智能工廠是實現(xiàn)智能制造的重要載體,主要通過構建智能化生產系統(tǒng)、網(wǎng)絡化分布生產設施,實現(xiàn)生產過程的智能化。智能工廠已經(jīng)具有了自主能力,可采集、分析、判斷、規(guī)劃;通過整體可視技術進行推理預測,利用仿真及多媒體技術,將實境擴增展示設計與制造過程。系統(tǒng)中各組成部分可自行組成最佳系統(tǒng)結構,具備協(xié)調、重組及擴充特性。已系統(tǒng)具備了自我學習、自行維護能力。因此,智能工廠實現(xiàn)了人與機器的相互協(xié)調合作,其本質是人機交互。
由于各個行業(yè)生產流程不同,加上各個行業(yè)智能化情況不同,智能工廠有以下幾個不同的建設模式。
第一種模式是從生產過程數(shù)字化到智能工廠。在石化、鋼鐵、冶金、建材、紡織、造紙、醫(yī)藥、食品等流程制造領域,企業(yè)發(fā)展智能制造的內在動力在于產品品質可控,側重從生產數(shù)字化建設起步,基于品控需求從產品末端控制向全流程控制轉變。因此其智能工廠建設模式為:一是推進生產過程數(shù)字化,在生產制造、過程管理等單個環(huán)節(jié)信息化系統(tǒng)建設的基礎上,構建覆蓋全流程的動態(tài)透明可追溯體系,基于統(tǒng)一的可視化平臺實現(xiàn)產品生產全過程跨部門協(xié)同控制;二是推進生產管理一體化,搭建企業(yè)CPS系統(tǒng),深化生產制造與運營管理、采購銷售等核心業(yè)務系統(tǒng)集成,促進企業(yè)內部資源和信息的整合和共享;三是推進供應鏈協(xié)同化,基于原材料采購和配送需求,將CPS系統(tǒng)拓展至供應商和物流企業(yè),橫向集成供應商和物料配送協(xié)同資源和網(wǎng)絡,實現(xiàn)外部原材料供應和內部生產配送的系統(tǒng)化、流程化,提高工廠內外供應鏈運行效率;四是整體打造大數(shù)據(jù)化智能工廠,推進端到端集成,開展個性化定制業(yè)務。
第二種模式是從智能制造生產單元(裝備和產品)到智能工廠。在機械、汽車、航空、船舶、輕工、家用電器和電子信息等離散制造領域,企業(yè)發(fā)展智能制造的核心目的是拓展產品價值空間,側重從單臺設備自動化和產品智能化入手,基于生產效率和產品效能的提升實現(xiàn)價值增長。因此其智能工廠建設模式為:一是推進生產設備(生產線)智能化,通過引進各類符合生產所需的智能裝備,建立基于CPS系統(tǒng)的車間級智能生產單元,提高精準制造、敏捷制造能力。二是拓展基于產品智能化的增值服務,利用產品的智能裝置實現(xiàn)與CPS系統(tǒng)的互聯(lián)互通,支持產品的遠程故障診斷和實時診斷等服務;三是推進車間級與企業(yè)級系統(tǒng)集成,實現(xiàn)生產和經(jīng)營的無縫集成和上下游企業(yè)間的信息共享,開展基于橫向價值網(wǎng)絡的協(xié)同創(chuàng)新。四是推進生產與服務的集成,基于智能工廠實現(xiàn)服務化轉型,提高產業(yè)效率和核心競爭力。
第三種模式是從個性化定制到互聯(lián)工廠。在家電、服裝、家居等距離用戶最近的消費品制造領域,企業(yè)發(fā)展智能制造的重點在于充分滿足消費者多元化需求的同時實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟生產,側重通過互聯(lián)網(wǎng)平臺開展大規(guī)模個性定制模式創(chuàng)新。因此其智能工廠建設模式為:一是推進個性化定制生產,引入柔性化生產線,搭建互聯(lián)網(wǎng)平臺,促進企業(yè)與用戶深度交互、廣泛征集需求,基于需求數(shù)據(jù)模型開展精益生產;二是推進設計虛擬化,依托互聯(lián)網(wǎng)逆向整合設計環(huán)節(jié),打通設計、生產、服務數(shù)據(jù)鏈,采用虛擬仿真技術優(yōu)化生產工藝;三是推進制造網(wǎng)絡協(xié)同化,變革傳統(tǒng)垂直組織模式,以扁平化、虛擬化新型制造平臺為紐帶集聚產業(yè)鏈上下游資源,發(fā)展遠程定制、異地設計、當?shù)厣a的網(wǎng)絡協(xié)同制造新模式。
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