探討智能制造技術和智能化工廠

劉冰 河南中原黃金冶煉廠有限責任公司

在全球化的背景下，企業(yè)面臨著空前的競爭壓力：越來越多樣化的客戶需求，越來越短的產(chǎn)品生命周期，越來越分散的生產(chǎn)單位。與此同時，客戶比以往任何時候都更加有力地決定著市場。為了保持競爭力，企業(yè)必須滿足客戶對質(zhì)量越來越嚴格的要求。工廠智能化作為當前國內(nèi)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要目標，也得到了業(yè)界、學界和政府層面的廣泛認同。

一、智能制造技術的定義

將數(shù)字技術，網(wǎng)絡技術，制造技術和智能技術等多種技術的融入結合并且科學有效的運用到產(chǎn)品的設計，生產(chǎn)和服務當中，就是智能制造。而在不同的環(huán)境和不同的條件中可以實行正確的決策，然后完成已確定的目標以及方案的技術。首先，以關鍵技術智能化為核心，智能工廠為載體，端到端的數(shù)據(jù)流為基礎，將網(wǎng)絡互聯(lián)的技術為支撐，同時可以實現(xiàn)智能制造的周期縮短，減少資源的損耗，實現(xiàn)節(jié)能減排，降低運營成本，實現(xiàn)利潤最大化，生產(chǎn)效率提高，產(chǎn)品質(zhì)量得到保證。同時智能制造以新型產(chǎn)業(yè)，新一代的技術條件為基礎，在產(chǎn)品的設計方面，生產(chǎn)方面，管理運營方面等各個環(huán)節(jié)都有涉及。除此之外，產(chǎn)品的設計，生產(chǎn)和后續(xù)產(chǎn)品服務中也具有智能化，即產(chǎn)品再制造的過程中具有智能化。智能制造技術是數(shù)字技術，網(wǎng)絡技術，智能技術，和制造技術的融合協(xié)調(diào)發(fā)展。

二、工廠應用智能制造技術的條件和挑戰(zhàn)

工廠要實現(xiàn)智能制造，首先要能處理分析信息和數(shù)據(jù)，并在此基礎上進行決策。因此工廠應該有成熟的傳感器、數(shù)字化、網(wǎng)絡化技術，滿足這三個基本條件，是工廠應用智能制造技術的基礎。當前工廠在應用智能制造技術方面還面臨著很多挑戰(zhàn)。除了缺乏專業(yè)的研發(fā)、生產(chǎn)、應用的人才外，很多企業(yè)自動化和信息化基礎薄弱，內(nèi)部現(xiàn)代制造理念和生產(chǎn)管理方式落后，這些都不利于工廠智能制造的實現(xiàn)。例如：

（一）信息化系統(tǒng)缺失，且“孤島”效應嚴重

大部分企業(yè)當前的業(yè)務系統(tǒng)“孤立”現(xiàn)象嚴重。缺少統(tǒng)一的平臺來實現(xiàn)各業(yè)務系統(tǒng)之間的信息管理和信息交換，嚴重抑制工作效率，存在較大的管理風險，迫切需要先進的信息化手段解決當前問題，相對互聯(lián)網(wǎng)時代企業(yè)信息化技術、理念的高速發(fā)展，未能真正實現(xiàn)將信息化作為重要的創(chuàng)新驅(qū)動力。同時，對具備相應信息化管理能力的專業(yè)人才缺乏吸引和留住的長效機制。

（二）信息不透明、不準確，企業(yè)難以有效發(fā)現(xiàn)、管控和應對風險

由于各層級大量信息孤島的存在和統(tǒng)一數(shù)據(jù)標準的缺失，導致從公司層面匯總分析全企業(yè)數(shù)據(jù)的工作量大，處理過程復雜。使得分析結果在精度和時效性上都存在很大問題，使得企業(yè)難以及時有效的發(fā)現(xiàn)風險、管控風險。

三、智能制造技術和智能化工廠發(fā)展策略

（一）從傳統(tǒng)工廠到智能工廠的轉(zhuǎn)變

隨著全球經(jīng)濟形勢的不斷發(fā)展，我國早已意識到智能創(chuàng)新與科技研發(fā)在社會發(fā)展中的重要性，并且也積極組織專家進行智能工廠的研發(fā)與建設，這個轉(zhuǎn)變是理論到實踐的漫長過程，因此需要很長一段時間進行研究與探索。因為我國民族眾多，不同地區(qū)所產(chǎn)生的行業(yè)和生產(chǎn)模式也不盡相同，對此很多傳統(tǒng)行業(yè)在進行智能工廠轉(zhuǎn)變中就需要花費更大的精力和人力進行調(diào)整，從而設計出符合實際生產(chǎn)的智能化工廠。其次，也要從管理上實現(xiàn)傳統(tǒng)工廠向智能工廠的轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)工廠主要以人為管理為主，這些管理很容易造成工作上的一些交流或信息溝通不及時等現(xiàn)象，而智能工廠更多的是將生產(chǎn)數(shù)據(jù)輸入到實際計算機中，并與設備生產(chǎn)與管理中產(chǎn)生的信息進行匯總整理，管理者只需要將生產(chǎn)制造數(shù)據(jù)與運營管理理念進行充分結合，就可以全方位地掌握企業(yè)的經(jīng)營動向和消費者的需要數(shù)據(jù)，這對于智能工廠的發(fā)展有著非常大的推動作用。

（二）綠色智能生產(chǎn)系統(tǒng)

綠色工廠中生產(chǎn)系統(tǒng)的升級，應包括生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等。在具體生產(chǎn)期間，可以依據(jù)對產(chǎn)品種類、復雜性的分析做到產(chǎn)品生產(chǎn)的智能化調(diào)整，在保障生產(chǎn)質(zhì)量、品質(zhì)的前提下，大幅度降低產(chǎn)品生產(chǎn)對環(huán)境的影響。例如在覆蓋全廠的DCS 過程控制系統(tǒng)建成投產(chǎn)、運行流暢的條件下，工廠可探索通過MES系統(tǒng)，實現(xiàn)對生產(chǎn)控制過程數(shù)據(jù)的采集、分析、數(shù)據(jù)信息的集成整合，實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息的共享，實現(xiàn)進行科學動態(tài)地調(diào)度管理生產(chǎn)資源，及時優(yōu)化和組織生產(chǎn)，確保生產(chǎn)流程暢通、工藝過程穩(wěn)定，提高生產(chǎn)效率，保證質(zhì)量，減少消耗，降低成本，提高效益，實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)管理信息化、信息資源化、傳輸網(wǎng)絡化、管理科學化的現(xiàn)代企業(yè)目標。通過智能生產(chǎn)系統(tǒng)的升級，實現(xiàn)對工廠具體作業(yè)狀態(tài)進行全面、實時監(jiān)督監(jiān)控，進一步提升工廠制造的靈活性與效率性，充分踐行智能綠色工廠的發(fā)展理念。

（三）網(wǎng)絡化智能設備

生產(chǎn)設備的智能化離不開網(wǎng)絡化的發(fā)展，推進工廠制造模式實現(xiàn)高度智能的生產(chǎn)設備、生產(chǎn)設備智能化、柔性化制造方式等方面的變革。人工成本在不斷上升，工廠要想降低生產(chǎn)成本，就要用高度智能的生產(chǎn)設備來代替工作人員從事生產(chǎn)重復、危險的工作，員工則從事高腦力的復雜勞動。在生產(chǎn)設備智能化方面，生產(chǎn)設備要在生產(chǎn)網(wǎng)絡和系統(tǒng)的控制下，智能的完成校正、診斷、控制、管理、信息交換等工作。這不僅提高了生產(chǎn)效率，還使生產(chǎn)過程更加靈活、可持續(xù)。

四、結語

綜上所述，智能制造和智能工廠是時代發(fā)展下的產(chǎn)物，其應用的好與壞會直接影響社會我國社會的經(jīng)濟發(fā)展。尤其是近幾年，在物聯(lián)網(wǎng)技術、人工智能能技術不斷應用的情況下，制造業(yè)的智能化建設早已成為全球討論的熱門話題。因此，在日后發(fā)展中還應該重視智能制造技術在智能工廠中的應用，更好的推動我國工業(yè)生產(chǎn)的智能化發(fā)展。