智能制造背景下的智能工廠

　　智能工廠代表著一個(gè)高度互聯(lián)、智能化的數(shù)字時(shí)代，智能工廠通過互聯(lián)、數(shù)字化、大數(shù)據(jù)、智能設(shè)備和智能供應(yīng)鏈五個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域得以體現(xiàn)。

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　　互聯(lián)是人、物、機(jī)器和系統(tǒng)通過CPS系統(tǒng)的連接。在物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，通過傳感器、RFID、QR碼和無線局域網(wǎng)收集信息。人機(jī)界面由PLC與本地和遠(yuǎn)程服務(wù)器交互，數(shù)據(jù)讀寫在本地服務(wù)器和云存儲(chǔ)服務(wù)器上實(shí)現(xiàn)，在ERP、PLM、MES和SCADA平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)無縫對(duì)接，實(shí)現(xiàn)信息暢通，實(shí)現(xiàn)人機(jī)智能。一方面，通過這些技術(shù)，智能工廠可以實(shí)時(shí)地處理和排除來自訂單、采購、生產(chǎn)和設(shè)計(jì)的信息；另一方面，相關(guān)的設(shè)計(jì)供應(yīng)商、采購供應(yīng)商、服務(wù)提供商和客戶可以與智能工廠互聯(lián)，以確保生產(chǎn)信息和服務(wù)信息的同步，采購供應(yīng)商可以隨時(shí)提取生產(chǎn)訂單信息。客戶可以隨時(shí)提交自己的個(gè)性化訂單，并可以查詢訂單的生產(chǎn)進(jìn)度，服務(wù)提供商隨時(shí)與客戶保持溝通及相關(guān)事宜。

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　　數(shù)字化包括兩個(gè)方面。一方面，它是指在植物規(guī)劃設(shè)計(jì)三維設(shè)計(jì)和仿真中的應(yīng)用、工藝設(shè)備的發(fā)展和物流；另一方面，它消除了設(shè)計(jì)中存在的問題，找出存在的問題和改進(jìn)提前降低投資在后期進(jìn)行NT，從而達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)的成本和質(zhì)量。數(shù)量、實(shí)現(xiàn)數(shù)字化制造和QCD柔性生產(chǎn)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)真正的精益化，通過仿真使運(yùn)營成本降低10-30%，勞動(dòng)生產(chǎn)率提高15-30%。另一方面，借助物聯(lián)網(wǎng)的基本數(shù)字技術(shù)，如傳感器、位置識(shí)別和數(shù)據(jù)庫分析，數(shù)字化貫穿于產(chǎn)品創(chuàng)造的價(jià)值鏈和智能工廠的制造價(jià)值網(wǎng)絡(luò)。BOM從研發(fā)BOM到采購BOM和制造BOM，甚至到營銷服務(wù)的準(zhǔn)確性和及時(shí)性直接影響到智能化的實(shí)現(xiàn)。從研發(fā)到運(yùn)營，甚至商業(yè)模式也需要數(shù)字化，從某種意義上說，數(shù)字化程度已成為智能制造戰(zhàn)略成功的關(guān)鍵。

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　　大數(shù)據(jù)是一個(gè)龐大的數(shù)據(jù)集，在訪問、存儲(chǔ)、管理和分析方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫軟件工具的處理能力。從大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)的硬件基礎(chǔ)、與中間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái)的連接技術(shù)、數(shù)據(jù)分析平臺(tái)形成了整個(gè)大數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了底層硬件數(shù)據(jù)采集到頂層數(shù)據(jù)分析的垂直集成。大數(shù)據(jù)的戰(zhàn)略意義不在于掌握海量的數(shù)據(jù)信息，更重要的是使數(shù)據(jù)處理專業(yè)化，從不同的專業(yè)中提取、劃分、建模和分析各種類型的數(shù)據(jù)。深層挖掘數(shù)據(jù)背后的潛在問題和貢獻(xiàn)價(jià)值。毫無疑問，數(shù)據(jù)采集是很好的，但數(shù)據(jù)只是以報(bào)表的形式，不能直接使用和分析，找出問題并糾正，直接反映數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)應(yīng)用人員的不足，特別是當(dāng)與專業(yè)、數(shù)據(jù)分析專業(yè)人員同時(shí)了解專業(yè)和建模和算法的時(shí)候。這也是大數(shù)據(jù)面臨的一個(gè)重要挑戰(zhàn)，迫切需要企業(yè)與學(xué)校的聯(lián)合培訓(xùn)。而從淘汰手工數(shù)據(jù)處理開始逐步積累，也反映了IT與制造業(yè)的集成與同步不足。

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　　智能供應(yīng)鏈主要包括供應(yīng)物流、生產(chǎn)物流、整車物流、物流信息的實(shí)時(shí)采集、同步傳輸、數(shù)據(jù)共享和驅(qū)動(dòng)物流設(shè)備操作，實(shí)現(xiàn)智能物流系統(tǒng)和實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)時(shí)化。可視化的目的是確保資源的有效共享和訂單的及時(shí)交付。在定單準(zhǔn)確的同時(shí)，減少了庫存，最大限度地避免了倉儲(chǔ)和二次轉(zhuǎn)運(yùn)的成本，降低了生產(chǎn)成本。它也是在主機(jī)和供應(yīng)商緊密合作下的質(zhì)量和價(jià)格優(yōu)化，以達(dá)到雙贏的效果。

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　　智能設(shè)備可以通過智能產(chǎn)品、人機(jī)接口、RFID射頻技術(shù)、插入技術(shù)、智能網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用程序等進(jìn)行感知和連接，形成集群環(huán)境。最終形成了“感知、自我記憶、自我認(rèn)知、自我決策和自我重構(gòu)”的核心能力。就像谷歌開發(fā)的AlphaGo一樣，它具有同樣的深度學(xué)習(xí)智慧。根據(jù)實(shí)際情況的輸入，可以進(jìn)行邏輯分析、判斷和推理。考慮到下一步的下落，人工智能領(lǐng)域已經(jīng)形成了人類圍棋的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，AlphaGo的出現(xiàn)標(biāo)志著計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入人工智能的新信息技術(shù)時(shí)代，未來將在醫(yī)療等行業(yè)進(jìn)行深入的合作，作為人工智能的代表，也預(yù)示著智能設(shè)備時(shí)代的到來，充分證明了智能設(shè)備是智能工廠物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字化制造的基礎(chǔ)，也是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵要素。