智能工廠最典型的特征是什么？

作者：郭朝暉

幾年前，我試圖用一句話描述工業(yè)4.0最基本的特征。我提出，工業(yè)4.0最基本的特征是：流水線上的個(gè)性化定制。最近，我又想到用一句話描述智能工廠最典型的特征。我想，最典型的特征應(yīng)該是：流水線上實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的自動(dòng)切換。

工業(yè)4.0、智能工廠有很多特征，我為什么選擇這兩個(gè)不起眼的特征呢？我的理由是：這兩個(gè)特征不僅通俗易懂，還能“綱舉目張”，把工業(yè)4.0、智能制造的許多技術(shù)引申出來，以便于理解這些技術(shù)的作用和相關(guān)的場景。

下面就簡單描述一下相關(guān)的場景和邏輯。

自動(dòng)切換意味著：產(chǎn)品到達(dá)某個(gè)工位時(shí)，機(jī)器的參數(shù)或工作方式會(huì)發(fā)生改變。要做到這一點(diǎn)，必須跨工序地準(zhǔn)確跟蹤產(chǎn)品。這就意味著：必須推進(jìn)生產(chǎn)過程的可追溯和廠內(nèi)各個(gè)車間之間信息的“橫向集成”。

一般來說，產(chǎn)品的工藝標(biāo)準(zhǔn)和參數(shù)存儲(chǔ)在管理計(jì)算機(jī)上，而執(zhí)行過程是由控制計(jì)算機(jī)實(shí)施的。所以，產(chǎn)品自動(dòng)切換時(shí)，管理計(jì)算機(jī)要把信息發(fā)給控制計(jì)算機(jī)。這其實(shí)就是信息的“縱向集成”。如果生產(chǎn)的工藝參數(shù)依賴于產(chǎn)品本身所描述的信息（比如零件的幾何形狀），產(chǎn)品就要用數(shù)字化模型描述、甚至需要采用CPS或數(shù)字孿生技術(shù)。如果這個(gè)工廠不斷研發(fā)出新產(chǎn)品，而新產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝標(biāo)準(zhǔn)都是數(shù)字化的，就可能需要把研發(fā)、制造、服務(wù)等過程串起來，這就是“端到端集成”。如果產(chǎn)品的種類非常多，庫存管理和采購就會(huì)非常麻煩。要解決這些麻煩、降低庫存和采購的成本，就要把銷售信息、庫存信息和上游供應(yīng)鏈的信息打通。這樣，

“橫向集成”就會(huì)由企業(yè)內(nèi)部拓展到企業(yè)的外部。

在產(chǎn)品的切換過程，可能會(huì)帶來很多麻煩，如質(zhì)量和效率的降低，能耗和成本的上升等。這時(shí)候，就需要用大數(shù)據(jù)和工業(yè)APP的手段進(jìn)行優(yōu)化。產(chǎn)品可追溯等特點(diǎn)，就保證了數(shù)據(jù)的完整性，從而支撐這些工作。同時(shí)，生產(chǎn)的計(jì)劃調(diào)度的復(fù)雜性和要求會(huì)越來越高。特別地，生產(chǎn)出現(xiàn)問題時(shí)，對(duì)調(diào)度的實(shí)時(shí)性要求會(huì)變得很高，很可能會(huì)要求智能調(diào)度，以實(shí)現(xiàn)工序之間的有效協(xié)同。同時(shí)，為了便于持續(xù)優(yōu)化，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)會(huì)成為標(biāo)配。

在高度自動(dòng)化的工廠中，正常的生產(chǎn)過程很少需要人來操作機(jī)器。但是，產(chǎn)品切換過程往往是需要人的。如果產(chǎn)品切換實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，則現(xiàn)場的工人可以進(jìn)一步減少。從而從自動(dòng)化走向了智能化。人對(duì)生產(chǎn)的干擾也就少了，有利于生產(chǎn)和管理的穩(wěn)定。換個(gè)角度看：如果要實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0，流水線上每個(gè)產(chǎn)品都不一樣，就必須實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的自動(dòng)切換。這樣，智能工廠的味道是不是越來越濃了？

所以，人們?cè)诮ㄔO(shè)新工廠、開發(fā)新設(shè)備的時(shí)候，腦子里要有一根弦：要為日后的自動(dòng)切換留下接口。

有些朋友可能不贊成我的觀點(diǎn)，覺得我的要求太LOW了。但我相信：這個(gè)觀點(diǎn)一定是越想越有味道。

編輯：黃飛