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智能工廠建設(shè)是智能制造的核心領(lǐng)域。近年來，在數(shù)字化轉(zhuǎn)型、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等熱潮下，國(guó)家和各地方政府將智能工廠建設(shè)作為推動(dòng)智能制造深入發(fā)展的關(guān)鍵舉措，各行業(yè)制造企業(yè)也積極推進(jìn)智能工廠建設(shè)與改造，并涌現(xiàn)了一大批智能工廠建設(shè)樣板。
2023年1月3日，工信部等四部門公布“2022年度智能制造示范工廠揭榜單位和優(yōu)秀場(chǎng)景名單”，其中智能制造示范工廠揭榜單位達(dá)到99家；2023年1月13日，世界經(jīng)濟(jì)論壇(WEF)發(fā)布最新一批“燈塔工廠”名單，截至目前，在全球132座“燈塔工廠”中，中國(guó)地區(qū)共有50座工廠上榜；此外，e-works繼成功舉辦了“第一屆中國(guó)標(biāo)桿智能工廠百強(qiáng)榜”活動(dòng)后，“2023第二屆中國(guó)標(biāo)桿智能工廠百強(qiáng)榜”評(píng)選活動(dòng)也在如火如荼的進(jìn)行著，已吸引眾多知名制造企業(yè)的報(bào)名參加。
然而，當(dāng)前仍有很多企業(yè)對(duì)于推進(jìn)智能工廠建設(shè)存在諸多問題和誤區(qū)，如盲目購買自動(dòng)化設(shè)備和自動(dòng)化產(chǎn)線，片面強(qiáng)調(diào)全自動(dòng)化，追求“黑燈工廠”、機(jī)器換人等，或者單純強(qiáng)調(diào)技術(shù)的先進(jìn)性；但不重視設(shè)備數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集和車間聯(lián)網(wǎng)，依然存在大量信息化孤島和自動(dòng)化孤島，生產(chǎn)設(shè)備績(jī)效不高，工廠運(yùn)營(yíng)層還是黑箱等。實(shí)際上，智能工廠并非簡(jiǎn)單的應(yīng)用各種軟硬件系統(tǒng)，也不等于無人工廠。真正的智能工廠應(yīng)該是精益、透明、綠色、節(jié)能，人機(jī)協(xié)作，先進(jìn)性與實(shí)效性相結(jié)合，能夠適應(yīng)多品種小批量生產(chǎn)模式的柔性工廠。
智能工廠建設(shè)也不是一蹴而就，而是一個(gè)循序漸進(jìn)、持續(xù)改善的過程。e-works認(rèn)為，企業(yè)推進(jìn)智能工廠需要?dú)v經(jīng)“五級(jí)修煉”：
第一，構(gòu)建互聯(lián)工廠。即實(shí)現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)采集和車間聯(lián)網(wǎng)(5G/工業(yè)WIFI/工業(yè)PON)，也稱為M2M(Machine to Machine)。只有把數(shù)據(jù)連接的基礎(chǔ)打牢，智能工廠建設(shè)才能取得實(shí)效。
第二，打造透明工廠(Transparent Factory)。即應(yīng)用SCADA系統(tǒng)；進(jìn)行視頻監(jiān)控與智能識(shí)別；實(shí)時(shí)展現(xiàn)設(shè)備、生產(chǎn)、質(zhì)量、能耗、環(huán)境、工人行為等數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)工廠運(yùn)營(yíng)的可視化；數(shù)據(jù)可以從工廠、車間、產(chǎn)線到設(shè)備層層鉆取，并基于工作角色將產(chǎn)線Andon，以及需要決策和審批的數(shù)據(jù)發(fā)送到相應(yīng)負(fù)責(zé)人的移動(dòng)終端。
第三，推進(jìn)數(shù)字化工廠(Digital Factory)。即實(shí)現(xiàn)MES/MOM系統(tǒng)的集成應(yīng)用；進(jìn)行工廠設(shè)備布局仿真、物流仿真、人因工程仿真、裝配仿真和機(jī)器人運(yùn)動(dòng)仿真；應(yīng)用數(shù)字揀貨系統(tǒng)(DPS)；流程行業(yè)企業(yè)應(yīng)用DCS實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制；實(shí)現(xiàn)工廠智能巡檢；推進(jìn)能源管理數(shù)字化。
第四，建設(shè)智能工廠(Smart Factory)。即應(yīng)用APS系統(tǒng)，基于實(shí)際設(shè)備狀態(tài)和產(chǎn)能自動(dòng)排產(chǎn)；應(yīng)用FMS柔性制造系統(tǒng)，柔性自動(dòng)化產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)多機(jī)器人協(xié)作和人機(jī)協(xié)同，盡量減少換型次數(shù)，縮短換型時(shí)間；開展機(jī)器視覺應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)AI質(zhì)檢；實(shí)現(xiàn)廠內(nèi)物流及時(shí)配送；流程行業(yè)企業(yè)應(yīng)用APC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)流程優(yōu)化控制；應(yīng)用VR/AR系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)操作員培訓(xùn)(OTS)，輔助設(shè)備運(yùn)維；實(shí)現(xiàn)IT/OT融合。
第五，實(shí)現(xiàn)智慧工廠(Intelligent Factory)。即通過構(gòu)建數(shù)字孿生工廠，持續(xù)優(yōu)化工廠運(yùn)營(yíng)；軟件定義制造過程，工廠可重構(gòu)；實(shí)現(xiàn)設(shè)備預(yù)測(cè)性維護(hù)和質(zhì)量預(yù)測(cè)分析；實(shí)現(xiàn)節(jié)能/低碳/綠色制造等。
此外，對(duì)于制造企業(yè)而言，對(duì)老工廠進(jìn)行智能化改造比建設(shè)新的智能工廠難度更大，但也更重要，其能幫助企業(yè)在有限的時(shí)間和成本中完成智能化升級(jí)，實(shí)現(xiàn)降本增效。
《"十四五"智能制造發(fā)展規(guī)劃》明確提出開展智能制造示范工廠建設(shè)，到2025年建成500個(gè)以上引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展的智能制造示范工廠。在智能工廠建設(shè)熱情持續(xù)高漲下，制造企業(yè)應(yīng)理性前行，絕不能搞面子工程，也切忌貿(mào)然推進(jìn)、搞“大躍進(jìn)”。首先，智能工廠建設(shè)項(xiàng)目，一般投資大、周期長(zhǎng)、風(fēng)險(xiǎn)高。有些企業(yè)盲目上項(xiàng)目、擴(kuò)投資，最后當(dāng)智能工廠建設(shè)好后，卻無訂單；其次，智能工廠建設(shè)是一個(gè)持續(xù)演進(jìn)和優(yōu)化的過程，需要隨著企業(yè)應(yīng)用水平的提升不斷制定進(jìn)階目標(biāo)，持續(xù)優(yōu)化完善。
總而言之，智能工廠建設(shè)是一個(gè)十分復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要企業(yè)圍繞中長(zhǎng)期發(fā)展戰(zhàn)略，根據(jù)自身產(chǎn)品、工藝、設(shè)備和訂單的特點(diǎn)，合理規(guī)劃智能工廠的建設(shè)藍(lán)圖，在此基礎(chǔ)上結(jié)合智能工廠建設(shè)“五級(jí)修煉”，穩(wěn)妥推進(jìn)，才能真正取得實(shí)效。
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