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智能工廠(chǎng)作為工業(yè)智能化發(fā)展的重要實(shí)踐模式，朝陽(yáng)旭日重工已經(jīng)引發(fā)行業(yè)的廣泛關(guān)注。到底什么是智能工廠(chǎng)？智能工廠(chǎng)的核心架構是怎樣的？能為企業(yè)的轉型提供哪些支撐？這都是企業(yè)比較關(guān)心的話(huà)題。
智能工廠(chǎng)作為工業(yè)智能化發(fā)展的重要實(shí)踐模式，已經(jīng)引發(fā)行業(yè)的廣泛關(guān)注。到底什么是智能工廠(chǎng)？智能工廠(chǎng)的核心架構是怎樣的？能為企業(yè)的轉型提供哪些支撐？這都是企業(yè)比較關(guān)心的話(huà)題。
智能工廠(chǎng)、數字化工廠(chǎng)與智能制造
不可忽視的是，往往很多企業(yè)在提及這些概念時(shí)，容易將這些概念混為一談，數字化工廠(chǎng)、智能工廠(chǎng)以及智能制造之間到底是否可以互相替換，這些概念之間是否存在區別？
1、數字化工廠(chǎng)
對于數字化工廠(chǎng)，德國工程師協(xié)會(huì )的定義是：
數字化工廠(chǎng)（DF）是由數字化模型、方法和工具構成的綜合網(wǎng)絡(luò )，包含仿真和3D／虛擬現實(shí)可視化，通過(guò)連續的沒(méi)有中斷的數據管理集成在一起。數字化工廠(chǎng)集成了產(chǎn)品、過(guò)程和工廠(chǎng)模型數據庫，通過(guò)先進(jìn)的可視化、仿真和文檔管理，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)過(guò)程所涉及的質(zhì)量和動(dòng)態(tài)性能：
在國內，對于數字化工廠(chǎng)接受度*高的定義是：
數字化工廠(chǎng)是在計算機虛擬環(huán)境中，對整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行仿真、評估和優(yōu)化，并進(jìn)一步擴展到整個(gè)產(chǎn)品生命周期的新型生產(chǎn)組織方式。是現代數字制造技術(shù)與計算機仿真技術(shù)相結合的產(chǎn)物，主要作為溝通產(chǎn)品設計和產(chǎn)品制造之間的橋梁。從定義中可以得出一個(gè)結論，數字化工廠(chǎng)的本質(zhì)是實(shí)現信息的集成。
2、智能工廠(chǎng)
智能工廠(chǎng)是在數字化工廠(chǎng)的基礎上，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和監控技術(shù)加強信息管理服務(wù)，提高生產(chǎn)過(guò)程可控性、減少生產(chǎn)線(xiàn)人工干預，以及合理計劃排程。同時(shí)，集初步智能手段和智能系統等新興技術(shù)于一體，構建高效、節能、綠色、環(huán)保、舒適的人性化工廠(chǎng)。
智能工廠(chǎng)系統
智能工廠(chǎng)已經(jīng)具有了自主能力，可采集、分析、判斷、規劃；通過(guò)整體可視技術(shù)進(jìn)行推理預測，利用仿真及多媒體技術(shù)，將實(shí)境擴增展示設計與制造過(guò)程。系統中各組成部分可自行組成*佳系統結構，具備協(xié)調、重組及擴充特性。已系統具備了自我學(xué)習、自行維護能力。因此，智能工廠(chǎng)實(shí)現了人與機器的相互協(xié)調合作，其本質(zhì)是人機交互。
3、智能制造
智能工廠(chǎng)是在數字化工廠(chǎng)基礎上的升級版，但是與智能制造還有很大差距。
智能制造系統在制造過(guò)程中能進(jìn)行智能活動(dòng)，諸如分析、推理、判斷、構思和決策等。通過(guò)人與智能機器的合作，去擴大、延伸和部分地取代技術(shù)*在制造過(guò)程中的腦力勞動(dòng)。它把制造自動(dòng)化擴展到柔性化、智能化和高度集成化。
智能制造系統
智能制造系統不只是“人工智能系統，而是人機一體化智能系統，是混合智能。系統可獨立承擔分析、判斷、決策等任務(wù)，突出人在制造系統中的核心地位，同時(shí)在智能機器配合下，更好發(fā)揮人的潛能。機器智能和人的智能真正地集成在一起，互相配合，相得益彰。本質(zhì)是人機一體化。
智能制造核心特征
國內很多企業(yè)都在**智能制造，但是絕大多數企業(yè)還處在部分使用應用軟件的階段，少數企業(yè)也只是實(shí)現了信息集成，也就是可以達到數字化工廠(chǎng)的水平；極少數企業(yè)，能夠實(shí)現人機的有效交互，也就是達到智能工廠(chǎng)的水平。
走進(jìn)三一重工18號廠(chǎng)房
三一18號廠(chǎng)房是亞洲*大的智能化制造車(chē)間，有混凝土機械、路面機械、港口機械等多條裝配線(xiàn)，是三一重工總裝車(chē)間。2008年開(kāi)始籌建，2012年全面投產(chǎn)，總面積約十萬(wàn)平方米。
三一重工總裝車(chē)間分為裝配區、高精機加區、結構件區、立庫區、展示廳、景觀(guān)區六大功能區域；主要生產(chǎn)泵車(chē)、拖泵、車(chē)載泵和平地機、壓路機、攤鋪機、正面吊等產(chǎn)品。廠(chǎng)房規劃全面應用數字化工廠(chǎng)仿真技術(shù)進(jìn)行方案設計與驗證，此舉大大提高了規劃的科學(xué)性，及布局的合理性。
1、智能加工中心與生產(chǎn)線(xiàn)
三一重工在上海臨港產(chǎn)業(yè)園建成全球*大*先進(jìn)的挖掘機生產(chǎn)基地，焊接機器人大規模投入使用，使得三一挖掘機的使用壽命大約翻了兩番，售后問(wèn)題下降了四分之三。目前，三一重工已經(jīng)完成車(chē)間機加設備的研發(fā)采購與安裝調試。
2、智能化立體倉庫和物流運輸系統
三一智能化立體倉庫由華中科大與三一聯(lián)合研制，總投資6000多萬(wàn)元， 分南北兩個(gè)庫，由地下自動(dòng)輸送設備連成一個(gè)整體，總占地面積9000平方米，倉庫容量大概是16000個(gè)貨位。這個(gè)庫區有幾千種物料，能支持每月數千臺產(chǎn)品的生產(chǎn)量。
3、智能化生產(chǎn)執行過(guò)程控制
三一集團制造執行系統，它充分利用信息化技術(shù)，從生產(chǎn)計劃下達、物料配送、生產(chǎn)節拍、完工確認、標準作業(yè)指導、質(zhì)量管理、關(guān)重件條碼采集等多個(gè)維度進(jìn)行管控，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò )實(shí)時(shí)將現場(chǎng)信息及時(shí)準確地傳達到生產(chǎn)管理者與決策者。
4、智能化生產(chǎn)控制中心
采用了Andon系統之后，一旦發(fā)生問(wèn)題，操作員可以在工作站拉一下繩索或者按一下按鈕，觸發(fā)相應的聲音和點(diǎn)亮相應的指示燈，提示監督人員立即找出發(fā)生故障的地方以及故障的原因，可以減少停工時(shí)間同時(shí)又提高了生產(chǎn)效率。
智能工廠(chǎng)的智能化基因
在智能工廠(chǎng)里，人、機器和資源如同在一個(gè)社交網(wǎng)絡(luò )里自然地相互溝通協(xié)作，生產(chǎn)出來(lái)的智能產(chǎn)品能夠理解自己被制造的細節以及將如何使用，能夠回答＂哪組參數被用來(lái)處理我＂、＂我應該被傳送到哪里＂等問(wèn)題。
同時(shí)，智能輔助系統將從執行例行任務(wù)中解放出來(lái)，使他們能夠專(zhuān)注于創(chuàng )新；靈活的工作組織能夠幫助工人把生活和工作實(shí)現更好地結合，個(gè)體顧客的需求將得到滿(mǎn)足。
1、三元戰略
美國與德國的工業(yè)發(fā)展戰略核心均為CPS（Cyber－ Physical System）系統，是典型的二元戰略。美國是C（Cyber，包括：數字、信息、網(wǎng)絡(luò )等虛擬世界）＋P（Physical，包括機器、設備、設施等實(shí)體世界），德國是P＋C，兩國均是基于高素質(zhì)勞動(dòng)者、國家人力匱乏、企業(yè)高協(xié)同化、高法制化的基礎之上而提出的戰略！
三元戰略
而中國裝備水平較美國和德國有一定差距，數據采集分析決策能力也有局限，但中國具有人力資源優(yōu)勢，所以應該充分挖掘人的作用。因此，中國制造企業(yè)推進(jìn)工業(yè)發(fā)展不能完全照搬發(fā)達國家的二元戰略，更宜采用CPPS（Cyber－Person－Physical System）人機網(wǎng)三元戰略，充分體現人的能動(dòng)作用。
2六維智能所謂“六維智能理論”，就是在設備聯(lián)網(wǎng)＋遠程數據采集的基礎上，實(shí)現智能化的生產(chǎn)過(guò)程管理與控制，從6個(gè)方面打造適合中國國情的智能工廠(chǎng)，這6個(gè)方面包括：
六維智能
智能計劃排產(chǎn)，是從計劃源頭上集成ERP，進(jìn)行APS高級排產(chǎn)。
智能生產(chǎn)協(xié)同，從生產(chǎn)準備過(guò)程上，實(shí)現物料、**、工裝、工藝的并行協(xié)同準備。
智能的設備互聯(lián)互通，是CPS信息物理系統的典型體現，實(shí)現數字化生產(chǎn)設備的分布式網(wǎng)絡(luò )化通訊、程序集中管理、設備狀態(tài)的實(shí)時(shí)監控等。
智能資源管理，包括對物料、設備、**、量具、夾具等生產(chǎn)資源進(jìn)行精益化管理、庫存智能預警等。
智能質(zhì)量過(guò)程管控，是對影響產(chǎn)品質(zhì)量的生產(chǎn)工藝參數進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、控制，確保產(chǎn)品質(zhì)量。
智能決策支持，是基于大數據分析的決策支持，形成管理的閉環(huán)，以實(shí)現數字化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化的高效生產(chǎn)模式。
智能工廠(chǎng)核心架構
工業(yè)4.0是什么？每個(gè)人站在不同的角度會(huì )有不同的理解，是互聯(lián)、集成（縱向、橫向、端到端）、數據、創(chuàng )新、服務(wù)、轉型或是CPS、是智能工廠(chǎng)、是智能制造亦或是國家戰略、企業(yè)目標。工業(yè)4．0核心內容就是建一個(gè)網(wǎng)絡(luò )、三項集成、大數據分析、八項計劃和研究?jì)蓚€(gè)主題。
1、建一個(gè)網(wǎng)絡(luò )（CPS）
CPS讓物理設備具有計算、通信、*控制、遠程協(xié)調和自治等五大功能，從而實(shí)現虛擬網(wǎng)絡(luò )世界與現實(shí)物理世界的融合，將網(wǎng)絡(luò )空間的高級計算能力有效的運用于現實(shí)世界中，從而在生產(chǎn)制造過(guò)程中，與設計、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)有關(guān)的所有數據將通過(guò)傳感器采集并進(jìn)行分析，形成可自律操作的智能生產(chǎn)系統。
2、三個(gè)集成
工業(yè)4．0中的三項集成包括：橫向集成、縱向集成與端對端的集成。
工業(yè)4．0中的三項集成
工業(yè)4．0將無(wú)處不在的傳感器、嵌入式終端系統、智能控制系統、通信設施通過(guò)CPS形成一個(gè)智能網(wǎng)絡(luò )，使人與人、人與機器、機器與機器以及服務(wù)與服務(wù)之間能夠互聯(lián)，從而實(shí)現橫向、縱向和端對端的高度集成，集成是實(shí)現工業(yè)4．0的重點(diǎn)也是難點(diǎn)。
3、數據處理：大數據分析
隨著(zhù)信息物理系統的推廣，智能裝備和終端的普及以及各種各樣傳感器的使用，將會(huì )帶來(lái)無(wú)所不在的感知和無(wú)所不在的連接，所有的生產(chǎn)裝備、感知設備、聯(lián)網(wǎng)終端，包括生產(chǎn)者本身都在源源不斷地產(chǎn)生數據，這些數據將會(huì )滲透到企業(yè)運營(yíng)、價(jià)值鏈乃至產(chǎn)品的整個(gè)生命周期，是工業(yè)4．0和制造革命的基石。
總體來(lái)說(shuō)，工業(yè)4．0關(guān)注的企業(yè)數據分為四類(lèi)：
產(chǎn)品相關(guān)的數據，俗稱(chēng)企業(yè)主數據；
運營(yíng)數據，一般稱(chēng)為交易數據；
整個(gè)價(jià)值鏈上的數據，如供應商、分銷(xiāo)商、客戶(hù)等數據，也是屬于企業(yè)主數據管理的范疇；
對企業(yè)經(jīng)營(yíng)分析有價(jià)值的外部數據。
智能工廠(chǎng)實(shí)施解決方案
1、西門(mén)子
西門(mén)子實(shí)現虛擬生產(chǎn)和與現實(shí)生產(chǎn)環(huán)境的融合，采用創(chuàng )新軟件、自動(dòng)化技術(shù)、驅動(dòng)技術(shù)及服務(wù)。
這些能夠縮短產(chǎn)品上市時(shí)間、提高生產(chǎn)效率和靈活性。
2、蘭光創(chuàng )新
在對數控設備進(jìn)行DNC聯(lián)網(wǎng)的基礎上，以圖形化高級排產(chǎn)為技術(shù)核心，以機床的數據自動(dòng)采集形成閉環(huán)管理，建成程序編制、物料準備、**準備等協(xié)同制造環(huán)境。
3、元工國際
元工制造執行系統MES，是精益生產(chǎn)、數字化工廠(chǎng)、智慧工廠(chǎng)的支撐平臺；MES和SCM基于多年積累的智配平臺。
元工CPS是工業(yè)4．0的執行平臺，支持多種物聯(lián)協(xié)議。
4、LG CNS
LG CNS通過(guò)AA （Advanced Analytics）解決方案， 為客戶(hù)提供從收集大數據到實(shí)現客戶(hù)業(yè)務(wù)為止的整合服務(wù)End－to－End 解決方案。
5、艾普工華
以MOM解決方案為主體，通過(guò)艾普工華MDI系統，提供國內外主流的數字化設計系統與數字化管理系統的集成與咨詢(xún)實(shí)施服務(wù)，形成的一套離散制造業(yè)數字化工廠(chǎng)整體解決方案。
