智能工厂发展及六大特征
智能工厂(smart factory)是智能制造重要的实践领域,已引起了制造企业的广泛关注和各级政府的高度重视。近年来,全球各主要经济体都在大力推进制造业的复苏。在工业4.0、工业互联网、物联网、云计算等热潮下,全球众多优秀制造企业都开展了智能工厂建设实践。
当前,我国制造企业面临巨大的转型压力。一方面,劳动力成本迅速攀升、产能过剩、竞争激烈、客户个性化需求日益增长等因素,迫使制造企业从低成本竞争策略转向建立差异化竞争优势。在工厂层面,制造企业面临着招工难以及缺乏专业技师的巨大压力,必须实现减员增效,迫切需要推进智能工厂建设。另一方面,物联网、协作机器人、增材制造、预测性维护、机器视觉等新兴技术迅速兴起,为制造企业推进智能工厂建设提供了良好的技术支撑。再加上国家和地方政府的大力扶持,使各行业越来越多的大中型企业开启了智能工厂建设的征程。
智能工厂具有以下六个显著特征:
1、设备互联。能够实现设备与设备互联,通过与设备控制系统集成,以及外接传感器等方式,由数据采集与监视控制系统实时采集设备的状态,生产完工的信息、质量信息,并通过应用RFID、条码(一维和二维)等技术,实现生产过程的可追溯;
2、广泛应用工业软件。MES、APS、能源管理、质量管理等工业软件,实现生产现场的可视化和透明化。
3、充分结合精益生产理念。体现工业工程和精益生产的理念,能够实现按订单驱动,拉动式生产,尽量减少在制品库存,消除浪费。推进智能工厂建设要充分结合企业产品和工艺特点。在研发阶段也需要大力推进标准化、模块化和系列化,奠定推进精益生产的基础。
4、实现柔性自动化。结合企业的产品和生产特点,持续提升生产、检测和工厂物流的自动化程度。
5、注重环境友好,实现绿色制造。能够及时采集设备和产线的能源消耗,实现能源高效利用。在危险和存在污染的环节,优先用机器人替代人工,能沟通实现废料的回收和再利用。
6、可以实现实时洞察。从生产排产指令的下达到完工信息的反馈实现闭环。通过建立生产指挥系统,实时洞察工厂的生产、质量、能耗和设备状态信息,避免非计划性停机。通过建立工厂的数字孪生,方便地洞察生产现场的状态,辅助各级管理人员做出正确决策。
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