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化的發(fā)展方向，在制造業(yè)的很多環(huán)節(jié)都應(yīng)用到了智能制造技術(shù)。產(chǎn)品性能的完善及其機構(gòu)的復(fù)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(shè)計信息和工藝信息量猛增，隨之生產(chǎn)線和生產(chǎn)設(shè)備內(nèi)部的信息流量增加，制造過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)展的熱點與前沿轉(zhuǎn)向了提高制造系統(tǒng)對于制造信息的處理能力、效率及規(guī)模上，因此，很多企業(yè)就系統(tǒng)跟隨智能制造的風(fēng)潮，改善企業(yè)的經(jīng)營。

那么，具體到企業(yè)實施層面，智能制造究竟該如何推進呢？答案也許是應(yīng)走出一條以工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，以數(shù)據(jù)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(dǎo)入先進管理理念，是為了提升全工序的集成化、精益化、柔性化的制造能力。采取實施設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化改造、提高數(shù)據(jù)自動采集率、部署工業(yè)軟件、開展物理系統(tǒng)與信息系統(tǒng)的集成等措施的最終目的，并不僅僅是為了提高生產(chǎn)自動化水平，實現(xiàn)機器替代人，而是以優(yōu)化生產(chǎn)節(jié)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)等先進管理理念，提升全工序的集成化、精益化、柔性化制造能力。

導(dǎo)入先進管理理念，包括借助APS先進排程模型優(yōu)化生產(chǎn)計劃和調(diào)度管理，解決以往生產(chǎn)組織粗放管理、生產(chǎn)計劃柔性不足等問題；利用從設(shè)備上直接采集的數(shù)據(jù)實時監(jiān)控生產(chǎn)進度和設(shè)備狀態(tài)；通過對設(shè)備實時的工藝參數(shù)進行CPK(工序能力指數(shù))計算和分析，開展統(tǒng)計過程控制，從源頭控制產(chǎn)品質(zhì)量、預(yù)防不合格品產(chǎn)生；利用條碼、二維碼、RFID等技術(shù)提高原材料在各個環(huán)節(jié)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(shù)據(jù)；基于實時采集的數(shù)據(jù)，開展OEE(設(shè)備綜合效率)分析，更精確地開展IE(工業(yè)工程)管理，實施“人機料法環(huán)”全面的生產(chǎn)過程優(yōu)化等。

對于企業(yè)而言，整合企業(yè)內(nèi)外部資源，就是要借助先進的技術(shù)實現(xiàn)價值網(wǎng)絡(luò)上的集成和協(xié)同，讓生產(chǎn)根據(jù)市場需求的調(diào)整而調(diào)整。

智能制造的核心在于借助CPS信息物理系統(tǒng)，充分運用自動化、信息化、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等先進技術(shù)，把企業(yè)的設(shè)備、生產(chǎn)線、物料、員工、供應(yīng)商及客戶緊密聯(lián)系在一起，把數(shù)據(jù)作為一種新型的生產(chǎn)要素進行全面管理和深化應(yīng)用，全面推進業(yè)務(wù)流、資金流、物流中信息的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化的發(fā)展，并不斷提升從數(shù)據(jù)到信息再到知識全過程的自動化采集、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，為客戶提供差異化、端到端的生產(chǎn)和服務(wù)。

目前，自動化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的設(shè)備技術(shù)改造路線已經(jīng)得到普遍認同。對于國內(nèi)制造企業(yè)而言，設(shè)備的自動化和數(shù)字化水平雖然已初步具備了一定的基礎(chǔ)，但是絕大多數(shù)為單機使用，同時對于設(shè)備數(shù)據(jù)也沒有加以采集和利用。

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

另外，對于生產(chǎn)過程中的物流管理，可考慮采用條碼識別或集中供料、自動計量的方式采集原輔材料及在制品的實時用量和庫存數(shù)據(jù)，以便在精益生產(chǎn)管理過程中實現(xiàn)生產(chǎn)全過程中物料的“JIT”精準供應(yīng)和實時的成本核算。

目前國內(nèi)制造企業(yè)已普遍應(yīng)用了財務(wù)管理軟件，ERP(企業(yè)資源管理系統(tǒng))和OA(自動化辦公系統(tǒng))也得到了一定的推廣和普及。但產(chǎn)品和工藝設(shè)計、生產(chǎn)制造、設(shè)備管理、倉儲物流管理、質(zhì)量管理等方面的信息化應(yīng)用尚未普及，也沒有充分打通設(shè)備監(jiān)控與操作層、生產(chǎn)運營管控層、企業(yè)經(jīng)營決策層之間的信息流轉(zhuǎn)通道，大量數(shù)據(jù)沒有得到有效地收集和開發(fā)利用、信息傳遞不及時，現(xiàn)場管理主要依靠管理人員的經(jīng)驗，管理水平還遠未達到數(shù)字化、科學(xué)化和精細化的程度。

對此，企業(yè)需要在設(shè)備聯(lián)網(wǎng)改造的基礎(chǔ)之上，在監(jiān)控操作層開發(fā)部署DCS(分布式控制系統(tǒng))、SCADA(數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng))、APC(先進控制系統(tǒng))等工業(yè)控制系統(tǒng)；在生產(chǎn)運營層開發(fā)部署MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))、APS(高級計劃與排程系統(tǒng))、EM(設(shè)備管理系統(tǒng))、CAD/CAE/CAPP(計算機輔助設(shè)計/工程/工藝規(guī)劃)、PLM/PDM(產(chǎn)品生命周期/產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理)、LIMS(質(zhì)量管理系統(tǒng))、WMS(倉儲管理系統(tǒng))等信息化系統(tǒng)；在經(jīng)營決策層部署ERP、SCM(供應(yīng)鏈管理)、CRM(客戶關(guān)系管理)等系統(tǒng)。并通過數(shù)據(jù)接口、中間件、數(shù)據(jù)總線、ESB(企業(yè)服務(wù)總線)等實現(xiàn)從設(shè)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(shù)據(jù)進行充分加工和利用，從而構(gòu)建數(shù)字化工廠。

智能制造是信息化與工業(yè)化的深度融合，它不僅是先進的IT、OT等技術(shù)的引進和創(chuàng)新，更是企業(yè)管理的創(chuàng)新和模式的創(chuàng)新。回顧改革開放三十年來國內(nèi)制造企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級之路，應(yīng)該說自動化、信息化建設(shè)得到了快速發(fā)展，但從全球市場競爭來看，仍然存在高端產(chǎn)能不足、中端產(chǎn)能過剩、低端產(chǎn)能競爭優(yōu)勢減弱等問題，單純強調(diào)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(yīng)以技術(shù)創(chuàng)新為基礎(chǔ)，以管理創(chuàng)新為核心。

總體來看，智能制造技術(shù)已成為世界制造業(yè)發(fā)展的客觀趨勢，智能制造不僅僅是單一的先進設(shè)備和技術(shù)，而是新模式的轉(zhuǎn)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(yīng)立足自身的戰(zhàn)略規(guī)劃和布局，結(jié)合行業(yè)特點和自身現(xiàn)狀，統(tǒng)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(wěn)步推進自身的智能制造建設(shè)，逐步提升自身的綜合競爭力。