探討智能制造技術(shù)和智能化工廠

劉冰 河南中原黃金冶煉廠有限責(zé)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(shí)，客戶比以往任何時(shí)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(yán)格的要求。工廠智能化作為當(dāng)前國內(nèi)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要目標(biāo)，也得到了業(yè)界、學(xué)界和政府層面的廣泛認(rèn)同。

一、智能制造技術(shù)的定義

將數(shù)字技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，制造技術(shù)和智能技術(shù)等多種技術(shù)的融入結(jié)合并且科學(xué)有效的運(yùn)用到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，生產(chǎn)和服務(wù)當(dāng)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(shí)行正確的決策，然后完成已確定的目標(biāo)以及方案的技術(shù)。首先，以關(guān)鍵技術(shù)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(chǔ)，將網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的技術(shù)為支撐，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)智能制造的周期縮短，減少資源的損耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，降低運(yùn)營成本，實(shí)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(shí)智能制造以新型產(chǎn)業(yè)，新一代的技術(shù)條件為基礎(chǔ)，在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方面，生產(chǎn)方面，管理運(yùn)營方面等各個(gè)環(huán)節(jié)都有涉及。除此之外，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，生產(chǎn)和后續(xù)產(chǎn)品服務(wù)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(shù)是數(shù)字技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，智能技術(shù)，和制造技術(shù)的融合協(xié)調(diào)發(fā)展。

二、工廠應(yīng)用智能制造技術(shù)的條件和挑戰(zhàn)

工廠要實(shí)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(chǔ)上進(jìn)行決策。因此工廠應(yīng)該有成熟的傳感器、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)，滿足這三個(gè)基本條件，是工廠應(yīng)用智能制造技術(shù)的基礎(chǔ)。當(dāng)前工廠在應(yīng)用智能制造技術(shù)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(yīng)用的人才外，很多企業(yè)自動(dòng)化和信息化基礎(chǔ)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(shí)現(xiàn)。例如：

（一）信息化系統(tǒng)缺失，且“孤島”效應(yīng)嚴(yán)重

大部分企業(yè)當(dāng)前的業(yè)務(wù)系統(tǒng)“孤立”現(xiàn)象嚴(yán)重。缺少統(tǒng)一的平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的信息管理和信息交換，嚴(yán)重抑制工作效率，存在較大的管理風(fēng)險(xiǎn)，迫切需要先進(jìn)的信息化手段解決當(dāng)前問題，相對互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代企業(yè)信息化技術(shù)、理念的高速發(fā)展，未能真正實(shí)現(xiàn)將信息化作為重要的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)力。同時(shí)，對具備相應(yīng)信息化管理能力的專業(yè)人才缺乏吸引和留住的長效機(jī)制。

（二）信息不透明、不準(zhǔn)確，企業(yè)難以有效發(fā)現(xiàn)、管控和應(yīng)對風(fēng)險(xiǎn)

由于各層級(jí)大量信息孤島的存在和統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的缺失，導(dǎo)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(fù)雜。使得分析結(jié)果在精度和時(shí)效性上都存在很大問題，使得企業(yè)難以及時(shí)有效的發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)、管控風(fēng)險(xiǎn)。

三、智能制造技術(shù)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(jì)形勢的不斷發(fā)展，我國早已意識(shí)到智能創(chuàng)新與科技研發(fā)在社會(huì)發(fā)展中的重要性，并且也積極組織專家進(jìn)行智能工廠的研發(fā)與建設(shè)，這個(gè)轉(zhuǎn)變是理論到實(shí)踐的漫長過程，因此需要很長一段時(shí)間進(jìn)行研究與探索。因?yàn)槲覈褡灞姸啵煌貐^(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(jìn)行智能工廠轉(zhuǎn)變中就需要花費(fèi)更大的精力和人力進(jìn)行調(diào)整，從而設(shè)計(jì)出符合實(shí)際生產(chǎn)的智能化工廠。其次，也要從管理上實(shí)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(shí)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(shí)際計(jì)算機(jī)中，并與設(shè)備生產(chǎn)與管理中產(chǎn)生的信息進(jìn)行匯總整理，管理者只需要將生產(chǎn)制造數(shù)據(jù)與運(yùn)營管理理念進(jìn)行充分結(jié)合，就可以全方位地掌握企業(yè)的經(jīng)營動(dòng)向和消費(fèi)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(dòng)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(jí)，應(yīng)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(fù)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(yùn)行流暢的條件下，工廠可探索通過MES系統(tǒng)，實(shí)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(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息的共享，實(shí)現(xiàn)進(jìn)行科學(xué)動(dòng)態(tài)地調(diào)度管理生產(chǎn)資源，及時(shí)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(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)管理信息化、信息資源化、傳輸網(wǎng)絡(luò)化、管理科學(xué)化的現(xiàn)代企業(yè)目標(biāo)。通過智能生產(chǎn)系統(tǒng)的升級(jí)，實(shí)現(xiàn)對工廠具體作業(yè)狀態(tài)進(jìn)行全面、實(shí)時(shí)監(jiān)督監(jiān)控，進(jìn)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(luò)化智能設(shè)備

生產(chǎn)設(shè)備的智能化離不開網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展，推進(jìn)工廠制造模式實(shí)現(xiàn)高度智能的生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)設(shè)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(shè)備來代替工作人員從事生產(chǎn)重復(fù)、危險(xiǎn)的工作，員工則從事高腦力的復(fù)雜勞動(dòng)。在生產(chǎn)設(shè)備智能化方面，生產(chǎn)設(shè)備要在生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)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(jié)語

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