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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(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的行列，以此來推動工業(yè)制造業(yè)向數字化、網絡化、智能化方向發(fā)展，從根本上變革制造業(yè)生產方式和資源組織模式，實現(xiàn)智能制造。
“十四五”規(guī)劃提出，要深入實施智能制造和綠色制造工程，發(fā)展服務型制造新模式，推動制造業(yè)高端化智能化綠色化。隨著5G等新一代信息技術與制造業(yè)不斷深度融合，制造業(yè)智能化發(fā)展成為未來我國制造業(yè)轉型升級的重要方向。《“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)基本實現(xiàn)數字化網絡化，建成500個以上引領行業(yè)發(fā)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(yè)，智能工廠得到高度發(fā)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(lián)網技術和監(jiān)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(tǒng)等新興技術于一體，構建高效、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
智能工廠實現(xiàn)多個數字化車間的統(tǒng)一管理與協(xié)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(xiàn)車間的精準、柔性、高效、節(jié)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(huán)節(jié)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(tǒng)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(tǒng)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(zhí)行層、資源層的各應用功能模塊協(xié)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(huán)節(jié)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(xiàn)數字化產品開發(fā)和自動測試，以適應工廠內外部不確定性（如部門協(xié)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(lián)／物流網絡和工廠網絡，從而實現(xiàn)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(xiàn)基于網絡的互聯(lián)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(tǒng)在各種輔助設備的幫助下，可以自動監(jiān)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(tài)信息，對信息進行分析、計算、比較、判斷與聯(lián)想，實現(xiàn)感知、執(zhí)行與控制決策間的閉環(huán)。
智能工廠的優(yōu)勢
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(xù)分析，可以發(fā)現(xiàn)可能需要某種糾正優(yōu)化的資產性能問題。這種糾正功能使得智能工廠與傳統(tǒng)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(yōu)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(huán)境因素，優(yōu)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(tài)，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(tǒng)上，優(yōu)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(yōu)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(xù)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(lián)網技術可實現(xiàn)設備間高效的信息互聯(lián)，由數字工廠向物聯(lián)工廠升級，操作人員能獲取生產設備、物料、成品間的動態(tài)生產數據，滿足工廠24小時監(jiān)測需求。
基于龐大數據庫，智能工廠可以實現(xiàn)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(yōu)化、生產決策自動判斷等任務。
來源:中國工業(yè)報
