. 可以實(shí)現(xiàn)即時(shí)洞察。從生產(chǎn)排產(chǎn)指令的下達(dá)，到完工資訊的回饋，實(shí)現(xiàn)完整的循環(huán)作業(yè)。透過(guò)建立生產(chǎn)指揮系統(tǒng)，即時(shí)洞察工廠(chǎng)的生產(chǎn)、品質(zhì)、能耗和設(shè)備狀態(tài)資訊，避免非計(jì)劃性停機(jī)。透過(guò)建立工廠(chǎng)的 Digital Twin(數(shù)位映射)，方便地洞察生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)，輔助各級(jí)管理人員做出正確決策。
僅有自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)和工業(yè)機(jī)器人的工廠(chǎng)，還不能稱(chēng)為智能工廠(chǎng)。智能工廠(chǎng)不僅生產(chǎn)過(guò)程應(yīng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、透明化、可視化、精益化，而且，在產(chǎn)品檢測(cè)、品質(zhì)檢驗(yàn)和分析、生產(chǎn)物流等環(huán)節(jié)，也應(yīng)當(dāng)與生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)循環(huán)作業(yè)的整合。
一個(gè)工廠(chǎng)的多個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)之間也要實(shí)現(xiàn)資訊共享、準(zhǔn)時(shí)配送和協(xié)同作業(yè)。智能工廠(chǎng)的建設(shè)充分融合了資訊技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、通信技術(shù)和人工智能技術(shù)。
每個(gè)企業(yè)在建設(shè)智能工廠(chǎng)時(shí)，都應(yīng)該考慮如何能夠有效融合，這五大領(lǐng)域的新興技術(shù)，與企業(yè)的產(chǎn)品特點(diǎn)和制造工藝緊密結(jié)合，確定自身的智能工廠(chǎng)推進(jìn)方案。
三、智能工廠(chǎng)的體系架構(gòu)
著名業(yè)務(wù)流程管理專(zhuān)家 August-Wilhelm Scheer 教授，提出的智能工廠(chǎng)框架，強(qiáng)調(diào)了 MES 系統(tǒng)在智能工廠(chǎng)建設(shè)中的樞紐作用。
智能工廠(chǎng)可以分為基礎(chǔ)設(shè)施層、智能裝備層、智能產(chǎn)線(xiàn)層、智能生產(chǎn)線(xiàn)層和工廠(chǎng)管控層五個(gè)層級(jí)：
1、基礎(chǔ)設(shè)施層
企業(yè)首先應(yīng)當(dāng)建立有線(xiàn)或者無(wú)線(xiàn)的工廠(chǎng)網(wǎng)路，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)指令的自動(dòng)下達(dá)和設(shè)備與產(chǎn)線(xiàn)資訊的自動(dòng)采集;形成整合化的生產(chǎn)線(xiàn)聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，解決不同通訊協(xié)議的設(shè)備之間，以及 PLC、CNC、機(jī)器人、儀表/感測(cè)器，和工控/IT 系統(tǒng)之間的聯(lián)網(wǎng)問(wèn)題;利用影像監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)生產(chǎn)線(xiàn)的環(huán)境，人員行為進(jìn)行監(jiān)控、辨識(shí)與警報(bào);此外，工廠(chǎng)應(yīng)當(dāng)在溫度、濕度、潔凈度的控制和工業(yè)安全(包括工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的安全、生產(chǎn)環(huán)境的安全和人員安全)等方面達(dá)到智能化水準(zhǔn)。
2、智能裝備層
智能裝備，是智能工廠(chǎng)運(yùn)作的重要手段和工具。智能裝備主要包含智能生產(chǎn)設(shè)備、智能檢測(cè)設(shè)備和智能物流設(shè)備。制造裝備在經(jīng)歷了機(jī)械裝備到數(shù)控裝備后，目前正在逐步向智能裝備發(fā)展。智能化的加工中心具有誤差補(bǔ)償、溫度補(bǔ)償?shù)裙δ埽軌驅(qū)崿F(xiàn)邊檢測(cè)、邊加工。
工業(yè)機(jī)器人透過(guò)整合視覺(jué)、力覺(jué)等感測(cè)器，能夠準(zhǔn)確辨識(shí)工件，自主進(jìn)行裝配，自動(dòng)避讓人，實(shí)現(xiàn)人機(jī)協(xié)作。金屬增材制造設(shè)備可以直接制造零件，DMG MORI 已開(kāi)發(fā)出能夠?qū)崿F(xiàn)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)增材制造，和切削加工的混合制造加工中心。智能物流設(shè)備則包括自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)、智能夾具、AGV、桁架式機(jī)械手、懸掛式輸送鏈等。例如，F(xiàn)anuc 工廠(chǎng)就應(yīng)用了自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)，作為智能加工單元之間的物料傳遞工具。
3、智能產(chǎn)線(xiàn)層
智能產(chǎn)線(xiàn)的特點(diǎn)是，在生產(chǎn)和裝配的過(guò)程中，能夠透過(guò)感測(cè)器、數(shù)控系統(tǒng)或 RFID 自動(dòng)進(jìn)行生產(chǎn)、品質(zhì)、能耗、設(shè)備績(jī)效(OEE)等數(shù)據(jù)采集，并透過(guò)電子看板，顯示即時(shí)的生產(chǎn)狀態(tài);透過(guò)安全燈系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工序之間的協(xié)作;生產(chǎn)線(xiàn)能夠?qū)崿F(xiàn)快速換模，實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化;能夠支持多種相似產(chǎn)品的混線(xiàn)生產(chǎn)和裝配，靈活調(diào)整工藝，適應(yīng)小批量、多品種的生產(chǎn)模式;具有一定冗余，如果生產(chǎn)線(xiàn)上有設(shè)備出現(xiàn)故障，能夠調(diào)整到其他設(shè)備生產(chǎn);針對(duì)人工操作的工位，能夠給予智能的提示。
4、智能生產(chǎn)線(xiàn)層
要實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行有效管控，需要在設(shè)備聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)、先進(jìn)生產(chǎn)排產(chǎn)(APS)、勞動(dòng)力管理等軟件，進(jìn)行高效的生產(chǎn)排產(chǎn)，和合理的人員排班，提高設(shè)備利用率(OEE)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的追溯，減少在制品庫(kù)存，應(yīng)用人機(jī)介面(HMI)，以及工業(yè)平板等行動(dòng)終端，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的無(wú)紙化。
另外，還可以利用 Digital Twin (數(shù)位映射)技術(shù)，將 MES 系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)在虛擬的 3D 產(chǎn)線(xiàn)模型中，即時(shí)地展現(xiàn)出來(lái)，不僅提供生產(chǎn)線(xiàn)的 VR(虛擬現(xiàn)實(shí))環(huán)境，而且還可以顯示設(shè)備的實(shí)際狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)虛實(shí)融合。
生產(chǎn)線(xiàn)物流的智能化，對(duì)于實(shí)現(xiàn)智能工廠(chǎng)非常重要。企業(yè)需要充分利用智能物流裝備，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中所需物料的及時(shí)配送。企業(yè)可以用 DPS 系統(tǒng)( Digital Picking System )實(shí)現(xiàn)物料揀選的自動(dòng)化。
5、工廠(chǎng)管控層
工廠(chǎng)管控層，主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)控，透過(guò)生產(chǎn)指揮系統(tǒng)，即時(shí)洞察工廠(chǎng)的營(yíng)運(yùn)，實(shí)現(xiàn)多個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)之間的協(xié)作和資源的調(diào)度。流程制造企業(yè)已廣泛應(yīng)用 DCS 或 PLC 控制系統(tǒng)，進(jìn)行生產(chǎn)管控，近年來(lái)，離散制造企業(yè)也開(kāi)始建立中央控制室，即時(shí)顯示工廠(chǎng)的營(yíng)運(yùn)數(shù)據(jù)和圖表，展示設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并可以透過(guò)圖像辨識(shí)技術(shù)，對(duì)影像監(jiān)控中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，進(jìn)行自動(dòng)警報(bào)。
四、智能工廠(chǎng)的成功之道
1、進(jìn)行智能工廠(chǎng)整體規(guī)劃
智能工廠(chǎng)五級(jí)金字塔工廠(chǎng)的建設(shè)，需要實(shí)現(xiàn) IT 系統(tǒng)與自動(dòng)化系統(tǒng)的資訊整合;處理來(lái)源多樣的異構(gòu)數(shù)據(jù)，包括設(shè)備、生產(chǎn)、物料、品質(zhì)、能耗等海量數(shù)據(jù);應(yīng)當(dāng)進(jìn)行科學(xué)的廠(chǎng)房佈局規(guī)劃，在滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝要求，優(yōu)化業(yè)務(wù)流程的基礎(chǔ)上，提升物流效率，提高工人工作的舒適程度。
智能工廠(chǎng)的推進(jìn)需要企業(yè)的 IT 部門(mén)、自動(dòng)化部門(mén)、精益推進(jìn)部門(mén)，和業(yè)務(wù)部門(mén)的通力合作。制造企業(yè)應(yīng)當(dāng)做好智能工廠(chǎng)相關(guān)技術(shù)的教育訓(xùn)練，選擇有實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)的智能制造咨詢(xún)服務(wù)機(jī)構(gòu)，共同規(guī)劃推進(jìn)智能工廠(chǎng)建設(shè)的藍(lán)圖。
在規(guī)劃時(shí)應(yīng)注意行業(yè)差異性，因?yàn)椴煌袠I(yè)的產(chǎn)品制造工藝差別很大，智能工廠(chǎng)建設(shè)的目標(biāo)和重點(diǎn)也有顯著差異。
2、建立明確的智能工廠(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)
在智能工廠(chǎng)的建設(shè)中，企業(yè)往往會(huì)忽視管理與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的建立，容易造成缺少數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，一物多碼;作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行不到位;缺失設(shè)備管理標(biāo)準(zhǔn)，不同的設(shè)備采用不同的通訊協(xié)議，造成設(shè)備整合難度大;管理流程復(fù)雜，職權(quán)利不匹配;質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行不到位，導(dǎo)致批次品質(zhì)問(wèn)題多等問(wèn)題。
因此，需要建立明確的智能工廠(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)，例如，業(yè)務(wù)流程管理規(guī)范、設(shè)備點(diǎn)檢維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和智能工廠(chǎng)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)等管理規(guī)范，智能裝備標(biāo)準(zhǔn)、智能工廠(chǎng)系統(tǒng)集成標(biāo)準(zhǔn)、工業(yè)網(wǎng)路標(biāo)準(zhǔn)，以及主數(shù)據(jù)管理標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
3、重視智能加工單元建設(shè)
目前，智能加工單元在制造企業(yè)的應(yīng)用還處于起步階段，但必然是發(fā)展的方向。智能加工單元可以利用智能技術(shù)，將 CNC、工業(yè)機(jī)器人、加工中心，以及自動(dòng)化程度較低的設(shè)備，整合起來(lái)，使其具有更高的柔性，提高生產(chǎn)效率。
4、強(qiáng)調(diào)人機(jī)協(xié)作而不是機(jī)器換人
智能工廠(chǎng)的終極目標(biāo)，并不是要建設(shè)成無(wú)人工廠(chǎng)，而應(yīng)追求在合理成本的前提下，滿(mǎn)足市場(chǎng)個(gè)性化客制化的需求。因此，人機(jī)協(xié)作將成為智能工廠(chǎng)未來(lái)發(fā)展的主要趨勢(shì)。人機(jī)協(xié)作的最大特點(diǎn)，是可以充分利用人的靈活性，完成復(fù)雜多變的工作任務(wù)，在關(guān)鍵崗位上，更需要人的判斷能力和決策能力顯得更為重要，而機(jī)器人則擅長(zhǎng)重復(fù)勞動(dòng)。
5、積極應(yīng)用新興技術(shù)
未來(lái)，AR(Augmented Reality，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí))技術(shù)將被大量應(yīng)用到工廠(chǎng)的設(shè)備維護(hù)，和人員教育訓(xùn)練中。工人帶上 AR 眼鏡，就可以「看到」需要操作的工作位置。例如，需要擰緊螺栓的地方，當(dāng)擰到位時(shí)，會(huì)有相應(yīng)提示，從而提高作業(yè)人員的工作效率;維修人員可以透過(guò)即物掃碼，使虛擬模型與實(shí)物模型重合疊加，同時(shí)在虛擬模型中顯示出設(shè)備型號(hào)、工作參數(shù)等資訊，并根據(jù) AR 中的提示進(jìn)行維修操作;
AR 技術(shù)還可以幫助設(shè)備維修人員，將實(shí)物運(yùn)行參數(shù)與數(shù)位模型進(jìn)行對(duì)比，盡快定位問(wèn)題，并給予可能的故障塬因分析。此外，數(shù)位工廠(chǎng)實(shí)境模擬技術(shù)，可以基于離散事件建模、3D 幾何建模、可視化仿真與優(yōu)化等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工廠(chǎng)靜態(tài)佈局、動(dòng)態(tài)物流過(guò)程等綜合實(shí)境模擬和分析，從而能夠先建立數(shù)位化的生產(chǎn)系統(tǒng)，甚至全部工廠(chǎng)，依據(jù)既定工藝進(jìn)行運(yùn)行實(shí)境模擬。
五、總結(jié)
在智能制造的熱潮下，企業(yè)不宜盲目跟風(fēng)。建設(shè)智能工廠(chǎng)，應(yīng)圍繞企業(yè)的中長(zhǎng)期發(fā)展策略，根據(jù)自身產(chǎn)品、工藝、設(shè)備和訂單的特點(diǎn)，合理規(guī)劃智能工廠(chǎng)的建設(shè)藍(lán)圖。在推進(jìn)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上，從最緊迫需要解決的問(wèn)題入手，務(wù)實(shí)推進(jìn)智能工廠(chǎng)的建設(shè)。
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