智能制造的全球化之路,技術(shù)創(chuàng )新是基石

在制造業(yè)中，智能制造是制造自動(dòng)化的發(fā)展方向，在制造業(yè)的很多環(huán)節都應用到了智能制造技術(shù)。產(chǎn)品性能的完善及其機構的復雜化、精細化以及功能的多樣化促使智能制造的推行，產(chǎn)品所包含的設計信息和工藝信息量猛增，隨之生產(chǎn)線(xiàn)和生產(chǎn)設備內部的信息流量增加，制造過(guò)程和管理工作的信息量也必然劇增，因而促使制造技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)與前沿轉向了提高制造系統對于制造信息的處理能力、效率及規模上，因此，很多企業(yè)就系統跟隨智能制造的風(fēng)潮，改善企業(yè)的經(jīng)營(yíng)。

那么，具體到企業(yè)實(shí)施層面，智能制造究竟該如何推進(jìn)呢？答案也許是應走出一條以工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)為基礎，以數據采集利用為手段，以管理創(chuàng )新為核心，以精益化和柔性化制造為目標，以集成和協(xié)同為方向的智能制造之路。

導入先進(jìn)管理理念，是為了提升全工序的集成化、精益化、柔性化的制造能力。采取實(shí)施設備網(wǎng)絡(luò )化改造、提高數據自動(dòng)采集率、部署工業(yè)軟件、開(kāi)展物理系統與信息系統的集成等措施的最終目的，并不僅僅是為了提高生產(chǎn)自動(dòng)化水平，實(shí)現機器替代人，而是以?xún)?yōu)化生產(chǎn)節拍、提高生產(chǎn)效率、降低庫存、控制成本浪費、提升產(chǎn)品質(zhì)量為核心，全面推行精益生產(chǎn)等先進(jìn)管理理念，提升全工序的集成化、精益化、柔性化制造能力。

導入先進(jìn)管理理念，包括借助APS先進(jìn)排程模型優(yōu)化生產(chǎn)計劃和調度管理，解決以往生產(chǎn)組織粗放管理、生產(chǎn)計劃柔性不足等問(wèn)題；利用從設備上直接采集的數據實(shí)時(shí)監控生產(chǎn)進(jìn)度和設備狀態(tài)；通過(guò)對設備實(shí)時(shí)的工藝參數進(jìn)行CPK(工序能力指數)計算和分析，開(kāi)展統計過(guò)程控制，從源頭控制產(chǎn)品質(zhì)量、預防不合格品產(chǎn)生；利用條碼、二維碼、RFID等技術(shù)提高原材料在各個(gè)環(huán)節的信息采集效率，為生產(chǎn)組織、物流管理、成本核算等提供精準的數據；基于實(shí)時(shí)采集的數據，開(kāi)展OEE(設備綜合效率)分析，更精確地開(kāi)展IE(工業(yè)工程)管理，實(shí)施“人機料法環(huán)”全面的生產(chǎn)過(guò)程優(yōu)化等。

對于企業(yè)而言，整合企業(yè)內外部資源，就是要借助先進(jìn)的技術(shù)實(shí)現價(jià)值網(wǎng)絡(luò )上的集成和協(xié)同，讓生產(chǎn)根據市場(chǎng)需求的調整而調整。

智能制造的核心在于借助CPS信息物理系統，充分運用自動(dòng)化、信息化、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等先進(jìn)技術(shù)，把企業(yè)的設備、生產(chǎn)線(xiàn)、物料、員工、供應商及客戶(hù)緊密聯(lián)系在一起，把數據作為一種新型的生產(chǎn)要素進(jìn)行全面管理和深化應用，全面推進(jìn)業(yè)務(wù)流、資金流、物流中信息的數字化、網(wǎng)絡(luò )化、集成化的發(fā)展，并不斷提升從數據到信息再到知識全過(guò)程的自動(dòng)化采集、處理、分析和利用的水平，從而優(yōu)化企業(yè)資源配置、提高管理效率、提升企業(yè)競爭力，為客戶(hù)提供差異化、端到端的生產(chǎn)和服務(wù)。

目前，自動(dòng)化、數字化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化的設備技術(shù)改造路線(xiàn)已經(jīng)得到普遍認同。對于國內制造企業(yè)而言，設備的自動(dòng)化和數字化水平雖然已初步具備了一定的基礎，但是絕大多數為單機使用，同時(shí)對于設備數據也沒(méi)有加以采集和利用。

面對這一現狀，企業(yè)首先需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )化改造，包括充分利用數字化設備的通信接口、在自動(dòng)化設備上加裝傳感器和控制器，并因地制宜地利用有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )接入技術(shù)，建設覆蓋全工序全流程以及各類(lèi)生產(chǎn)、檢測、物流設備的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，充分采集制造過(guò)程中產(chǎn)生的大量數據和圖像信息，從而為設備的集中監視、遠程控制、協(xié)同制造創(chuàng )造條件。

另外，對于生產(chǎn)過(guò)程中的物流管理，可考慮采用條碼識別或集中供料、自動(dòng)計量的方式采集原輔材料及在制品的實(shí)時(shí)用量和庫存數據，以便在精益生產(chǎn)管理過(guò)程中實(shí)現生產(chǎn)全過(guò)程中物料的“JIT”精準供應和實(shí)時(shí)的成本核算。

目前國內制造企業(yè)已普遍應用了財務(wù)管理軟件，ERP(企業(yè)資源管理系統)和OA(自動(dòng)化辦公系統)也得到了一定的推廣和普及。但產(chǎn)品和工藝設計、生產(chǎn)制造、設備管理、倉儲物流管理、質(zhì)量管理等方面的信息化應用尚未普及，也沒(méi)有充分打通設備監控與操作層、生產(chǎn)運營(yíng)管控層、企業(yè)經(jīng)營(yíng)決策層之間的信息流轉通道，大量數據沒(méi)有得到有效地收集和開(kāi)發(fā)利用、信息傳遞不及時(shí)，現場(chǎng)管理主要依靠管理人員的經(jīng)驗，管理水平還遠未達到數字化、科學(xué)化和精細化的程度。

對此，企業(yè)需要在設備聯(lián)網(wǎng)改造的基礎之上，在監控操作層開(kāi)發(fā)部署DCS(分布式控制系統)、SCADA(數據采集與監視控制系統)、APC(先進(jìn)控制系統)等工業(yè)控制系統；在生產(chǎn)運營(yíng)層開(kāi)發(fā)部署MES(制造執行系統)、APS(高級計劃與排程系統)、EM(設備管理系統)、CAD/CAE/CAPP(計算機輔助設計/工程/工藝規劃)、PLM/PDM(產(chǎn)品生命周期/產(chǎn)品數據管理)、LIMS(質(zhì)量管理系統)、WMS(倉儲管理系統)等信息化系統；在經(jīng)營(yíng)決策層部署ERP、SCM(供應鏈管理)、CRM(客戶(hù)關(guān)系管理)等系統。并通過(guò)數據接口、中間件、數據總線(xiàn)、ESB(企業(yè)服務(wù)總線(xiàn))等實(shí)現從設備層一直到?jīng)Q策層的集成，消除信息孤島，確保對企業(yè)大數據進(jìn)行充分加工和利用，從而構建數字化工廠(chǎng)。

智能制造是信息化與工業(yè)化的深度融合，它不僅是先進(jìn)的IT、OT等技術(shù)的引進(jìn)和創(chuàng )新，更是企業(yè)管理的創(chuàng )新和模式的創(chuàng )新?；仡櫢母镩_(kāi)放三十年來(lái)國內制造企業(yè)的轉型升級之路，應該說(shuō)自動(dòng)化、信息化建設得到了快速發(fā)展，但從全球市場(chǎng)競爭來(lái)看，仍然存在高端產(chǎn)能不足、中端產(chǎn)能過(guò)剩、低端產(chǎn)能競爭優(yōu)勢減弱等問(wèn)題，單純強調技術(shù)而忽視管理可能是其中的原因之一。因此，智能制造應以技術(shù)創(chuàng )新為基礎，以管理創(chuàng )新為核心。

總體來(lái)看，智能制造技術(shù)已成為世界制造業(yè)發(fā)展的客觀(guān)趨勢，智能制造不僅僅是單一的先進(jìn)設備和技術(shù)，而是新模式的轉變。智能制造是高效靈活的生產(chǎn)模式、產(chǎn)業(yè)鏈有效整合，企業(yè)應立足自身的戰略規劃和布局，結合行業(yè)特點(diǎn)和自身現狀，統籌考慮軟件與硬件、技術(shù)與管理、信息化與工業(yè)化等手段，穩步推進(jìn)自身的智能制造建設，逐步提升自身的綜合競爭力。