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解析智能工廠
2023-07-05
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近年來，隨著科技的不斷發展，全球越來越多傳統型工業制造企業開始加入智能工廠建設的行列，以此來推動工業制造業向數字化、網絡化、智能化方向發展，從根本上變革制造業生產方式和資源組織模式，實現智能制造。
“十四五”規劃提出，要深入實施智能制造和綠色制造工程，發展服務型制造新模式，推動制造業高端化智能化綠色化。隨著5G等新一代信息技術與制造業不斷深度融合，制造業智能化發展成為未來我國制造業轉型升級的重要方向。《“十四五”智能制造發展規劃》提出，到2025年，70%的規模以上制造業企業基本實現數字化網絡化，建成500個以上引領行業發展的智能制造示范工廠。目前，在石化、鋼鐵、機械裝備制造、汽車制造、航空航天、飛機制造等行業，智能工廠得到高度發展。
智能工廠的定義
根據《智能工廠通用技術要求》的定義：智能工廠是在數字化工廠的基礎上，利用物聯網技術和監控技術加強信息管理和服務，提高生產過程可控性、減少生產線人工干預，合理計劃排程。同時集智能手段和智能系統等新興技術于一體，構建高效、節能、綠色、環保、舒適的人性化工廠。
智能工廠的總體框架
智能工廠實現多個數字化車間的統一管理與協同生產，將車間各類生產數據進行采集、分析與決策，并整合設計信息與物流信息，再次傳送到數字化車間，實現車間的精準、柔性、高效、節能的生產模式。
數據在智能工廠的智能設計、生產、管理與物流環節中，承載工廠內各個層次之間以及同一層次的各個功能模塊和系統之間的信息。數據的交互通過連接各個功能模塊的通信網絡完成，其內容服從于智能工廠系統集成建設和運營需要。數據的格式和內容定義遵從通信網絡和執行層、資源層的各應用功能模塊協議。數據的一致性和連貫性將產品的智能設計、生產管理、物流等環節組織成有機整體。
智能工廠的基本要素
數字化
智能工廠的基礎。對工廠資產建立數字化描述和數字化模型，使所有資產都可在整個生命周期中識別、交互、實施、驗證和維護，同時能夠實現數字化產品開發和自動測試，以適應工廠內外部不確定性（如部門協調、客戶需求、供應鏈變化等）。
網絡化
在數字化基礎上，建有相互連接的計算機網絡、數控設備網絡、生產物聯／物流網絡和工廠網絡，從而實現所有資產數據在整個生命周期上的價值流自由流動，打通物理世界與網絡世界連接，實現基于網絡的互聯互通。
智能化
能夠感知和存儲外部信息能力，即整個制造系統在各種輔助設備的幫助下，可以自動監控生產流程，并能夠及時捕捉到產品在整個生命周期中的各種狀態信息，對信息進行分析、計算、比較、判斷與聯想，實現感知、執行與控制決策間的閉環。
智能工廠的優勢
資產效率
智能工廠的每個方面都會產生大量數據，通過持續分析，可以發現可能需要某種糾正優化的資產性能問題。這種糾正功能使得智能工廠與傳統自動化工廠存在明顯差異，自動化工廠如果沒有人員干預，可能會不停運行，而智能工廠會根據實際需求，調整機器工作時間。
質量
智能工廠特有的自我優化，可以更快地預測和檢測出質量缺陷趨勢，并有助于識別人為、機器或環境因素，優化質量流程，使產品質量更高，缺陷和召回變少。工廠內配備的電子看板可以顯示生產實時動態，同時，操作人員可遠程參與生產過程的修正或指揮。
更低成本
傳統上，優化流程可以帶來更好的成本效益，比如，能更好預測庫存需求，優化人員配置，減少不必要的流程。更高質量的流程，還意味著對采購需求快速、無延遲響應，進一步降低成本。
安全可持續性
流程自主性可以減少人為錯誤的可能性，包括造成傷害事故。利用物聯網技術可實現設備間高效的信息互聯，由數字工廠向物聯工廠升級，操作人員能獲取生產設備、物料、成品間的動態生產數據，滿足工廠24小時監測需求。
基于龐大數據庫，智能工廠可以實現數據挖掘與分析，使工廠具備自我學習能力，并在此基礎上完成能源消耗優化、生產決策自動判斷等任務。
來源:中國工業報
