隨著工業(yè)4.0、中國(guó)制造2025的深度推進(jìn)，越來(lái)越多的制造企業(yè)開(kāi)始準(zhǔn)備邁入智能制造的領(lǐng)域，那智能工廠要從何入手呢？今天我們就來(lái)簡(jiǎn)單的聊聊智能工廠的設(shè)計(jì)與規(guī)劃。
首先我們從制造工廠的流程分析，所有的制造工廠都有3個(gè)重要的流程：信息流、物流、作業(yè)流。這“三個(gè)流”幾乎貫穿了產(chǎn)品的整生命周期，同時(shí)這“三個(gè)流”也是CPS（信息物理系統(tǒng)）的基礎(chǔ)，CPS的意義在于將物理設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，是連接到互聯(lián)網(wǎng)上，讓物理設(shè)備具有計(jì)算、通信、精確控制、遠(yuǎn)程協(xié)調(diào)和自治等五大功能，而CPS也是智能工廠的重要組成。由此來(lái)看，制造工廠的這“三個(gè)流”也是智能制造工廠的基礎(chǔ)。
智能工廠的規(guī)劃與設(shè)計(jì)的核心，也正是信息域和物理域這兩個(gè)維度，如下圖所示，那我們就從這兩個(gè)維度來(lái)進(jìn)行分析，看如何來(lái)進(jìn)行智能工廠的規(guī)劃與設(shè)計(jì)。
我們先來(lái)看看物理域，記得我上一篇文章《智能制造與精益》中說(shuō)到，一個(gè)精益的工廠，才適合推行智能制造改善，如果一個(gè)工廠連管理標(biāo)準(zhǔn)化和作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化都沒(méi)做到，推行智能工廠是會(huì)比較吃力的。 我們可以看到，物理維度就包含了工廠的精益化和自動(dòng)化，精益化的工廠除了前面提到的管理標(biāo)準(zhǔn)化和作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化之外，還包括了一系列的內(nèi)容，如精益的產(chǎn)線設(shè)計(jì)與車間布局、精益的價(jià)值流程、穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量等等。這些都是為物理域這個(gè)維度的另一重要部分“自動(dòng)化”打基礎(chǔ)的，在此基礎(chǔ)上，我們就可以來(lái)設(shè)計(jì)規(guī)劃工廠自動(dòng)化了，從上圖我們可以看到，自動(dòng)化也包含了兩大方面，一個(gè)是制程自動(dòng)化，一個(gè)是物流自動(dòng)化。制程自動(dòng)化也就是整個(gè)作業(yè)流程的自動(dòng)化設(shè)計(jì)和規(guī)劃，通過(guò)對(duì)作業(yè)流程的梳理，識(shí)別出可以“以機(jī)替人”的改善機(jī)會(huì)點(diǎn)，進(jìn)行自動(dòng)化的提升改造，達(dá)到減員增效、提高質(zhì)量穩(wěn)定性等目的。物流自動(dòng)化則指的是廠內(nèi)物料收發(fā)、運(yùn)輸、配送的自動(dòng)化、智能化，這里可以根據(jù)工廠特點(diǎn)，設(shè)計(jì)無(wú)人智能運(yùn)輸配送、智能倉(cāng)庫(kù)等，目的是實(shí)現(xiàn)無(wú)人化的倉(cāng)庫(kù)管理和物料配送。
再來(lái)看看信息域維度，信息域里面包含了數(shù)字化和智能化，大家都在說(shuō)我們要打造數(shù)字化工廠，那數(shù)字化工廠有什么特點(diǎn)呢？我認(rèn)為可以從兩個(gè)方面來(lái)入手，一個(gè)是工藝數(shù)字化，數(shù)字化工藝平臺(tái)包括幾個(gè)方面的主要內(nèi)容：結(jié)構(gòu)化工藝設(shè)計(jì)、數(shù)字化工藝仿真分析、數(shù)字化工藝文檔審批和管理。也就是說(shuō)在智能工廠中我們可以通過(guò)仿真工廠，來(lái)驗(yàn)證我們的工藝設(shè)計(jì)是否可行，可以加快產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的速度，規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。另一個(gè)及是流程的數(shù)字化，流程的數(shù)字化可以讓我們整個(gè)產(chǎn)品的生命周期進(jìn)行有效的追溯，同時(shí)也可以為我們提供實(shí)時(shí)管理的數(shù)據(jù)，隨時(shí)了解生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)狀況，使管理更加輕松、透明、有效。而數(shù)字化工廠的實(shí)現(xiàn)，則為工廠大數(shù)據(jù)的管理提供了有力的支撐，管理層可以通過(guò)大數(shù)據(jù)，對(duì)戰(zhàn)略性的預(yù)測(cè)進(jìn)行分析，也為高層決策提供有效的支持。
總體來(lái)說(shuō)，通過(guò)CPS對(duì)工廠信息、物理兩個(gè)維度進(jìn)行互聯(lián)互通，使工廠具備“智慧”，利用大數(shù)據(jù)的平臺(tái)，使工廠具備“分析、學(xué)習(xí)”的能力，從而實(shí)現(xiàn)工廠的智能化管理。
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