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我國(guó)智能工廠發(fā)展趨勢(shì)分析 文章鏈接：力瑪數(shù)控官網(wǎng) http://www.cnc.cm/page443.html?article_id=90
來(lái)源:力瑪數(shù)控官網(wǎng)
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作者:leadma
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發(fā)布時(shí)間: 2016-01-22
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【力瑪數(shù)控官網(wǎng)】當(dāng)前，智能制造熱度高企，石化、鋼鐵、機(jī)械裝備制造、汽車(chē)制造、航空航天、飛機(jī)制造等行業(yè)紛紛開(kāi)始探索建設(shè)智能工廠。《中國(guó)制造2025》明 確提出要推進(jìn)制造過(guò)程智能化，在重點(diǎn)領(lǐng)域試點(diǎn)建設(shè)智能工廠/數(shù)字化車(chē)間，這必將加速智能工廠在工業(yè)行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用推廣。預(yù)計(jì)未來(lái)3-5年，全國(guó)將涌現(xiàn)出一 批智能工廠。智能工廠是未來(lái)的一個(gè)趨勢(shì)。
智能工廠的內(nèi)涵及建設(shè)重點(diǎn)
智能工廠是實(shí)現(xiàn)智能制造的重要載體，主要通過(guò)構(gòu)建智能化生產(chǎn)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)化分布生產(chǎn)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的智能化。企業(yè)基于CPS和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建的智能 工廠原型，主要包括物理層、信息層、大數(shù)據(jù)層、工業(yè)云層、決策層。其中，物理層包含工廠內(nèi)不同層級(jí)的硬件設(shè)備，從最小的嵌入設(shè)備和基礎(chǔ)元器件開(kāi)始，到感知 設(shè)備、制造設(shè)備、制造單元和生產(chǎn)線，相互間均實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。以此為基礎(chǔ)，構(gòu)建了一個(gè)“可測(cè)可控、可產(chǎn)可管”的縱向集成環(huán)境。信息層涵蓋企業(yè)經(jīng)營(yíng)業(yè)務(wù)各個(gè)環(huán) 節(jié)，包含研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、營(yíng)銷(xiāo)服務(wù)、物流配送等各類(lèi)經(jīng)營(yíng)管理活動(dòng)，以及由此產(chǎn)生的眾創(chuàng)、個(gè)性化定制、電子商務(wù)、可視追蹤等相關(guān)業(yè)務(wù)。在此基礎(chǔ)上，形成 了企業(yè)內(nèi)部?jī)r(jià)值鏈的橫向集成環(huán)境，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的流通和交換?？v向集成和橫向集成均以CPS和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，產(chǎn)品、設(shè)備、制造單元、生產(chǎn)線、車(chē)間、 工廠等制造系統(tǒng)的互聯(lián)互通，及其與企業(yè)不同環(huán)節(jié)業(yè)務(wù)的集成統(tǒng)一，則是通過(guò)數(shù)據(jù)應(yīng)用和工業(yè)云服務(wù)實(shí)現(xiàn)，并在決策層基于產(chǎn)品、服務(wù)、設(shè)備管理支撐企業(yè)最高決 策。這些共同構(gòu)建了一個(gè)智能工廠完整的價(jià)值網(wǎng)絡(luò)體系，為用戶提供端到端的解決方案。
由于產(chǎn)品制造工藝過(guò)程的明顯差異，離散制造業(yè)和流程制造業(yè)在智能工廠建設(shè)的重點(diǎn)內(nèi)容有所不同。對(duì)于離散制造業(yè)而言，產(chǎn)品往往由多個(gè)零部件經(jīng)過(guò)一系列不 連續(xù)的工序裝配而成，其過(guò)程包含很多變化和不確定因素，在一定程度上增加了離散型制造生產(chǎn)組織的難度和配套復(fù)雜性。企業(yè)常常按照主要的工藝流程安排生產(chǎn)設(shè) 備的位置，以使物料的傳輸距離最小。面向訂單的離散型制造企業(yè)具有多品種、小批量的特點(diǎn)，其工藝路線和設(shè)備的使用較靈活，因此，離散制造型企業(yè)更加重視生 產(chǎn)的柔性，其智能工廠建設(shè)的重點(diǎn)是智能制造生產(chǎn)線。
流程型制造業(yè)的特點(diǎn)是管道式物料輸送，生產(chǎn)連續(xù)性強(qiáng)，流程比較規(guī)范，工藝柔性比較小，產(chǎn)品比較單一，原料比較穩(wěn)定。對(duì)于流程制造業(yè)而言，由于原材料在 整個(gè)物質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程中進(jìn)行的是物理化學(xué)過(guò)程，難以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，而工序的連續(xù)性使得上一個(gè)工序?qū)ο乱粋€(gè)工序的影響具有傳導(dǎo)作用，即如果第一道工序的原料不可 用，就會(huì)影響第二道工序。因此，流程型制造業(yè)智能工廠建設(shè)的重點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝的智能優(yōu)化和生產(chǎn)全流程的智能優(yōu)化，即智能感知生產(chǎn)條件變化，自主決策系 統(tǒng)控制指令，自動(dòng)控制設(shè)備，在出現(xiàn)異常工況時(shí)，即時(shí)預(yù)測(cè)和進(jìn)行自愈控制，排除異常、實(shí)現(xiàn)安全優(yōu)化運(yùn)行；在此基礎(chǔ)上，智能感知物流、能源流和信息流的狀況， 自主學(xué)習(xí)和主動(dòng)響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)決策。
智能工廠
智能工廠的內(nèi)涵及建設(shè)重點(diǎn)
智能工廠是實(shí)現(xiàn)智能制造的重要載體，主要通過(guò)構(gòu)建智能化生產(chǎn)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)化分布生產(chǎn)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的智能化。企業(yè)基于CPS和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建的智能 工廠原型，主要包括物理層、信息層、大數(shù)據(jù)層、工業(yè)云層、決策層。其中，物理層包含工廠內(nèi)不同層級(jí)的硬件設(shè)備，從最小的嵌入設(shè)備和基礎(chǔ)元器件開(kāi)始，到感知 設(shè)備、制造設(shè)備、制造單元和生產(chǎn)線，相互間均實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。以此為基礎(chǔ)，構(gòu)建了一個(gè)“可測(cè)可控、可產(chǎn)可管”的縱向集成環(huán)境。信息層涵蓋企業(yè)經(jīng)營(yíng)業(yè)務(wù)各個(gè)環(huán) 節(jié)，包含研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、營(yíng)銷(xiāo)服務(wù)、物流配送等各類(lèi)經(jīng)營(yíng)管理活動(dòng)，以及由此產(chǎn)生的眾創(chuàng)、個(gè)性化定制、電子商務(wù)、可視追蹤等相關(guān)業(yè)務(wù)。在此基礎(chǔ)上，形成 了企業(yè)內(nèi)部?jī)r(jià)值鏈的橫向集成環(huán)境，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的流通和交換?？v向集成和橫向集成均以CPS和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，產(chǎn)品、設(shè)備、制造單元、生產(chǎn)線、車(chē)間、 工廠等制造系統(tǒng)的互聯(lián)互通，及其與企業(yè)不同環(huán)節(jié)業(yè)務(wù)的集成統(tǒng)一，則是通過(guò)數(shù)據(jù)應(yīng)用和工業(yè)云服務(wù)實(shí)現(xiàn)，并在決策層基于產(chǎn)品、服務(wù)、設(shè)備管理支撐企業(yè)最高決 策。這些共同構(gòu)建了一個(gè)智能工廠完整的價(jià)值網(wǎng)絡(luò)體系，為用戶提供端到端的解決方案。
由于產(chǎn)品制造工藝過(guò)程的明顯差異，離散制造業(yè)和流程制造業(yè)在智能工廠建設(shè)的重點(diǎn)內(nèi)容有所不同。對(duì)于離散制造業(yè)而言，產(chǎn)品往往由多個(gè)零部件經(jīng)過(guò)一系列不 連續(xù)的工序裝配而成，其過(guò)程包含很多變化和不確定因素，在一定程度上增加了離散型制造生產(chǎn)組織的難度和配套復(fù)雜性。企業(yè)常常按照主要的工藝流程安排生產(chǎn)設(shè) 備的位置，以使物料的傳輸距離最小。面向訂單的離散型制造企業(yè)具有多品種、小批量的特點(diǎn)，其工藝路線和設(shè)備的使用較靈活，因此，離散制造型企業(yè)更加重視生 產(chǎn)的柔性，其智能工廠建設(shè)的重點(diǎn)是智能制造生產(chǎn)線。
流程型制造業(yè)的特點(diǎn)是管道式物料輸送，生產(chǎn)連續(xù)性強(qiáng)，流程比較規(guī)范，工藝柔性比較小，產(chǎn)品比較單一，原料比較穩(wěn)定。對(duì)于流程制造業(yè)而言，由于原材料在 整個(gè)物質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程中進(jìn)行的是物理化學(xué)過(guò)程，難以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，而工序的連續(xù)性使得上一個(gè)工序?qū)ο乱粋€(gè)工序的影響具有傳導(dǎo)作用，即如果第一道工序的原料不可 用，就會(huì)影響第二道工序。因此，流程型制造業(yè)智能工廠建設(shè)的重點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝的智能優(yōu)化和生產(chǎn)全流程的智能優(yōu)化，即智能感知生產(chǎn)條件變化，自主決策系 統(tǒng)控制指令，自動(dòng)控制設(shè)備，在出現(xiàn)異常工況時(shí)，即時(shí)預(yù)測(cè)和進(jìn)行自愈控制，排除異常、實(shí)現(xiàn)安全優(yōu)化運(yùn)行；在此基礎(chǔ)上，智能感知物流、能源流和信息流的狀況， 自主學(xué)習(xí)和主動(dòng)響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)決策。