智能工廠建設熱潮涌動,據工業和信息化部公示的智能制造試點示范項目數據顯示,2017年共有98個智能制造試點示范項目,比2016年增長53%。智能工廠作為智能制造范疇之一,也迎來了高速發展期。除了榮獲工信部智能制造試點示范項目的企業之外,各行各業眾多企業也在進行智能工廠的建設,加大企業轉型升級的力度。如機器人廠商埃斯頓在南京新建立的工業機器人智能工廠,家電廠商惠而浦在合肥的智能工廠,汽車廠商廣汽傳祺杭州智能工廠,定制家居行業廠商金柜家居的3號智能工廠等等。
智能工廠不僅要求生產過程應實現自動化、透明化、可視化、精益化,同時,產品檢測、質量檢驗和分析、生產物流還應當與生產過程實現閉環集成。智能工廠必須依賴無縫集成的信息系統支撐,主要包括PLM、ERP、CRM、SCM和MES五大核心系統。其中,MES作為智能工廠的核心系統模塊,受到的關注度越來越高。作為車間級承上啟下的綜合信息系統,實現車間生產數字化、精益化的基本技術手段,MES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)的當前狀態信息,解決工廠生產過程的黑箱問題,實現生產過程的可視化、可控化。
而Digital Twin(數字孿生)也在智能工廠的建設過程中發揮重大作用。比如利用Digital Twin技術將MES系統采集到的數據在虛擬的三維車間模型中實時地展現出來,不僅提供車間的虛擬現實環境,而且還可以顯示設備的實際狀態,實現虛實融合,企業管理人員可以方便地洞察生產現場的狀態,做出正確決策。
除了從無到有新建智能工廠外,很多傳統制造企業開始改造舊產線,以達到在有限的資金條件下提升產線的智能程度。如通過在傳統機床上安裝傳感器,采集刀具在加工過程中的數據,通過分析在正常及異常狀態下的數據差異,可以實現對刀具磨損狀況的預判,在刀具壽命將盡時提前換刀,以免造成設備及加工產品的損壞。也可以通過搭建智造單元開始,實現企業的逐步改造。
智能單元作為最小的數字化工廠,可以在不影響產線運轉的情況下,實現多種設備的切換。從最小的智能制造單元開始實施改造,再逐步拓展到產線,再拓展到車間,最后構建出完整的智能制造工廠。通過逐步改造的方式,企業可以將資金集中在最迫切需要改造的單元,也實現已有資產的效益最大化。
智能工廠的熱潮推動了制造企業進行產業改造,但是其中也產生了很多問題及誤區:比如盲目購買自動化設備和自動化產線,依然存在大量信息化孤島和自動化孤島,沒有真正發揮設備績效等。智能工廠的熱潮需要企業理智看待,在缺乏理解的情況下,企業不能貿然推進智能工廠建設。同時,要根據企業自身的發展水平、行業特點及經濟實力制定長期的發展戰略,通過對現有產線時行智能化改造,或者通過構建智能制造單元的方式逐步地推動智能工廠的落地。
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