智能工厂建造的首要形式及国表里展开现状

　　智能工厂是完结智能制作的重要载体，首要经过构建智能化出产体系、网络化散布出产设备，完结出产进程的智能化。智能工厂现已具有了自主才干，可收集、剖析、判别、规划；经过全体可视技能进行推理猜测，使用仿真及多媒体技能，将实境扩增展现规划与制作进程。体系中各组成部分可自行组成最佳体系结构，具有和谐、重组及扩大特性。已体系具有了自我学习、自行保护才干。因而，智能工厂完结了人与机器的彼此和谐协作，其本质是人机交互。

　　因为各个职业出产流程不同，加上各个职业智能化情况不同，智能工厂有以下几个不同的建造形式。

　　第一种形式是从出产进程数字化到智能工厂。在石化、钢铁、冶金、建材、纺织、造纸、医药、食物等流程制作范畴，企业展开智能制作的内涵动力在于产品品质可控，偏重从出产数字化建造起步，依据品控需求从产品结尾操控向全流程操控改动。因而其智能工厂建造形式为：一是推动出产进程数字化，在出产制作、进程办理等单个环节信息化体系建造的基础上，构建掩盖全流程的动态通明可追溯体系，依据一致的可视化渠道完结产品出产全进程跨部门协同操控；二是推动出产办理一体化，树立企业CPS体系，深化出产制作与运营办理、收购出售等中心事务体系集成，促进企业内部资源和信息的整合和同享；三是推动供应链协同化，依据原材料收购和配送需求，将CPS体系拓宽至供货商和物流企业，横向集成供货商和物料配送协同资源和网络，完结外部原材料供应和内部出产配送的体系化、流程化，进步工厂表里供应链运转功率；四是全体打造大数据化智能工厂，推动端到端集成，展开特性化定制事务。

　　第二种形式是从智能制作出产单元（配备和产品）到智能工厂。在机械、轿车、航空、船只、轻工、家用电器和电子信息等离散制作范畴，企业展开智能制作的中心意图是拓宽产品价值空间，偏重从单台设备主动化和产品智能化下手，依据出产功率和产品效能的进步完结价值添加。因而其智能工厂建造形式为：一是推动出产设备（出产线）智能化，经过引进各类契合出产所需的智能配备，树立依据CPS体系的车间级智能出产单元，进步精准制作、灵敏制作才干。二是拓宽依据产品智能化的增值服务，使用产品的智能设备完结与CPS体系的互联互通，支撑产品的长途毛病确诊和实时确诊等服务；三是推动车间级与企业级体系集成，完结出产和运营的无缝集成和上下游企业间的信息同享，展开依据横向价值网络的协同立异。四是推动出产与服务的集成，依据智能工厂完结服务化转型，进步工业功率和中心竞赛力。

　　例如，广州数控经过使用工业以太网将单元级的传感器、工业机器人、数控机床，以及各类机械设备与车间级的柔性出产线总操控台相连，使用以太网将总控台与企业办理级的各类服务器相连，再经过互联网将企业办理体系与工业链上下游企业相连，打通了产品全生命周期各环节的数据通道，完结了出产进程的长途数据收集剖析和毛病监测确诊。三一重工的18号厂房是总装车间，有混凝土机械、路面机械、港口机械等多条安装线，经过在出产车间树立“部件工作中心岛”，即单元化出产，将每一类部件从出产到下线一切工艺会集在一个区域内，犹如在一个独立的“岛屿”内完结悉数出产。这种安排方法，打破了传统流程化出产线呈直线安置的坏处，在确保结构件制作工艺不改动、出产人员不添加的情况下，完结了削减占地面积、进步出产功率、下降运转本钱的意图。现在，三一重工已建成车间智能监控网络和刀具办理体系、公共制作资源定位与物料盯梢办理体系、方案、物流、质量管控体系、出产操控中心（PCC）中心操控体系等智能体系，还与其他单位一起研发了智能上下料机械手、依据DNC体系的车间设备智能监控网络、智能化立体仓库与AGV运送软硬件体系、依据RFID设备及无线传感网络的物料和资源盯梢定位体系、高档方案排程体系（APS）、制作履行体系（MES）、物流履行体系（LES）、在线质量检测体系（SPC）、出产操控中心办理决策体系等要害中心智能设备，完结了对制作资源盯梢、出产进程监控，方案、物流、质量集成化管控下的均衡化混流出产。

　　第三种形式是从特性化定制到互联工厂。在家电、服装、家居等距离用户最近的消费品制作范畴，企业展开智能制作的要点在于充沛满意顾客多元化需求的一起完结规模经济出产，偏重经过互联网渠道展开大规模特性定制形式立异。因而其智能工厂建造形式为：一是推动特性化定制出产，引进柔性化出产线，树立互联网渠道，促进企业与用户深度交互、广泛搜集需求，依据需求数据模型展开精益出产；二是推动规划虚拟化，依托互联网逆向整合规划环节，打通规划、出产、服务数据链，选用虚拟仿真技能优化出产工艺；三是推动制作网络协同化，革新传统笔直安排形式，以扁平化、虚拟化新式制作渠道为枢纽集聚工业链上下游资源，展开长途定制、异地规划、当地出产的网络协同制作新形式。

　　近年来，全球各首要经济体都在大力推动制作业的复兴。在工业4.0、工业互联网、物联网、云核算等热潮下，全球许多优异制作企业都展开了智能工厂建造实践。

　　例如，西门子安贝格电子工厂完结了多种类工控机的混线出产；FANUC公司完结了机器人和伺服电机出产进程的高度主动化和智能化，并使用主动化立体仓库在车间内的各个智能制作单元之间传递物料，完结了最高720小时无人值守；施耐德电气完结了电气开关制作和包装进程的全主动化；美国哈雷戴维森公司广泛使用以加工中心和机器人构成的智能制作单元，完结大批量定制；三菱电机名古屋制作所选用人机结合的新式机器人安装产线，完结从主动化到智能化的改动，显着进步了单位出产面积的产值；全球重卡巨子MAN公司树立了齐备的厂内物流体系，使用AGV装载进行安装的部件和整车，便于灵敏调整安装线，并树立了物料超市，获得显着成效。

　　当时，我国制作企业面临着巨大的转型压力。一方面，劳动力本钱敏捷攀升、产能过剩、竞赛剧烈、客户特性化需求日益添加等要素，迫使制作企业从低本钱竞赛战略转向树立差异化竞赛优势。在工厂层面，制作企业面临着招工难，以及缺少专业技师的巨大压力，有必要完结减员增效，迫切需要推动智能工厂建造。另一方面，物联网、协作机器人、增材制作、猜测性保护、机器视觉等新式技能敏捷鼓起，为制作企业推动智能工厂建造供给了杰出的技能支撑。再加上国家和地方政府的大力扶持，使各职业越来越多的大中型企业敞开了智能工厂建造的征途。

　　我国轿车、家电、轨道交通、食物饮料、制药、配备制作、家居等职业的企业对出产和安装线进行主动化、智能化改造，以及树立全新的智能工厂的需求非常旺盛，涌现出海尔、美的、东莞劲胜、尚品宅配等智能工厂建造的样板。

　　例如，海尔佛山滚筒洗衣机工厂可以完结按订单配备、出产和安装，选用高柔性的主动无人出产线，广泛使用精细安装机器人，选用MES体系全程订单履行办理体系，经过RFID进行全程追溯，完结了机机互联、机物互联和人机互联；尚品宅配完结了从样式规划到结构尺度的全方位特性定制，树立了高度智能化的出产加工操控体系，可以满意顾客特性化定制所发生的特别尺度与结构板材的切削加工需求；东莞劲胜全面选用国产加工中心、国产数控体系和国产工业软件，完结了设备数据的主动收集和车间联网，树立了工厂的数字映射模型（Digital Twin），构建了手机壳加工的智能工厂。

　　① 盲目购买主动化设备和主动化产线。许多制作企业仍然以为推动智能工厂便是主动化和机器人化，盲目寻求“黑灯工厂”，推动单工位的机器人改造，推广机器换人，上马只能加工或安装单一产品的刚性主动化出产线。只重视购买高端数控设备，但却没有配备相应的软件体系。

　　② 没有完结设备数据的主动收集和车间联网。企业在购买设备时没有要求敞开数据接口，大部分设备还不能主动收集数据，没有完结车间联网。现在，各大主动化厂商都有自己的工业总线和通信协议，OPC UA规范的使用还不遍及。

　　③ 工厂运营层仍是黑箱。在工厂运营方面还缺少信息体系支撑，车间仍然是一个黑箱，出产进程还难以完结全程追溯，与出产办理休戚相关的制作BOM数据、工时数据也不精确。

　　④ 设备绩效不高。出产设备没有得到充沛使用，设备的健康情况未进行有用办理，常常因为设备毛病形成非方案性停机，影响出产。

　　⑤ 仍然存在许多信息化孤岛和主动化孤岛。智能工厂建造涉及到智能配备、主动化操控、传感器、工业软件等范畴的供货商，集成难度很大。许多企业不只存在许多信息孤岛，也存在许多主动化孤岛，主动化出产线没有进行一致规划，出产线之间还需要中转库转运。

　　究其原因，是智能制作和智能工厂包括范畴许多，体系极端杂乱，企业还缺少深刻理解。在这种情况下，制作企业不能轻率推动，搞“”，避免形成企业的出资打水漂。应当依托有实战经验的咨询服务机构，结合企业内部的IT、主动化和精益团队，高层积极参与，依据企业的产品和出产工艺，做好需求剖析和全体规划，在此基础上保险推动，才干获得实效。