二、智能制造的载体—智能工厂

智能工厂是实现智能制造的重要载体。

(一)何谓智能工厂

智能工厂是现代工厂信息化发展的新阶段,是在数字化工厂的基础上,利用物联网技术、设备监控技术加强信息管理和服务,以便清楚地掌握产销流程,提高生产过程的可控性,减少生产线上的人工干预,及时准确地采集生产线数据,以合理编排生产计划与生产进度,并通过绿色智能手段和智能系统等新兴技术的运用,构建一个高效节能、绿色环保、环境舒适的人性化工厂。

(二)智能工厂的特征

工厂的智能化通过互联互通、数字化、大数据、智能供应链与智能装备五大关键领域得以体现,每个领域的特征如下。

1.互联互通

互联互通是通过信息物理系统(Cyber-Physical Systems,CPS)系统将人、物、机器与系统进行连接,以物联网作为基础,通过传感器、无线射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)、二维码和无线局域网等实现信息的采集,通过可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)和本地及远程服务器实现人机界面的交互,在本地服务器和云存储服务器实现数据读写,在企业资源计划(Enterprise Resource Planning,ERP)、产品生命周期管理(Product Lifecycle Management,PLM)、制造企业生产过程执行系统(Manufacturing Execution System,MES)和数据采集与监视控制系统(Supervisory Control And Data Acquisition,SCADA)等平台实现无缝对接,从而达到信息的畅通、人机的智能。一方面,企业通过这些技术实现智能工厂内部从订单、采购、生产与设计等的信息实时处理与通畅;另一方面相关设计供应商、采购供应商、服务商和客户等与智能工厂实现互联互通,确保生产信息、服务信息等的同步,采购供应商随时可以提取生产订单信息,客户随时可以提交自己的个性化订单且可以查询自己订单的生产进展,服务商随时保持与客户之间沟通及相关事务的处理。

2.数字化

数字化包含两方面内容,一方面是指智能工厂在工厂规划设计、工艺装备开发及物流等方面全部应用三维设计与仿真,通过仿真分析,消除设计中的问题,将问题提前进行识别,减少后期改进、改善的投入,从而达到优化设计成本与质量,实现数字化制造和QCD(Quality—质量,Cost—成本,Delivery—交期)与灵活生产的目标,实现真正的精益管理,通过仿真技术将企业的运营成本降低10%~ 30%,劳动生产率提高15%~ 30%。

另一方面,企业在传感器、定位识别、数据库分析等物联网基础数字化技术的帮助下,使数字化贯穿于产品创造的价值链和智能工厂制造的价值网络。从研发物料清单(Bill of Material,BOM)到采购BOM和制造BOM,甚至到营销服务BOM的准确性与及时性直接影响着企业是否能实现智能化,因而,企业从研发到运营,乃至商业模式也需要数字化的贯通,从某种程度上来说,数字化的实现程度也成为智能制造战略成功的关键。

3.大数据

大数据,是一种规模大到在获取、存储、管理、分析方面大大超出传统数据库软件工具处理能力范围的数据集合。

大数据的战略意义不在于掌握庞大的数据信息,更重要的是企业对数据进行专业化处理,将来自各专业的各类型数据进行提取、分割、建立模型并进行分析,深度挖掘数据背后的潜在问题和贡献价值。

4.智能供应链

智能供应链重点包含供应物流、生产物流、整车物流,各相应环节实施物流信息实时采集、同步传输、数据共享,并驱动物流设备运行,从而达到准时化、可视化的目的,以确保资源的有效共享、订单的准时交付,而且在订单准确的同时减小存储,最大限度地避免了仓储及二次转运的费用,最终降低生产成本,这也是主机厂和供应商之间紧密合作下的质量和价格的优化,达到双赢的效果。

5.智能装备

智能装备方面是指通过智能产品、人机界面、RFID射频技术、插入技术、智能网络及APP等实现设备可感知、可连接,从而形成集群环境,最终形成“可感知-自记忆-自认知-自决策-自重构”的核心能力。

总而言之,智能工厂是智能制造中重要的一部分。智能工厂的建设是实现智能制造新生产方式的核心,在智能工厂的建设中,企业要保障工厂中的“人、机、料、法、环、测”均具有智能化特征,均具备感知、学习、决策、执行和适应能力。