智能制造的五大特征

“你們廠搞智能制造了嗎？”隨著“第四次工業(yè)革命”大潮的來襲，哪個工業(yè)企業(yè)要是不談智能制造，好像就已經(jīng)落后于時代了。然而智能制造究竟是怎么回事，是個怎樣的概念，目前并沒有統(tǒng)一的結(jié)論。

智能制造的五大特征、十大技術(shù)與八大模式，以幫助大家更好地理解智能制造的概念，抓住智能制造趨勢帶來的新機(jī)遇。

一、五大特征

1.生產(chǎn)現(xiàn)場無人化，真正做到“無人”工廠

工業(yè)機(jī)器人、機(jī)械手臂等智能設(shè)備的廣泛應(yīng)用，使工廠無人化制造成為可能。數(shù)控加工中心、智能機(jī)器人和三坐標(biāo)測量儀及其他柔性制造單元，讓“無人工廠”更加觸手可及。

2.生產(chǎn)數(shù)據(jù)可視化，利用大數(shù)據(jù)分析進(jìn)行生產(chǎn)決策

當(dāng)下信息技術(shù)滲透到了制造業(yè)的各個環(huán)節(jié)，條形碼、二維碼、RFID、工業(yè)傳感器、工業(yè)自動控制系統(tǒng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、ERP、CAD/CAM/CAE/CAI等技術(shù)廣泛應(yīng)用，數(shù)據(jù)也日益豐富，對數(shù)據(jù)的實時性要求也更高。這就要求企業(yè)順應(yīng)制造的趨勢，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，實時糾偏，建立產(chǎn)品虛擬模型以模擬并優(yōu)化生產(chǎn)流程，乃至降低生產(chǎn)能耗與成本。

3.生產(chǎn)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化，實現(xiàn)車間“物聯(lián)網(wǎng)”

物聯(lián)網(wǎng)是指通過各種信息傳感設(shè)備，實時采集任何需要監(jiān)控、連接、互動的物體或過程等各種需要的信息，其目的是實現(xiàn)物與物、物與人，所有的物品與網(wǎng)絡(luò)的連接，方便識別、管理和控制。

4.生產(chǎn)文檔無紙化，實現(xiàn)高效、綠色制造

構(gòu)建綠色制造體系，建設(shè)綠色工廠，實現(xiàn)生產(chǎn)潔凈化、廢物資源化、能源低碳化，是我國“智能制造”的重要戰(zhàn)略之一。傳統(tǒng)制造業(yè)，在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生繁多的紙質(zhì)文件，不僅產(chǎn)生大量的浪費(fèi)現(xiàn)象，也存在查找不便、共享困難、追蹤耗時等問題。實現(xiàn)無紙化管理之后，工作人員在生產(chǎn)現(xiàn)場即可快速查詢、瀏覽、下載所需要的生產(chǎn)信息，大幅降低基于紙質(zhì)文檔的人工傳遞及流轉(zhuǎn)，從而杜絕了文件、數(shù)據(jù)丟失，進(jìn)一步提高了生產(chǎn)準(zhǔn)備效率和生產(chǎn)作業(yè)效率，實現(xiàn)綠色、無紙化生產(chǎn)。

5.生產(chǎn)過程透明化，智能工廠的“神經(jīng)”系統(tǒng)

推進(jìn)制造過程智能化，通過建設(shè)智能工廠，促進(jìn)制造工藝的仿真優(yōu)化、數(shù)字化控制、狀態(tài)信息實時監(jiān)測和自適應(yīng)控制，進(jìn)而實現(xiàn)整個過程的智能管控，是中國制造2025的重大戰(zhàn)略。在機(jī)械、汽車、航空、船舶、輕工、家用電器和電子信息等行業(yè)，企業(yè)建設(shè)智能工廠的模式為推進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備(生產(chǎn)線)智能化，目的是拓展產(chǎn)品價值空間，基于生產(chǎn)效率和產(chǎn)品效能的提升，實現(xiàn)價值

增長。

二、八大模式

1.互聯(lián)工廠-打通企業(yè)運(yùn)營的“信息孤島”

在石,探索形成了打通企業(yè)運(yùn)營“信息孤島”為核心的互聯(lián)工廠模式主要應(yīng)用于石化、鋼鐵、電子、家電等領(lǐng)域，通過應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，識別產(chǎn)品、物料的身份，使生產(chǎn)和物流裝備具備數(shù)據(jù)采集和通信等功能,構(gòu)建了生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)和企業(yè)資源計劃系統(tǒng)(ERP)，并實現(xiàn)這些系統(tǒng)之間的協(xié)同與集成。

2.全生產(chǎn)過程能源優(yōu)化管理-提高能源資源利用率

全過程能源優(yōu)化管理模式主要應(yīng)用于石化化工、有色、鋼鐵等行業(yè),該模式以提高能源資源利用率為核心，通過MES采集各裝備、各環(huán)節(jié)的能效數(shù)據(jù),構(gòu)建能源管理系統(tǒng)(EMS)或MES中具有能源管理模塊,對生產(chǎn)過程、設(shè)備、能源供給及人員等實時進(jìn)行優(yōu)化。

3.產(chǎn)品全生命周期可溯-提升產(chǎn)品質(zhì)量管控能力

產(chǎn)品全生命周期可追溯模主要應(yīng)用于食品、制藥等領(lǐng)域，該模式以質(zhì)量管控為核心，主要做法是讓產(chǎn)品在全生命周期具有**標(biāo)識,通過MES系統(tǒng)開展質(zhì)量判異和過程判穩(wěn)等在線質(zhì)量檢測和預(yù)警等。

4.柔性制造-快速響應(yīng)多樣化市場需求

快速響應(yīng)多樣化市場需求的柔性制造模式,主要應(yīng)用于鑄造、服裝等領(lǐng)域，主要做法是實現(xiàn)生產(chǎn)線可同時加工多種產(chǎn)品/零部件,車間物流系統(tǒng)實現(xiàn)自動配料,構(gòu)建高級排產(chǎn)系統(tǒng)(APS),并實現(xiàn)工控系統(tǒng)、制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)、企業(yè)資源計劃系統(tǒng)(ERP)之間的高效協(xié)同與集成。

5.大規(guī)模個性化定制，滿足用戶個性化需求

大規(guī)模個性化定制模式主要應(yīng)用于服裝、紡織、家居、家電等消費(fèi)品領(lǐng)域，通過產(chǎn)品模塊化設(shè)計、構(gòu)建產(chǎn)品個性化定制服務(wù)平臺和個性化產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫等手段，實現(xiàn)定制服務(wù)。

6.遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)-提高裝備/產(chǎn)品運(yùn)維服務(wù)水平

互聯(lián)工廠模式主要應(yīng)用于石化、鋼鐵、電子、家電等領(lǐng)域，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)和企業(yè)資源計劃系統(tǒng)(ERP)，打通企業(yè)運(yùn)營中的“信息孤島”。

7.網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造- 供應(yīng)鏈上下游協(xié)同優(yōu)化

網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造模式主要應(yīng)用于航空航天、汽車制造等領(lǐng)域,該模式以供應(yīng)鏈優(yōu)化為核心，建設(shè)跨企業(yè)制造資源協(xié)同平臺,實現(xiàn)企業(yè)間研發(fā)、管理和服務(wù)系統(tǒng)的集成和對接,開展制造服務(wù)和資源的動態(tài)分析和柔性配置等。

8.產(chǎn)品生命周期數(shù)字一體化，實現(xiàn)縮短產(chǎn)品研制周期

產(chǎn)品全生命周期數(shù)字一體化模式主要應(yīng)用于航空裝備、汽車、船舶、工程機(jī)械等裝備制造領(lǐng)域,通過(MBD)產(chǎn)品研發(fā)技術(shù)、全生命周期管理系統(tǒng)(PLM)等手段，實現(xiàn)縮短產(chǎn)品研制周期這一核心目的。

三、十大關(guān)鍵技術(shù)

1. 智能決策（Smart Decision Making）

企業(yè)在運(yùn)營過程中，產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù)，比如與合同、回款、費(fèi)用、庫存、現(xiàn)金、產(chǎn)品、客戶、投資、設(shè)備、產(chǎn)量、交貨期等，這些數(shù)據(jù)一般是結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，可以進(jìn)行多維度的分析和預(yù)測。同時，應(yīng)用這些數(shù)據(jù)還可以提煉出企業(yè)的KPI，并與預(yù)設(shè)的目標(biāo)進(jìn)行對比。

2.智能管理（Smart Management）

制造企業(yè)核心的運(yùn)營管理系統(tǒng)包括人力資產(chǎn)管理系統(tǒng)（HCM）、客戶關(guān)系管理系統(tǒng)（CRM）、企業(yè)資產(chǎn)管理系統(tǒng)（EAM）、能源管理系統(tǒng)（EMS）、供應(yīng)商關(guān)系管理系統(tǒng)（SRM）、企業(yè)門戶（EP）、業(yè)務(wù)流程管理系統(tǒng)（BPM）等。實現(xiàn)智能管理和智能決策，最重要的條件是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確和主要信息系統(tǒng)無縫集成。

3.智能物流與供應(yīng)鏈（Smart logisTIcs and SCM）

制造企業(yè)內(nèi)部的采購、生產(chǎn)、銷售流程都伴隨著物料的流動，因此，越來越多的制造企業(yè)在重視生產(chǎn)自動化的同時，也越來越重視物流自動化，自動化立體倉庫、無人引導(dǎo)小車（AGV）、智能吊掛系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用；而在制造企業(yè)和物流企業(yè)的物流中心，智能分揀系統(tǒng)、堆垛機(jī)器人、自動輥道系統(tǒng)的應(yīng)用日趨普及。WMS（Warehouse Management System，倉儲管理系統(tǒng)）和TMS（Transport Management System，運(yùn)輸管理系統(tǒng)）也受到制造企業(yè)和物流企業(yè)的普遍關(guān)注。

4.智能研發(fā)（Smart R&D）

研發(fā)對智造企業(yè)來講至關(guān)重要。企業(yè)要開發(fā)智能產(chǎn)品，需要機(jī)電軟多學(xué)科的協(xié)同配合；要縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，需要深入應(yīng)用仿真技術(shù)，建立虛擬數(shù)字化樣機(jī)，實現(xiàn)多學(xué)科仿真，通過仿真減少實物試驗；需要貫徹標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化的思想，以支持大批量客戶定制或產(chǎn)品個性化定制；需要將仿真技術(shù)與試驗管理結(jié)合起來，以提高仿真結(jié)果的置信度。

5.智能產(chǎn)線（Smart ProducTIon line）

自動化生產(chǎn)線就是智能產(chǎn)線的一種形式。很多行業(yè)的企業(yè)高度依賴自動化生產(chǎn)線，比如鋼鐵、化工、制藥、食品飲料、煙草、芯片制造、電子組裝、汽車整車和零部件制造等。自動化生產(chǎn)線可以分為剛性自動化生產(chǎn)線和柔性自動化生產(chǎn)線，為了提高生產(chǎn)效率，工業(yè)機(jī)器人、吊掛系統(tǒng)在自動化生產(chǎn)線上應(yīng)用越來越廣泛。

6.智能車間（Smart workshop）

一個車間通常有多條生產(chǎn)線，要實現(xiàn)車間的智能化，需要對生產(chǎn)狀況、設(shè)備狀態(tài)、能源消耗、生產(chǎn)質(zhì)量、物料消耗等信息進(jìn)行實時采集和分析，進(jìn)行高效排產(chǎn)和合理排班，顯著提高設(shè)備利用率（OEE）。因此無論哪個制造行業(yè)，制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）成為企業(yè)的必然選擇。

7.智能工廠（Smart Factory）

一個工廠通常由多個車間組成，大型企業(yè)有多個工廠。作為智能工廠，不僅生產(chǎn)過程應(yīng)實現(xiàn)自動化、透明化、可視化、精益化，同時，產(chǎn)品檢測、質(zhì)量檢驗和分析、生產(chǎn)物流也應(yīng)當(dāng)與生產(chǎn)過程實現(xiàn)閉環(huán)集成。

8.智能產(chǎn)品（Smart Product）

任何制造企業(yè)都應(yīng)該思考如何在產(chǎn)品上加入智能化的單元，提升產(chǎn)品的附加值。典型的智能產(chǎn)品包括智能手機(jī)、智能可穿戴設(shè)備、無人機(jī)、智能汽車、智能家電、智能售貨機(jī)等。

9.智能裝備（Smart Equipment）

智能裝備也是一種智能產(chǎn)品，可以補(bǔ)償加工誤差，提高加工精度，

10.智能服務(wù)（Smart Service）

智能服務(wù)是一種大數(shù)據(jù)技術(shù)：基于傳感器和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）可以感知產(chǎn)品的狀態(tài)，從而進(jìn)行預(yù)防性維修維護(hù)，及時幫助客戶更換備品備件，甚至可以通過了解產(chǎn)品運(yùn)行的狀態(tài)，幫助客戶帶來商業(yè)機(jī)會。還可以采集產(chǎn)品運(yùn)營的大數(shù)據(jù)，輔助企業(yè)進(jìn)行市場營銷的決策。