兩化融合環境下智能工廠探索與實踐探述

張宏松

（銅陵有色金屬集團股份有限公司金冠銅業分公司，安徽 銅陵 244000）

1 智能工廠發展背景

技術的發展驅動了人類生產生活方式的改變：18世紀中葉蒸汽機的應用促進了第一次工業革命，19世紀中葉電力的發展促進了第二次工業革命，20世紀60～70年代信息技術的普及促進了第三次工業革命，21世紀的今天智能技術的推廣將引領工業又一次革命發展。

我國也正在處于工業轉型的重要時期。為了進一步促進我國工業發展，實現工業現代化水平的提高。我國制定了《中國制造2025》戰略，戰略中明確指出如何加快推進新一代信息技術、制造技術的融合發展，確保智能化制造的真正實現，推動行業發展和產業變革。在兩化融合中，“兩化”主要指的是信息化和工業化，兩者相輔相成，共同發展，信息化的發展帶動工業化變革的而進步，而工業化的現代化發展會促進信息化的進步。要想實現工業的現代化發展，就必須創新與引入信息技術與互聯網技術。縱觀當前實際情況，工業化已經得到有效的升級與發展，已經從之前的機械化與自動化向數字化、網絡化、智能化的方向發展,與此同時，信息化也在進步創新發展，當前已經實現的計算機技術、互聯網技術以及移動互聯網技術，也在不斷朝著更高層次的方向發展，例如云計算、大數據、人工智能方向等。在這一背景下，有必要結合將經濟發展與各種新型技術，諸如互聯網技術、大數據處理技術、人工智能技術，才能實現工業化發展的良性循環。隨著科學技術水平的不斷提高，信息技術不斷發展，并逐漸與運營管理技術結合在一起，并由此形成了新興的應用模式，即工業互聯網。基于工業互聯網，其在一定程度上能夠充分體現信息技術、現代工業技術的有機融合，而互聯網技術在工業互聯網發展過程中已經不僅僅存在于消費領域，而是逐漸朝著生產領域方向拓展，與之相對應的，以互聯網為載體的虛擬經濟也正朝著實體經濟拓展。

2 智能工廠的實施目標

在對智能工廠進行建設的過程中需要綜合考慮各個方面的因素，確保其安全性、可靠性以及可持續性發展的要求。在此基礎之上，科學有效地應用信息化技術，使之與企業的生產運營技術做出有效的融合，并充分發揮出自動化、網絡化、數字化、可視化、模型化、集成化等方面的優勢。然后再進一步通借助模型構建技術與數據處理技術，可以幫助企業進一步提高綜合能力，諸如全面感知能力、集成協同能力、預警預測能力和決策執行能力，這樣一來，企業生產的網絡化與智能化水平將會得到很大程度上的提升。其具體實施目標如下：（1）生產過程自動化。結合實際情況，引入新興技術，并在此基礎之上有效建立自動化控制系統，確保工廠生產的自動化水平能夠獲得全面有效的提高，對于一些重要生產裝置而言，需要確保其控制先進性的進一步實現。（2）安全環保網絡化。通過充分利用工業互聯網技術，促進生產操作與管理的可視化，并由可視化進一步實現生產與管理的可控性，全面提升工廠生產的安全性。（3）設備管理數字化。實現智能工廠的數字化管理，對相關設備的本質安全作出有效的提升，并在此基礎之上進一步實現機械設備的長周期運行。（4）節能減排可視化。將綠色環保作為工廠生產的重要指標，由此出發建立并完善能源管理中心，借助管理中心對生產能耗進行實時的監控，收集相關能耗數據，并對收集的數據進行科學有效的分析，確保能夠真正實現節能優化、節能減排與降本增效。（5）生產運營模型化。通過科學、合理的利用智能工廠業務模型，可以實現生產流程的良性優化，并在此基礎之上管理生產操作的相關流程，進而科學提高生產績效。（6）決策支持集成化。為提供充足的決策支持來更好的管理工作，就需要充分借助工業大數據建設生產運營數據中心（ODS）和決策支持平臺的幫助。

3 兩化融合環境下智能工廠實施策略

3.1 集成化生產

要想實現工廠智能化，就必須對工業互聯網技術進行科學有效的使用，并在此基礎之上融入大數據分析技術，進而實現工業大數據集成創新。在集成化生產模式之下，生產管理的網絡化覆蓋程度將得到很大程度上的提高。充分結合工廠實際情況與發展需求，有效建立一個一站式生產運營全流程協同集成平臺，借助這一平臺一方面可以在線監控、管理生產運行，實現產品質量提升，另一方面也可以對計劃調度做出合理優化，保證經濟效益最大化。除此之外，借助全廠集成化生產管控中心理念能夠集中控制整個生產過程，以此可以有效的監測設備的實際運行狀態以及生產異常的預警分析，生產環節的智能化程度得到很大程度的提升。

3.2 數據處理技術

在大數據處理技術的支持下，對ODS進行有效的建立，并在此基礎之上創新技術，進一步作出拓展，把PCS、MES、ERP集成應用有機結合起來，建立起全流程的生產管理系統，這一系統具有可視化、智能化的特點。在這一系統的運作下，精確與簡化各種操作流程，諸如計劃排產、原料采購、生產加工、倉儲物流、產品銷售等。除此之外，在生產大數據的基礎之上，深入研究計劃調度協同排產模型，開展計劃生產協同敏捷優化和迭代式生產優化，這樣一來就可以對生產效益進行有效的提升。

3.3 構建互聯網應用平臺

根據當前狀況下所存在的企業生產協同管控平臺進行拓展，并以此為基礎實現更深層次的迭代升級，以生產感知、工業PaaS、工業APP和工業安全體系為導向，實現對于企業生產工業互聯網應用平臺的有效構建，并進一步實現如下幾個方面的目標：（1）互聯網應用平臺在數據采集方面實現多樣化，支持多源多渠道的采集，并在此基礎之上進一步實現數據交換集成；（2）能夠對海量工業數據進行存儲、處理并分析；（3）將機理模型與數據模型有機結合起來，并實現基于兩者的統一能力服務；（4）相關工業需要加速開發APP，便于企業更好的創新與應用各個業務領域；（5）在設備、網絡與數據基礎之上建立一個科學、完善的安全防護體系。

3.4 創新引入新興技術

在構建起科學系統的互聯網應用平臺之后，以此為基礎進一步對人工智能技術進行引入，將人、機、系統有機協調起來，實現智能化應用，并由此全面感知物料性質、工藝設備、安全環保和人員行為等；同時進一步改進與優化多個方面，諸如生產工況預警、相關設備預測性維護以及操作優化調整等；建立起節能減排系統，實現綠色生產；除此之外，以“分子工程”為基礎，進一步優化生產計劃調度與操作過程，實現一體化的設備完整性與資產周期性管理。發揚創新精神，將自主創新與優勢技術引入有機結合起來，開展工業互聯網創新運用，推進智能裝備與智能系統，實現技術性突破。

3.5 促進可持續發展

將重心放在技術創新與管理創新方面，對傳統產業的競爭力進行科學有效的提升，并在此基礎之上不斷提高生產運營質量效率，確保能夠實現健康、可持續發展，深入貫徹與落實安全環保、綠色低碳理念。在建設智能工廠的過程中需要不斷強化管控安全環保工作，重視用能監管的不斷優化，確保能夠全面提高企業的生產系數、節能減排能力，促進企業健康發展，既要保證生產的安全性，也要兼顧到企業生產的環保性。

3.6 實現智能化建設

確定“依需求定目標、編定技術方案、組織項目試點、集團全面推廣”的兩化融合四級項目建設理念，并形成了自主創新的管理模式，即“基礎項目研究一批、定型項目試點一批、成熟項目推廣一批、科研項目鑒定一批”，重視一整套工作流程的建立，即年度結項技術報告、項目搭建方案、投資計劃預算、項目試點實施、成果論證推廣、專利版權申請、科技成果鑒定和獎勵申報等。鑒于兩化融合重點項目，有必要強化研究前期技術，重視理論、技術研究成果的提出，在此基礎上積極的組織技術實驗，并提出一定技術報告和項目實施方案；全面審核、完善科研成果，重視評價意見的提出，向集團公司報請驗收工作，以此可將技術方案、實施方案確定下來，積極的與生產單位進行商談、研究與試用；在項目實施期間有必要致力于項目管理人員工程組織水平、技術人員系統管理及應用水平、現場人員操作水平的顯著提高。

4 結語

本文主要針對兩化融合環境下智能工廠探索與實踐進行研究與分析。首先對智能工廠發展的背景進行了一定程度上的闡述，然后在此基礎之上指出了智能工廠的實施目標，并從集成化生產、數據處理技術、構建互聯網應用平臺、創新引入新興技術、促進可持續發展以及實現智能化建設等方面具體分析了兩化融合環境下智能工廠實施策略。總而言之，信息技術的發展給企業改革提供了機遇，企業應當積極響應國家號召，創新與發展新興技術，實現智能化、綠色化生產，增強企業自身競爭力。