近年來，隨著科技的不斷發(fā)展，全球越來越多傳統(tǒng)型工業(yè)制造企業(yè)開始加入智能工廠建設(shè)的行列，以此來推動(dòng)工業(yè)制造業(yè)向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向發(fā)展，從根本上變革制造業(yè)生產(chǎn)方式和資源組織模式，實(shí)現(xiàn)智能制造。

“十四五”規(guī)劃提出，要深入實(shí)施智能制造和綠色制造工程，發(fā)展服務(wù)型制造新模式，推動(dòng)制造業(yè)高端化智能化綠色化。隨著5G等新一代信息技術(shù)與制造業(yè)不斷深度融合，制造業(yè)智能化發(fā)展成為未來我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要方向。《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》提出，到2025年，70%的規(guī)模以上制造業(yè)企業(yè)基本實(shí)現(xiàn)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化，建成500個(gè)以上引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展的智能制造示范工廠。目前，在石化、鋼鐵、機(jī)械裝備制造、汽車制造、航空航天、飛機(jī)制造等行業(yè)，智能工廠得到高度發(fā)展。

智能工廠的定義

根據(jù)《智能工廠通用技術(shù)要求》的定義：智能工廠是在數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)上，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和監(jiān)控技術(shù)加強(qiáng)信息管理和服務(wù)，提高生產(chǎn)過程可控性、減少生產(chǎn)線人工干預(yù)，合理計(jì)劃排程。同時(shí)集智能手段和智能系統(tǒng)等新興技術(shù)于一體，構(gòu)建高效、節(jié)能、綠色、環(huán)保、舒適的人性化工廠。

智能工廠的總體框架

智能工廠實(shí)現(xiàn)多個(gè)數(shù)字化車間的統(tǒng)一管理與協(xié)同生產(chǎn)，將車間各類生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析與決策，并整合設(shè)計(jì)信息與物流信息，再次傳送到數(shù)字化車間，實(shí)現(xiàn)車間的精準(zhǔn)、柔性、高效、節(jié)能的生產(chǎn)模式。

數(shù)據(jù)在智能工廠的智能設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理與物流環(huán)節(jié)中，承載工廠內(nèi)各個(gè)層次之間以及同一層次的各個(gè)功能模塊和系統(tǒng)之間的信息。數(shù)據(jù)的交互通過連接各個(gè)功能模塊的通信網(wǎng)絡(luò)完成，其內(nèi)容服從于智能工廠系統(tǒng)集成建設(shè)和運(yùn)營(yíng)需要。數(shù)據(jù)的格式和內(nèi)容定義遵從通信網(wǎng)絡(luò)和執(zhí)行層、資源層的各應(yīng)用功能模塊協(xié)議。數(shù)據(jù)的一致性和連貫性將產(chǎn)品的智能設(shè)計(jì)、生產(chǎn)管理、物流等環(huán)節(jié)組織成有機(jī)整體。

智能工廠的基本要素

數(shù)字化

智能工廠的基礎(chǔ)。對(duì)工廠資產(chǎn)建立數(shù)字化描述和數(shù)字化模型，使所有資產(chǎn)都可在整個(gè)生命周期中識(shí)別、交互、實(shí)施、驗(yàn)證和維護(hù)，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)和自動(dòng)測(cè)試，以適應(yīng)工廠內(nèi)外部不確定性（如部門協(xié)調(diào)、客戶需求、供應(yīng)鏈變化等）。

網(wǎng)絡(luò)化

在數(shù)字化基礎(chǔ)上，建有相互連接的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)控設(shè)備網(wǎng)絡(luò)、生產(chǎn)物聯(lián)／物流網(wǎng)絡(luò)和工廠網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)所有資產(chǎn)數(shù)據(jù)在整個(gè)生命周期上的價(jià)值流自由流動(dòng)，打通物理世界與網(wǎng)絡(luò)世界連接，實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通。

智能化

能夠感知和存儲(chǔ)外部信息能力，即整個(gè)制造系統(tǒng)在各種輔助設(shè)備的幫助下，可以自動(dòng)監(jiān)控生產(chǎn)流程，并能夠及時(shí)捕捉到產(chǎn)品在整個(gè)生命周期中的各種狀態(tài)信息，對(duì)信息進(jìn)行分析、計(jì)算、比較、判斷與聯(lián)想，實(shí)現(xiàn)感知、執(zhí)行與控制決策間的閉環(huán)。

智能工廠的優(yōu)勢(shì)

資產(chǎn)效率

智能工廠的每個(gè)方面都會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，通過持續(xù)分析，可以發(fā)現(xiàn)可能需要某種糾正優(yōu)化的資產(chǎn)性能問題。這種糾正功能使得智能工廠與傳統(tǒng)自動(dòng)化工廠存在明顯差異，自動(dòng)化工廠如果沒有人員干預(yù)，可能會(huì)不停運(yùn)行，而智能工廠會(huì)根據(jù)實(shí)際需求，調(diào)整機(jī)器工作時(shí)間。

質(zhì)量

智能工廠特有的自我優(yōu)化，可以更快地預(yù)測(cè)和檢測(cè)出質(zhì)量缺陷趨勢(shì)，并有助于識(shí)別人為、機(jī)器或環(huán)境因素，優(yōu)化質(zhì)量流程，使產(chǎn)品質(zhì)量更高，缺陷和召回變少。工廠內(nèi)配備的電子看板可以顯示生產(chǎn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)，同時(shí)，操作人員可遠(yuǎn)程參與生產(chǎn)過程的修正或指揮。

更低成本

傳統(tǒng)上，優(yōu)化流程可以帶來更好的成本效益，比如，能更好預(yù)測(cè)庫(kù)存需求，優(yōu)化人員配置，減少不必要的流程。更高質(zhì)量的流程，還意味著對(duì)采購(gòu)需求快速、無延遲響應(yīng)，進(jìn)一步降低成本。

安全可持續(xù)性

流程自主性可以減少人為錯(cuò)誤的可能性，包括造成傷害事故。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)設(shè)備間高效的信息互聯(lián)，由數(shù)字工廠向物聯(lián)工廠升級(jí)，操作人員能獲取生產(chǎn)設(shè)備、物料、成品間的動(dòng)態(tài)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，滿足工廠24小時(shí)監(jiān)測(cè)需求。

基于龐大數(shù)據(jù)庫(kù)，智能工廠可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘與分析，使工廠具備自我學(xué)習(xí)能力，并在此基礎(chǔ)上完成能源消耗優(yōu)化、生產(chǎn)決策自動(dòng)判斷等任務(wù)。

        來源:中國(guó)工業(yè)報(bào)