隨著科技技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)工廠人員用工成本的不斷攀升，同行業(yè)競爭白熱化加劇，制造原料成本上漲，迫使傳統(tǒng)制造業(yè)改變現(xiàn)有生產(chǎn)模式，構(gòu)建先進(jìn)的生產(chǎn)系統(tǒng)降低整體成本，使其在激烈的市場競爭中占據(jù)有利位置，贏得頭籌。

現(xiàn)在中國制造業(yè)已經(jīng)全面進(jìn)入大規(guī)模集成化專業(yè)化時代，原有的電氣化產(chǎn)線加MES（ERP）車間生產(chǎn)管理模式已經(jīng)無法滿足大制造業(yè)的要求，革新生產(chǎn)流程，轉(zhuǎn)變生產(chǎn)觀念變得迫在眉睫。

智慧工廠系統(tǒng)就是在這種大的時代背景下應(yīng)運而生。

一、何為智慧工廠系統(tǒng)？

智慧工廠是現(xiàn)代工廠信息化發(fā)展的新階段。是在數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)上，利用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)和設(shè)備監(jiān)控技術(shù)加強信息管理和服務(wù)；清楚掌握產(chǎn)銷流程、提高生產(chǎn)過程的可控性、減少生產(chǎn)線上人工的干預(yù)、即時正確地采集生產(chǎn)線數(shù)據(jù)，以及合理的生產(chǎn)計劃編排與生產(chǎn)進(jìn)度。并加上綠色智能的手段和智能系統(tǒng)等新興技術(shù)于一體，構(gòu)建一個高效節(jié)能的、綠色環(huán)保的、環(huán)境舒適的人性化工廠。

二、智慧工廠在制造生產(chǎn)上有什么特征體現(xiàn)？

（1）完善的系統(tǒng)自我協(xié)調(diào)能力和應(yīng)變能力：可以通過特定傳感器或數(shù)據(jù)接收裝置采集工廠實時環(huán)境數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷，做出符合自身行為的規(guī)劃方案。

（2）數(shù)據(jù)和生產(chǎn)流程可視化的實際應(yīng)用：通過分布廣泛的訊號收集處理系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，將工廠數(shù)據(jù)用豐富的數(shù)據(jù)展示，將繁復(fù)的生產(chǎn)流程通過動態(tài)動畫實時還原，產(chǎn)品追蹤變得一目了然。（大數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)可視化、機(jī)器學(xué)習(xí)代替人工檢測功能）

（3）協(xié)調(diào)、重組及擴(kuò)充特性：系統(tǒng)中各組承擔(dān)為可依據(jù)工作任務(wù)，自行組成最佳系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

（4）自我學(xué)習(xí)及維護(hù)能力：透過系統(tǒng)自我學(xué)習(xí)功能，在制造過程中落實資料庫補充、更新，及自動執(zhí)行故障診斷，并具備對故障排除與維護(hù)，或通知對的系統(tǒng)執(zhí)行的能力。（實例：AGV自動充電功能）

三、智慧工廠有哪些功能組成？

（1）智能車間：生產(chǎn)自動化、維護(hù)智能化、分裝迅捷化

智能車間為整個智慧工廠的核心功能模塊，它在原有工廠電氣化的基礎(chǔ)上進(jìn)行升級改造，加裝各種控制器，將生產(chǎn)過程變得簡單易學(xué)，可實現(xiàn)工人的快速培訓(xùn)、快速上崗、減少培訓(xùn)費用支出，降低生產(chǎn)成本；將生產(chǎn)過程程式化，降低生產(chǎn)過程中殘次品的產(chǎn)生，從生產(chǎn)環(huán)節(jié)有效降低不可抗拒損耗，嚴(yán)格把控原料質(zhì)量（檢測系統(tǒng)），從源頭管控提升產(chǎn)品整體質(zhì)量（實例：自動化成型機(jī)詳述）；以現(xiàn)有MES為管控中心，以單臺自動化設(shè)備為終端，實現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)一鍵下發(fā)，設(shè)備維護(hù)智能化管理，有效縮短維護(hù)反應(yīng)時間，保障生產(chǎn)車間高效運行；產(chǎn)出成品或半成品經(jīng)初檢合格后，進(jìn)入自動化車間分裝系統(tǒng)，進(jìn)入產(chǎn)線控制系統(tǒng)（TCS），減少不必要的分裝轉(zhuǎn)運環(huán)節(jié)，提高勞動效率。

（2）智能倉儲轉(zhuǎn)運系統(tǒng)（WCS、WMS、TCS）：成品（半成品）自動轉(zhuǎn)運，自動出入庫，倉庫管理實現(xiàn)完全自動化。

智能倉儲轉(zhuǎn)運系統(tǒng)扮演著工廠生產(chǎn)調(diào)度者的重要角色，它接收來自生產(chǎn)車間的成品（半成品），轉(zhuǎn)運來自訂單需求的成品（或下一級生產(chǎn)車間的半成品加工需求）。在實際的工作上一級生產(chǎn)車間和下一級生產(chǎn)車間（或轉(zhuǎn)運車間）生產(chǎn)和轉(zhuǎn)運的矛盾往往無法調(diào)和，智能倉庫轉(zhuǎn)運系統(tǒng)可以在上下級車間中緩解生產(chǎn)矛盾，嚴(yán)格控制上下級車間存量，做到合理調(diào)配，

科學(xué)調(diào)度；倉儲轉(zhuǎn)運系統(tǒng)可實現(xiàn)全自動化出入庫，降低倉庫維護(hù)人員數(shù)量，提高倉儲效能比率。

（3）智能品質(zhì)管控：產(chǎn)品品質(zhì)管控智能化

智能品質(zhì)管控依托工廠大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，對智慧工廠品質(zhì)管控環(huán)節(jié)歷史數(shù)據(jù)以及當(dāng)前數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，搭建計算機(jī)視覺識別網(wǎng)絡(luò)，運用統(tǒng)計學(xué)原理對產(chǎn)品進(jìn)行精準(zhǔn)品質(zhì)分析，避免殘次品流入市場，影響企業(yè)品牌形象。

（4）集成相關(guān)管理系統(tǒng)：與ERP，MES系統(tǒng)集成

與工廠現(xiàn)有ERP和MES系統(tǒng)集成，實現(xiàn)訂單、原料管控、人員管理、成本分析、生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)具體實施、倉儲物流、成品進(jìn)入市場全過程無縫銜接，工廠生產(chǎn)管理完全智能化。

（5）產(chǎn)品追溯系統(tǒng)：產(chǎn)品生產(chǎn)全周期追溯

產(chǎn)品問題追溯一直是困擾工廠生產(chǎn)的較為嚴(yán)重問題之一，產(chǎn)品追溯系統(tǒng)從半成品開始就生成此項產(chǎn)品的唯一工廠標(biāo)識碼，存在于整個生產(chǎn)周期，通過追溯標(biāo)識碼可以定位到其生產(chǎn)機(jī)臺，轉(zhuǎn)運時間，入庫時間，存儲庫位信息，出庫時間，有效降低不合格品的管理成本，做到責(zé)任到人。

四、智慧工廠未來展望

如果將一個工廠比作人體，那么生產(chǎn)設(shè)備和工廠結(jié)構(gòu)就是人的骨骼，電氣系統(tǒng)就為人體的肌肉組織，而軟件系統(tǒng)就相當(dāng)于人的中樞神經(jīng)。三者互相協(xié)調(diào)，缺一不可，共同組成完整的智慧工廠系統(tǒng)。智慧工廠在近幾年間的發(fā)展令人可喜，但是也存在諸多不足，大數(shù)據(jù)的運用并未實現(xiàn)真正落地，部分工廠只存在數(shù)據(jù)而無法找到合適的方法有效利用；系統(tǒng)集成困難重重，可靠性保障較為棘手，整個智慧工廠系統(tǒng)涉及機(jī)械設(shè)計、電氣系統(tǒng)設(shè)計、軟件系統(tǒng)設(shè)計、項目管理、人員管理等諸多環(huán)節(jié)，設(shè)備提供廠商有時甚至多達(dá)數(shù)百家，如何將龐雜孤立的子系統(tǒng)有效地整合在一起，實現(xiàn)高效和精準(zhǔn)，還需要很長的路要走。

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