点击数：115发布时间：2022-05-24 23:01:53 来源：新火狐体育
智能工厂（smart factory）是智能制作重要的实践范畴，已引起了制作企业的广泛注重和各级政府的高度注重。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。全体而言，智能工厂具有以下6个明显特征：
制作企业在进行智能工厂规划时，不能盲目寻求无人工厂、黑灯工厂、机器换人，必定要结合本身的产品特色和出产形式，合理规划智能配备和产线的运用，完结人机交融。
在新工厂建造时，首要需求根据企业在产业链的定位，拟出产的首要产品、出产类型（单件、小批量多种类、大批量少种类等）、出产形式（离散、流程及混合制作）、中心工艺（例如机械制作职业的热加工、冷加工、热处理等），以及出产纲要，对加工、安装、包装、检测等工艺进行剖析与优化。企业需求充沛考虑智能配备、智能产线、新资料和新工艺的运用对制作工艺带来的优化。一起，企业也应当根据绿色制作和循环经济的理念，经过工艺改善节能降耗、削减污染排放；还可以运用工艺仿真软件，来对制作工艺进行剖析与优化。
出产进程中需求及时搜集产值、质量、能耗、加工精度和设备状况等数据，并与订单、工序、人员进行相关，以完结出产进程的全程追溯。出现问题可以及时报警，并追溯到出产的批次、零部件和原资料的供货商。此外，还可以核算出产品出产进程发生的实践本钱。有些职业还需求搜集环境数据，如温度、湿度、空气洁净度等数据。企业需求根据搜集的频率要求来确认搜集方法，关于需求高频率搜集的数据，应当从设备操控体系中主动搜集。企业在进行智能工厂规划时，要预先考虑好数据搜集的接口规范，以及SCADA体系的运用。不少厂商开发了数据搜集终端，可以外接在机床上，处理老设备数据搜集的问题，企业可以进行选型运用。
完结智能工厂乃至工业4.0，推动工业互联网建造，完结MES（制作履行体系）运用，最重要的根底便是要完结M2M，也便是设备与设备之间的互联，树立工厂网络并树立一致的规范。在此根底上，企业可以完结对设备的长途监控。设备联网和数据搜集是企业建造工业互联网的根底。
推动智能工厂建造，出产现场的智能物流十分重要，尤其是关于离散制作企业。智能工厂规划时，要尽量削减无效的物料转移。许多优异的制作企业在安装车间树立了会集拣货区，根据每个客户订单会集配货，并经过DPS（digital picking system）方法进行快速拣货，配送到安装线，消除了线边仓。离散制作企业在两道机械工序之间可以选用带有导轨的工业机器人、桁架式机械手等方法来传递物料，还可以选用AGV、RGV（有轨络绎车）或许悬挂式运送链等方法传递物料。在车间现场还需求根据前后道工序之间产能的差异，树立出产缓冲区。立体仓库和辊道体系的运用，也是企业在规划智能工厂时，需求进行体系剖析的问题。
在智能工厂规划时，出产质量办理是中心的事务流程。质量保证体系和质量操控活动有必要在出产办理信息体系建造时一致规划、同步施行，遵循质量是规划、出产出来，而非查验出来的理念。质量操控在信息体系中需嵌入出产主流程，如查验、实验在出产订单中作为工序或工步来处理；质量审理以查验表单为根据发动流程展开活动；质量操控的流程、表单、数据与出产订单彼此相关、穿透；按结构化数据存储质量记载，为产品单机档案供给根本的质量数据，为质量追溯供给根据；构建质量办理的根本作业道路：质量操控设置-检测-记载-评判-剖析-继续改善；质量操控点需根据出产工艺特色科学设置，质量操控点太多影响功率，太少使质量危险扩大；查验作为质量操控的活动之一，可分为自检、互检、专检，也可分为进程查验和终检；质量办理还应注重质量丢失，以便从本钱的视点促进质量的继续改善。关于搜集的质量数据，可以运用SPC体系进行剖析。制作企业应当进步对QIS（质量办理信息体系）的注重程度。
设备是出产要素，发挥设备归纳功率（OEE）是智能工厂出产办理的根本要求，OEE的进步标志产能的进步和本钱的下降。出产办理信息体系需设置设备办理模块，使设备释放出最高的产能，经过出产的合理组织，使设备尤其是要害、瓶颈设备削减等待时间；在设备办理模块中，要树立各类设备数据库，设置编码，及时对设备进行维保；经过实时搜集设备状况数据，为出产排产供给设备的才干数据；企业应树立设备的健康办理档案，根据堆集的设备作业数据树立毛病猜测模型，进行猜测性保护，最大极限地削减设备的非计划性停机；要进行设备的备品备件办理。
智能工厂的厂房规划需求引进修建信息模型（BIM），经过三维规划软件进行修建规划，尤其是水、电、气、网络、通讯等管线的规划。一起，智能厂房要规划智能视频监控体系、智能采光与照明体系、通风与空调体系、智能安防报警体系、智能门禁一卡通体系、智能火灾报警体系等。选用智能视频监控体系，经过人脸辨认技能以及其他图画处理技能，可以过滤掉视频画面中无用的或搅扰信息、主动辨认不同物体和人员，剖析抽取视频源中要害有用信息，判别监控画面中的反常情况，并以最快和最佳的方法宣布警报或触发其它动作。整个厂房的的作业分区（加工、安装、查验、进货、出货、仓储等）应根据工业工程的原理进行剖析，可以运用数字化制作仿真软件对设备布局、产线安置、车间物流进行仿真。在厂房规划时，还应当考虑怎么下降噪音，怎么可以便于设备灵敏调整布局，多层厂房怎么进行物流运送等问题。
制作企业在规划智能工厂时，有必要高度注重智能配备的最新开展。机床设备正在从数控化走向智能化，完结边丈量、边加工，对热变形、刀具磨损发生的差错进行补偿，企业也开端运用车铣复合加工中心，许多企业在设备上下料时选用了工业机器人。未来的工厂中，金属增材制作设备将与切削加工（减材）、成形加工（等材）等设备组合起来，极大地进步资料运用率。除了六轴的工业机器人之外，还应该考虑SCARA机器人和并联机器人的运用，而协作机器人则将会出现在出产线上，协作工人进步作业功率。
智能产线是智能工厂规划的中心环节，企业需求根据出产线要出产的产品族、产能和出产节拍，选用价值流图等方法来合理规划智能产线。智能产线的特色是：在出产和安装的进程中，可以经过传感器、数控体系或无线射频辨认技能（RFID）主动进行出产、质量、能耗、设备归纳功率等数据搜集，并经过电子看板显实际时的出产状况，可以防呆防错；经过安灯体系完结工序之间的协作；出产线可以完结快速换模，完结柔性主动化；可以支撑多种类似产品的混线出产和安装，灵敏调整工艺，习惯小批量、多种类的出产形式；具有必定冗余，假如出产线上有设备出现毛病，可以调整到其他设备出产；针对人工操作的工位，可以给予智能的提示，并充沛运用人机协作。规划智能产线需求考虑怎么节省空间，怎么削减人员的移动，怎么进行主动检测，然后进步出产功率和出产质量。企业树立新工厂十分着重少人化，因而要剖析哪些工位运用主动化设备及机器人，哪些工位选用人工。关于重复性强、改变少的工位尽或许选用主动化设备，反之则选用人工工位。
MES是智能工厂规划落地的着力点，MES是面向车间履行层的出产信息化办理体系，上接ERP体系，下接现场的PLC程控器、数据搜集器、条形码、检测仪器等设备。MES旨在加强MRP计划的履行功用，遵循履行出产策划，履行出产调度，实时反应出产开展；面向出产一线工人：指令做什么、怎么做、满意什么规范，什么时候开工，什么时候竣工，运用什么东西等；记载“人、机、料、法、环、测”等出产数据，树立可用于产品追溯的数据链；反应开展、反应问题、请求援助、拉动协作等；面向班组：发挥底层班组长的办理效能，班组使命办理和派工；面向一线出产保证人员：保证出产现场的各项需求，如料、工装刀量具的配送，工件的周转等等。为进步产品按时交给率、进步设备效能、削减等待时间，MES体系需导入出产作业排程功用，为出产计划组织和出产调度供给辅佐东西，进步计划的精确性。在获取产品制作的实践工时、制作BOM信息的根底上，企业可以运用APS软件进行排产，进步设备资源的运用率和出产排程的功率。
为了下降智能工厂的归纳能耗，进步劳作出产率，特别是关于高能耗的工厂，进行动力办理是十分有必要的。搜集能耗监测点（变配电、照明、空调、电梯、给排水、热水机组和要点设备）的能耗和作业信息，构成能耗的分类、分项、分区域统计剖析，可以对动力进行一致调度、优化动力介质平衡，到达优化运用动力的意图。一起，经过搜集要点设备的实时能耗，还可以精确知道设备的作业状况（关机、开机仍是在加工），然后主动核算OEE。经过感知设备能耗的突发动摇，还可以猜测刀具和设备毛病。此外，企业也可以考虑在工厂的房顶布置光伏体系，供给部分动力。
出产进程中工件配有图纸、工艺卡、出产进程记载卡、更改单等纸质文件作为出产根据。跟着信息化技能的进步和智能终端本钱的下降，在智能工厂规划可以遍及信息化终端到每个工位，结合轻量化三维模型和MES体系，操作工人将可在终端承受作业指令，承受图纸、工艺、更单等出产数据，可以灵敏第习惯出产计划改变、图纸改变和工艺改变。有许多厂商供给工业平板显现器，乃至可以运用智能手机作为终端，完结出产信息查询和报工等作业。
企业在进行新工厂规划时，需求充沛考虑各种安全隐患，包含机电设备的安全，职工的安全防护，树立安全报警装置等安防设备和消防设备。一起，跟着企业运用越来越多的智能配备和操控体系，并完结设备联网，树立整个工厂的智能工厂体系，随之而来的安全隐患和危险也会敏捷进步，现在已出现了专门进犯工业主动化体系的病毒。因而，企业在做智能工厂规划时，也有必要将工业安全作为一个专门的范畴进行规划。
精益出产的中心思维是消除悉数糟蹋，保证工人以最高效的方法进行协作。许多制作企业采纳按订单出产或按订单规划，满意小批量、多种类的出产形式。智能工厂需求完结零部件和原资料的按时配送，制品和半制品依照订单的交货期进行及时出产，树立出产现场的电子看板，经过拉动方法组织出产，选用安东体系及时发现和处理出产进程中出现的反常问题；一起，推动目视化、快速换模。许多企业选用了U型的出产线和组装线，树立了智能制作单元。推动精益出产是一个继续改善的长时间进程，要与信息化和主动化的推动紧密结合。
人工智能技能正在被不断地被运用到图画辨认、语音辨认、智能机器人、毛病诊断与猜测性保护、质量监控等各个范畴，掩盖从研制立异、出产办理、质量操控、毛病诊断等多个方面。在智能工厂建造进程中，应当充沛运用人工智能技能。例如，可以运用机器学习技能，发掘产品缺点与历史数据之间的联系，构成操控规矩，并经过增强学习技能和实时反应，操控出产进程削减产品缺点。一起集成专家经历，不断改善学习成果。运用机器视觉代替人眼，进步出产柔性和主动化程度，进步产品质检功率和可靠性。
流程职业企业的出产线配备了DCS体系或PLC操控体系，经过组态软件可以查看出产线上各个设备和外表的状况，但绝大多数离散制作企业还没有树立出产监控与指挥体系。实践上，离散制作企业也十分需求建造会集的出产监控与指挥体系，在体系中出现要害的设备状况、出产状况、质量数据，以及各种实时的剖析图表。在一些世界厂商的MES软件体系中，设置了MII（manufacturing integration and intelligence）模块，其中心功用便是出现出工厂的要害KPI数据和图表，辅佐决议计划。
数据是智能工厂建造的血液，在各运用体系之间活动。在智能工厂作业的进程中，会发生规划、工艺、制作、仓储、物流、质量、人员等事务数据，这些数据或许别离来自ERP、MES、APS、WMS、QIS等运用体系。因而，在智能工厂的建造进程中，需求一套一致的规范体系来规范数据办理的全进程，树立数据命名、数据编码和数据安全等一系列数据办理规范，保证数据的一致性和精确性。别的，必要时，还应当树立专门的数据办理部分，清晰数据办理的准则和构建方法，树立数据办理流程与准则，和谐履行中存在的问题，并定时查看履行优化数据办理的技能规范、流程和履行情况。企业需求规划边际核算、雾核算、云核算的渠道，确认哪些数据在设备端进行处理，哪些数据需求在工厂规模内处理，哪些数据要上传到企业的云渠道进行处理。
在智能工厂规划中，还应当注重全体人员绩效的进步。设备办理有OEE，人员办理相同有OLE（overall labor effectiveness,全体劳作力效能）。经过对全体劳作效能方针的剖析，可以清楚了解劳作力绩效，找出人员绩效改善的方向和方法，而剖析劳作力绩效的根底是及时、完好、实在的数据。经过考勤机、排班办理软件、MES体系等实时搜集的考勤、工时和车间出产的根底数据，用数据剖析的手法，可以衡量人工与资源（如库存或机器）在可用性、绩效和质量方面的彼此联系。让决议计划层对工厂的劳作出产率和人工组织具有实时的可视性，经过及时精确地考勤数据剖析评价出劳作力本钱和服务水平，然后完结整个工厂真实的人力资本最优化和全体劳作效能的进步。
总归，要做好智能工厂的规划，需求从各个视角归纳考虑，从出资预算、技能先进性、出资回收期、体系杂乱性、出产的柔性等多个方面进行归纳权衡、一致规划，从一开端就防止发生新的信息孤岛和主动化孤岛，才干保证做出真实可落地，既具有前瞻性，又具有实效性的智能工厂规划计划。一起，还可以根据这些维度来树立智能工厂的评价体系。智能工厂的规划是一个十分杂乱的体系工程，需求企业的出产、工艺、IT、主动化、设备和精益等部分通力协作；也需求引进专业的工厂规划和智能制作咨询服务机构深化协作。
在智能制作的热潮下，企业不宜盲目跟风。建造智能工厂，应环绕企业的中长时间开展战略，根据本身产品、工艺、设备和订单的特色，合理规划智能工厂的建造蓝图。在推动规范化、规范化的根底上，从最急迫需求处理的问题下手，务实推动智能工厂的建造。
智能工厂的建造需求完结IT体系与主动化体系的信息集成；处理来历多样的异构数据，包含设备、出产、物料、质量、能耗等海量数据；应当进行科学的厂房布局规划，在满意出产工艺要求，优化事务流程的根底上，进步物流功率，进步工人作业的舒适程度。
智能工厂的推动需求企业的IT部分、主动化部分、精益推动部分和事务部分的通力协作。制作企业应当做好智能工厂相关技能的训练，挑选有实战经历的智能制作咨询服务机构，一起规划推动智能工厂建造的蓝图。在规划时应留意职业差异性，由于不同职业的产品制作工艺不同很大，智能工厂建造的方针和要点也有明显差异。
在智能工厂的建造中，企业往往会忽视办理与技能规范的树立，简单形成短少数据规范，一物多码；作业规范履行不到位；缺失设备办理规范，不同的设备选用不同的通讯协议，形成设备集成难度大；办理流程杂乱，职权力不匹配；质检规范履行不到位，导致批次质量问题多等问题。因而，需求树立清晰的智能工厂规范，例如，事务流程办理规范、设备点检保护规范、智能工厂评价规范等办理规范，以及智能配备规范、智能工厂体系集成规范、工业互联网规范以及主数据办理规范等技能规范。
智能加工单元在我国制作企业的运用还处于起步阶段，但必定是开展的方向。智能加工单元可以运用智能技能将CNC、工业机器人、加工中心以及主动化程度较低的设备集成起来，使其具有更高的柔性，进步出产功率。
智能工厂的终极方针并不是要建形成无人工厂，而应寻求在合理本钱的前提下，满意商场个性化定制的需求。因而，人机协作将成为智能工厂未来开展的首要趋势。人机协作的最大特色是可以充沛运用人的灵敏性完结杂乱多变的作业使命，在要害岗位上，更需求人的判别才干和决议计划才干显得更为重要，而机器人则拿手重复劳作。
未来，增强实际技能将被很多运用到工厂的设备保护和人员训练中。工人带上AR眼镜，就可以“看到”需求操作的作业方位。例如，需求拧紧螺栓的当地，当拧到位时，会有相应提示，然后进步作业人员的作业功率；修理人员可以经过什物扫码，使虚拟模型与什物模型重合叠加，一起在虚拟模型中显现出设备类型、作业参数等信息，并根据增强实际中的提示进行修理操作；增强实际技能还可以协助设备修理人员将什物作业参数与数字模型进行比照，赶快定位问题，并给予或许的毛病原因剖析。此外，数字工厂仿真技能可以根据离散事情建模、3D几许建模、可视化仿真与优化等技能完结对工厂静态布局、动态物流进程等归纳仿真和剖析，然后可以先树立数字化的出产体系乃至悉数工厂，根据既定工艺进行作业仿真。
