智能生產目前存在的問題

智能生產所包含的就是使用智能裝備、傳感器、過程控制、智能物流、制造執行系統、信息物理系統組成的人機一體化系統；按照工藝設計要求，實現整個生產制造過程的智能化生產、有限能力排產、物料自動配送、狀態跟蹤、優化控制、智能調度、設備運行狀態監控、質量追溯和管理、車間績效等；對生產、設備、質量的異常做出正確的判斷和處置；實現制造執行與運營管理、研發設計、智能裝備的集成；實現設計制造一體化，管控一體化。

長期以來我國勞動力成本偏低，裝備的自動化、數控化、智能化方面的資金投入不足，使得我國生產自動化、智能化的總體水平不高。目前的智能生產還存在以下問題：

1）生產裝備的數字化、智能化水平不高，聯網率低，嚴重妨礙了數字化、智能化車間的建設。

2）物流的自動化、智能化水平低，進出廠物流、自動化立體倉庫不多，生產現場的物料配送、工序間的物料傳輸自動化水平更低。

3）車間實施MES的比例很低，造成車間生產作業計劃粗放，設備負荷不均，物料供應協同性差。還有車間物料管理混亂、車間作業進度監控不力等。

4）有些企業購置數量相當的數控機床或自動化生產線，但系統的集成性差。

5）數據采集嚴重不足，生產工序進度、質量狀況、設備運行狀態、物料配送情況等信息不能及時反饋，整個生產系統的透明度、可視化程度不高，生產調度的科學性大打折扣。

智能生產系統設計的目標

目標

1）裝備數字化、智能化

2）倉儲、物流智能化

3）生產執行管理智能化

4）效益目標

智能生產系統分項描述

智能裝備與控制系統

智能裝備與控制系統是智能生產系統的基礎裝備，它由若干柔性制造系統FMS組成。按照國家軍用標準定義：“柔性制造系統是由數控加工設備、物料運儲裝置和計算機控制系統組成的自動化制造系統，它包括多個柔性制造單元，能根據制造任務或生產環境的變化迅速進行調整，適用于多品種、中小批量生產。”

柔性制造系統有以下特征：機器柔性、工藝柔性、生產能力柔性、維護柔性、擴展柔性、運行柔性。

智能倉儲和物流系統

從精益生產的角度，我們希望庫存越少越好，但是受到供貨批量、供貨半徑、運輸成本等因素的影響，有時庫存又是必需的。建設智能倉儲和物流配送系統是實現智能生產的重要組成部分。

智能倉儲和物流系統由倉儲物流信息管理系統、自動控制系統、物流設施設備系統組成。

智能制造執行系統

制造執行系統（Manufacturing Execution System，MES）是美國先進制造研究機構AMR于20世紀90年代提出的概念。AMR將MES定義為“位于上層的計劃管理系統與底層的工業控制之間的、面向車間層的管理信息系統”，它為操作人員/管理人員提供計劃的執行、跟蹤以及所有資源（人、設備、物料、客戶需求等）的當前狀態。

制造執行系統協會（Manufacturing Execution System Association，MESA）對MES所下的定義是：“MES在工廠綜合自動化系統中起著中間層的作用，在ERP系統產生的長期計劃指導下，MES根據底層控制系統采集的與生產有關的實時數據，對短期生產作業的計劃調度、監控、資源配置和生產過程進行優化。”

制造執行系統為企業創造的價值是：縮短在制品周轉和等待時間，提高設備利用率和車間生產能力，提高現場異常情況的響應和處理能力，縮短計劃編制周期，以及計劃人員的人力成本，提高計劃準確性，從計劃的粗放式管理向細化到工序的詳細計劃轉變，提高生產統計的準確性和及時性，降低庫存水平和在制品數量，不斷改善質量控制過程，提高產品質量。

生產指揮系統以及智能生產系統與其他系統的集成

生產指揮系統

① 生產動態的綜合展現

② 生產現場實時呈現

③ 生產指揮系統

集成

智能生產系統與企業資源計劃ERP、研發設計系統CAX/PLM有密切的集成關系，它們通過智能生產系統中的MES與其進行集成。MES再將這些信息傳遞至智能裝備與控制系統、智能物流系統，實現從底層設備至經營管理、研發設計系統的全面集成。

① 與ERP系統的集成

ERP系統向MES系統傳遞的信息包括生產任務、采購（外協）在途、庫存信息、物料配送計劃。MES系統向ERP系統傳遞的信息包括生產完成情況、物料再制、物料配送情況、異常信息、生產過程的質量。

② 與研發設計系統的集成

研發設計系統CAD/CAPP/CAM/PLM系統向MES系統傳遞的信息包括物料主數據、物料清單、設計文檔、工藝文檔、數控程序、技術變更，實現設計、工藝、制造一體化。MES系統向智能設計系統反饋工藝異常和設計異常數據。

③ 與智能服務系統的集成

MES系統向智能服務系統傳遞產品質量追溯信息，以便進行產品召回、索賠等。智能服務系統向MES傳遞用戶反饋信息。