如何打造具有中國特色的智能工廠

　　在工業(yè)4.0的大背景下，中國提出了“中國制造2025”戰(zhàn)略，如今到處都在講建設(shè)智能工廠。但訊商軟件認(rèn)為：企業(yè)在智能工廠建設(shè)時一定要從全局思考，打造一個全面的、有體系的智能工廠管理系統(tǒng)，從各個方面進(jìn)行優(yōu)化、挖掘潛力，最大程度地提升企業(yè)的生產(chǎn)效率及管理水平。

　　究竟如何打造具有中國特色的智能工廠？又能智能到什么程度？“六維智能理論”對此作了很好的回答。它提出要從6個維度的“智能”打造中國特色的智能工廠：智能計劃排產(chǎn)、智能生產(chǎn)過程協(xié)同、智能設(shè)備互聯(lián)互通、智能生產(chǎn)資源管控、智能質(zhì)量過程控制、智能大數(shù)據(jù)分析與決策支持。

　　一、智能計劃排產(chǎn)

　　首先從計劃源頭上確保計劃的科學(xué)化、精準(zhǔn)化。通過集成，從ERP等上游系統(tǒng)讀取主生產(chǎn)計劃后，利用APS進(jìn)行自動排產(chǎn)，按交貨期、精益生產(chǎn)、生產(chǎn)周期、最優(yōu)庫存、同一裝夾優(yōu)先、已投產(chǎn)訂單優(yōu)先等多種高級排產(chǎn)算法，自動生成的生產(chǎn)計劃可準(zhǔn)確到每一道工序、每一臺設(shè)備、每一分鐘，并使交貨期最短、生產(chǎn)效率最高、生產(chǎn)最均衡化。這是對整個生產(chǎn)過程進(jìn)行科學(xué)的源頭與基礎(chǔ)。

　　二、智能生產(chǎn)過程協(xié)同

　　為避免貴重的生產(chǎn)設(shè)備因操作工忙于找刀、找料、檢驗(yàn)等輔助工作而造成設(shè)備有效利用率低的情況，企業(yè)要從生產(chǎn)準(zhǔn)備過程上，實(shí)現(xiàn)物料、刀具、工裝、工藝等的并行協(xié)同準(zhǔn)備，實(shí)現(xiàn)車間級的協(xié)同制造，可明顯提升機(jī)床的有效利用率。

　　還比如，隨著3D模型的普及，在生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)以3D模型為載體的信息共享，將CATIA、PRO/E、NX等多種數(shù)據(jù)格式的3D圖形、工藝直接下發(fā)到現(xiàn)場，做到生產(chǎn)過程的無紙化，也可明顯減少圖紙轉(zhuǎn)化與看圖的時間，提升工人的勞動效率。

　　三、智能的設(shè)備互聯(lián)互通

　　無論是工業(yè)4.0、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、還是中國制造2025，其實(shí)質(zhì)都是以CPS賽博物理系統(tǒng)為核心，通過信息化與生產(chǎn)設(shè)備等物理實(shí)體的深度融合，實(shí)現(xiàn)智能制造的生產(chǎn)模式。對企業(yè)來講，將那些貴重的數(shù)控設(shè)備、機(jī)器人、自動化生產(chǎn)線等數(shù)字化設(shè)備，通過DNC/MDC的機(jī)床聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)采集、大數(shù)據(jù)分析、可視化展現(xiàn)、智能決策等功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化生產(chǎn)設(shè)備的分布式網(wǎng)絡(luò)化通訊、程序集中管理、設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)控等，就是CPS賽博物理系統(tǒng)在制造企業(yè)中最典型的體現(xiàn)。

　　DNC是Distributed Numerical Control的簡稱，意為分布式數(shù)字控制，國內(nèi)一般統(tǒng)稱為機(jī)床聯(lián)網(wǎng)。DNC系統(tǒng)通過一臺服務(wù)器可實(shí)現(xiàn)對所有數(shù)控設(shè)備的雙向并發(fā)通訊，支持Fanuc、Siemens、Heidenhain等上百種控制系統(tǒng)，兼容RS232、422、485、TCP/IP、無線等各類通訊方式，具有遠(yuǎn)程通訊、強(qiáng)制上傳等常見功能，將數(shù)控設(shè)備納入整個IT系統(tǒng)進(jìn)行集群化管理。

　　管理學(xué)大師彼得·德魯克曾經(jīng)說過“你如果無法度量它，就無法管理它”，我們不僅需要通過DNC解決互聯(lián)的問題，更需要通過MDC（Manufacturing Data Collection，直譯為制造數(shù)據(jù)采集，俗稱為機(jī)床監(jiān)控）解決數(shù)據(jù)自動采集、透明化、量化管理的問題。

　　MDC通過一臺計算機(jī)可以同時自動采集4096臺數(shù)控設(shè)備，兼容數(shù)控機(jī)床、熱處理設(shè)備（如熔煉、壓鑄、熱處理、涂裝等設(shè)備）、機(jī)器人、自動化生產(chǎn)線等各類數(shù)字化設(shè)備，兼容西門子等所有機(jī)床控制系統(tǒng)，以及三菱、歐姆龍等各類PLC的設(shè)備。

　　對高端帶網(wǎng)卡的機(jī)床，可直接采集到機(jī)床的實(shí)時狀態(tài)、程序信息、加工件數(shù)、轉(zhuǎn)速和進(jìn)給、報警信息等豐富的信息。并以形象直觀的圖形化界面進(jìn)行顯示，比如，綠色表示機(jī)床正在運(yùn)行，黃色表示機(jī)床開機(jī)沒干活，灰色表示沒開機(jī)，紅色表示故障，鼠標(biāo)在機(jī)床圖形上一點(diǎn)，相關(guān)的機(jī)床詳細(xì)信息就全部實(shí)時地顯示出來，實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程的透明化、量化管理。

　　如果要實(shí)現(xiàn)更逼真的顯示效果，可通過3D虛擬技術(shù)以立體的形式展現(xiàn)車間、設(shè)備、人體模型等，可以實(shí)現(xiàn)人體的行走、機(jī)床的放大縮小、設(shè)備信息的實(shí)時顯示等各種操作，給用戶一個更直觀、形象的展現(xiàn)。

　　四、智能生產(chǎn)資源管理

　　通過對生產(chǎn)資源（物料、刀具、量具、夾具等）進(jìn)行出入庫、查詢、盤點(diǎn)、報損、并行準(zhǔn)備、切削專家?guī)臁⒔y(tǒng)計分析等功能，有效地避免因生產(chǎn)資源的積壓與短缺，實(shí)現(xiàn)庫存的精益化管理，可最大程度地減少因生產(chǎn)資源不足帶來的生產(chǎn)延誤，也可避免因生產(chǎn)資源的積壓造成生產(chǎn)輔助成本的居高不下。

　　五、智能質(zhì)量過程管控

　　除了對生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題進(jìn)行及時的處理，分析出規(guī)律，減少質(zhì)量問題的再次發(fā)生等技術(shù)手段以外，在生產(chǎn)過程中對生產(chǎn)設(shè)備的制造過程參數(shù)進(jìn)行實(shí)時的采集、及時的干預(yù)，也是確保產(chǎn)品質(zhì)量的一個重要手段。

　　通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的形式對熔煉、壓鑄、熱處理、涂裝等數(shù)字化設(shè)備進(jìn)行采集與管理，如采集設(shè)備基本狀態(tài)，對各類工藝過程數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測、動態(tài)預(yù)警、過程記錄分析等功能，可實(shí)現(xiàn)對加工過程實(shí)時的、動態(tài)的、嚴(yán)格的工藝控制，確保產(chǎn)品生產(chǎn)過程完全受控。

　　當(dāng)生產(chǎn)一段時間，質(zhì)量出現(xiàn)一定的規(guī)律時，我們可以通過對工序過程的主要工藝參數(shù)與產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行綜合分析，為技術(shù)人員與管理人員進(jìn)行工藝改進(jìn)提供科學(xué)、量化的參考數(shù)據(jù)，在以后的生產(chǎn)過程中，減少不好的參數(shù)，確保最優(yōu)的生產(chǎn)參數(shù)，從而保證產(chǎn)品的一致性與穩(wěn)定性。

　　六、智能決策支持

　　在整個生產(chǎn)過程中，系統(tǒng)運(yùn)行著大量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)以及設(shè)備的實(shí)時數(shù)據(jù)，有不少企業(yè)一個車間一年的數(shù)據(jù)量就高10億條以上，這是一種真正的工業(yè)大數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)都是企業(yè)寶貴的財富。對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行深入的挖掘與分析，系統(tǒng)自動生成各種直觀的統(tǒng)計、分析報表，如計劃制定情況、計劃執(zhí)行情況、質(zhì)量情況、庫存情況、設(shè)備情況等，可為相關(guān)人員決策提供幫助。這種基于大數(shù)據(jù)分析的決策支持，可以很好地幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的高效生產(chǎn)模式。

　　通過以上6個方面智能的打造，可極大提升企業(yè)的計劃科學(xué)化、生產(chǎn)過程協(xié)同化、生產(chǎn)設(shè)備與信息化的深度融合，并通過基于大數(shù)據(jù)分析的決策支持對企業(yè)進(jìn)行透明化、量化的管理，可明顯提升企業(yè)的生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量，是一種很好的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的智能生產(chǎn)模式。
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