53页智能工厂建设及实施方案，智能工厂建设实操案例
分享职场干货，提升能力！
为职场精英打造个人知识体系，升职加薪！
智能工厂建设及实施方案
如何拿到分享的源文件：请您关注、转发，然后私信本头条号“文米”2个字，按照操作流程，专人负责发送源文件给您。
一座智能制造工厂是如何炼成的
“智能”顾名思义，是指智慧和能力。从感觉到记忆到思维这一过程，称为“智慧”，智慧的结果产生了行为和语言，而行为和语言的表达过程被称为“能力”，两者合称“智能”。换言之，智能过程就是指感觉、记忆、回忆、思维、语言、行为的整个过程，它是智力和能力的表现。我们可以用“智商”和“能商”来描述某个设备或系统发挥智能的程度。
“制造”是指用某种方式使原材料成为可供使用的物品。例如，食品工厂对原材料的加工和再加工生产出直接售卖的成品供应到超市、商场等供我们选购；生产车间则是对各种零部件进行组装，比如手机、汽车、飞机等大型货品制造。
各种工业设备，也都逐渐实现了自动化｜Pixabay
当前，国内外对智能制造并没有给出一个准确的定义，但工信部组织专家给出了一个比较全面的描述性的定义：智能制造是基于新一代信息技术，贯彻设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节，具有信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等功能的先进制造过程、系统与模式的总称。具有以只能工厂为载体，以关键制造环节智能化为核心，以端到端数据流为基础，以网络互联为支撑等特征，可有效缩短产品研制周期、降低运营成本、提高生产效率、提升产品质量、降低资源能源消耗。
“工欲善其事必先利其器”，给传统制造增添上信息科技的翅膀，就是实现智能制造的利器，包括以下类型：
电脑辅助工具，如CAD（制图设计）、CAE（工程搭建）、CAPP（工艺设计）、CAM（模拟制造）、CAT（测试，如ICT信息测试、FCT功能测试）等；电脑模拟工具，物流模拟、物理模拟（包括各项分析：结构、声学、流体、热力学、运动、复合材料等多种物理场模拟）、工艺模拟等。
智能装备，例如数控机床、机器手臂、3D打印等其他智能化装备，传感与控制、检测与装配、物流与仓储等。
新一代技术指物联网、云计算、大数据等。
与我们日常生活相关的居家产业也在转型升级，比如定制化家具，不再是木工进行加工板材，目前的主流厂商早已对传统经营模式进行颠覆，实现智能化升级，利用物联网、大数据、AR等全新一代信息技术与现代制造技术相结合，建立了智能化制造工厂，向“工业4.0”时代奋力迈进：
我们正在向工业4.0迈进｜Pixabay
1.工业4.0智能车间
从储备原料的仓库开始，每一块柜体板材经过开料、包边、钻孔、分拣、包装，全程机械化不需要人工参与。4.0智能车间打破了传统生产车间的孤岛，将整个生产过程链接为一个智能化流水线，优化了每个生产环节的时间，加速物流配送运转周期，大大提高了生产效率。
2.智能仓储系统
超级生产线必然配备完善的仓储体系，例如夜间结合货品定位自助导航，配备热成像、温湿度感应、烟感、拾音、无线传感、语音交互等技术，通过报警技术与人防系统联动，夜晚8小时不间断运行，辅助并代替安保人员巡视仓库。
3．智能板件分拣系统
配备目前最先进的多轴工业机械手臂，依托Saas软件平台系统，可实现不间断大批量按订单智能分货品。
4．智能包装系统
定制家具的板材大小不一，每个订单的需求又大不相同，包装问题一直是厂商难以解决的痛点。针对这一问题，智能工厂采用大数据采集配合超强算力算法，对各类成品板材进行优化包装，自动分拣，机器人自动堆垛。
当然，还有更复杂的汽车制造，例如目前最火的特斯拉，从厂房建设到开始投产再到汽车量产，特斯拉位于上海的超级工厂只需一年的时间便可实现。特斯拉新能源汽车在市场的占有率一直是其他厂商奋力追赶的目标，以恐怖的发展速度建立起多个超级工厂。
2016年到2018年，我国实施了249个智能制造试点示范项目，企业对于智能制造的安排部署已经从试水阶段逐渐发展为深入配置；相关部门也陆续完成了4项智能制造国家标准的制定或修订工作，使得企业智能化标准更为规范。
《2017—2018中国智能制造发展年度报告》显示，我国已初步建成208个数字化车间和智能工厂，覆盖10大领域和80个行业，初步建立起与国际同步的智能制造标准体系。在全球的44个灯塔工厂中有12个工厂位于中国，并且其中有7个为端到端灯塔工厂。到2020年，我国重点领域的制造企业关键工序数控化率将超过50％，数字化车间或智能工厂普及率超过20％。
工厂在逐渐实现自动化控制｜Pixabay
软件方面，2019年中国智能制造系统集成产业依旧保持强劲增长势头，同比增长20.7%。在2019，全国工业互联网市场规模已突破700亿元。
硬件方面，在多年来智能制造带动下，我国的工业机器人、3D打印增材技术、工业无线传感器等新兴产业快速发展壮大，多种典型智能制造新模式推广应用，带动产业升级速度显著。
我国正在处于从制造大国到制造强国逐步转变的过程中，有超强制造实力的企业大力发展智能制造，为打造全球领先的智能制造产业标杆而努力奋进。除此之外，在政府大力支持下，具有科技创新优势的地区，也正在积极部署新兴信息技术产业的发展，为本地传统制造到智能化新型制造产业转变赋能。
我国十四五规划在2021年全面展开，打造数字经济新优势是推动经济增长的重要引擎.，未来五年将是重要阶段。在《中国制造2025》基础上，国家又相继推出关于工业互联网、工业机器人、信息及工业化融合等政策，智能制造作为十四五规划重点。以智能制造为切入点，推动制造业高速高质的发展，既是我国数字经济+实体经济融合发展的重要方向，也是实现双循环新发展格局的关键突破口。
参考文献：
[1]夏希品. 《2017-2018中国机器人产业发展年度报告》发布[J]. 今日制造与升级, 2018(11):2.
[2]王田苗, 陶永. 我国工业机器人技术现状与产业化发展战略[J]. 机械工程学报, 2014, 50(9):13.
[3]李瑞峰. 中国工业机器人产业化发展战略[J]. 航空制造技术, 2010(9):6.
[4]**. 工业4.0和智能制造[J]. 机械设计与制造工程, 2014, 43(8):5.
[5]胡晶. 工业互联网、工业4.0和"两化"深度融合的比较研究[J]. 学术交流, 2015(1):8.
作者：张书豪
编辑：韩越扬
来源： 光明网
灯塔工厂研究｜“智能工厂”怎么建？从这4个方面开始建
智能工厂帮助组织做出明智的、数据驱动的决策 ；Aveva 离散精益管理软件，允许从单个数字仪表板查看和跟踪设施生产力。施耐德电气的 EcoStruxure 物联网平台，旨在轻松实施和扩展，以满足不同客户的需求，利用连接的设备和传感器，提高生产力，节约成本。图片来源 ：施耐德电气
作者 | Ken Engel
“
了解在疫情期间如何建设才能加速智能工厂时代的到来。参考让工厂实现智能化和更具弹性的4种方式。
”
很多公司因为全球新冠疫情的爆发而陷入了困境。他们既要保护工人的健康和安全，还要在一个颠覆性的经济格局中参与竞争，而在“智能工厂”中实施的数字化升级可以为此提供帮助。在保持员工安全的同时，竞争推动力加速了工业物联网 (IIoT)、云、人工智能 (AI) 和其它技术等专业应用的实施。
过去，这些技术被认为是“锦上添花”， 而现在它们对于智能制造业务的连续性和弹性至关重要。实施数字化升级带来的收益包括能源成本的大幅降低，平均维修时间（MTTR） 的减少，以及消除了 90% 的文书工作等。
变革性技术提升制造业弹性
工业物联网等技术在帮助制造商准备、响应和预测运营事件的能力方面，带来了变革性 的影响，即使在全球疫情期间，供应链和劳动力中断的情况下也是如此。这些技术也是最有弹性的智能制造工厂不可或缺的内在要素。
智能工厂帮助企业做出明智的、数据驱动的决策，以提高盈利能力、资产管理绩效、运营和生产效率，同时保持运营安全、敏捷和环境可持续。智能工厂使用数字化技术和连接性， 来创建一个灵活的系统，可以实时或近乎实时地从新工况中学习。智能工厂可以自主运行整个生产过程。在一个充满不确定性的时代，这意味着即使在充满挑战的情况下，生产也不会中断。
由于智能工厂高效且有弹性，各种指标显示在后疫情时代它们仍然会持续受到欢迎。例如，位于美国肯塔基州 Lexington 的施耐德电气智能工厂，被世界经济论坛评为了“灯塔工 厂”。作为已建工厂创新的典范，这个有着 60 多年历史的工厂通过集成基于 IIoT 的解决方案 及增强现实（AR）、远程监控和预测性维护等 最新数字化工具，实现了能效和可持续性的提升和总体成本的节约，同时也提高了运营敏捷性和抗压性。
随着工厂的数字化转型，制造商可以看到一个功能齐全的智能工厂带来的好处，以及应用新工具优化工作环境后带来的能效提升。
▎施耐德电气员工检查美国肯塔基州 Lexington工厂智能设施的能源使用情况，以确认其运行在预设参数范围内并确保过程效率。EcoStruxure Machine Advisor 可以检测生成预测性维护报警的问题。在疫情期间，员工可以在家中监控机器性能并在问题导致故障之前进行补救。
让工厂更具弹性和智能化的4种方式
以下是适用于最终用户、机器制造商和合作伙伴的 4 种最佳实践和技术，有助于制造企业将传统、老旧的设施转变为未来的智能工厂。
1部署和启用敏捷的远程运维
智能工厂打破了传统模式，经常会带来操作程序的变化，例如敏捷方法。敏捷可以使公司对客户的反应更加迅速，并在市场上更具竞争力。然而，正如德勤在《通往敏捷企业的进阶之路》一文中所指出的，采用敏捷原则是一 个持续的、循序渐进的过程。
敏捷原则打破了传统软件的开发方法，要求采用一种增量、迭代的方法来交付高质量的软件。它需要频繁交付，以确保从过程中获益，并高度重视个人、协作的价值和响应变化的能力。
虽然这个过程是连续的，但开发周期中的每次迭代都会在现有基础上进行改进。因为敏捷依赖于员工的投入，需要经理和员工之间相互信任，因此在尝试敏捷原则之前，应该得到管理者的支持。
一种策略是每天举行现场会议。在施耐德电气的智能工厂和智能配送中心每天都会举行这样的现场会。会议采用短期间隔管理 (SIM) 会议形式，遵循敏捷原则，旨在通过分析绩效 数据、规划工作和协调团队来提高生产力。
由于疫情期间员工无法聚集在工厂车间，因此会议是通过数字化软件进行，这些软件在疫情前已部署在现场。这些应用连接相关性能信息并触发运营工作流，以保持制造的性能水平，同时确保社交距离。
2通过实时资产和过程信息优化性能
并没有一个特定的时刻，让工厂一下子变成“智能工厂”。任何智能工厂的核心都有一个支持物联网的架构和平台，它允许组织利用所有相互连接的设备和传感器。
物联网平台的设计易于实施和扩展，可以满足不同用户的需求。一个开放的、支持 IIoT 的架构，允许企业利用连接的设备和传感器来提高生产力并节省开支。
物联网平台上的机器软件应用，可用于检测并生成预测性维护报警和建议。在疫情期间， 员工可以在家中监控机器性能，并在问题导致故障之前进行补救。
诸如此类的技术，可以促进制造企业在全球范围内工厂之间更好的协调。例如，企业在新加坡的工程团队，可以与欧洲的合作伙伴合作，在菲律宾智能工厂的生产线上远程部署预测性维护。
3使用 IIoT 平台来减少能耗和浪费
传统工厂会定期监控能源使用情况并进行相应调整。能源管理是追溯性的。能源效率改进点并不容易发现，除非通过反复试验。在智能工厂中，创新和可持续性齐头并进：由于采集的数据是实时的，因此能源管理也是实时的。
收集的实时数据是透明的，可以自动或手动转换为可操作的见解。透明的数据访问，意味着可以更清楚地了解在从电机到 HVAC 系统的整个设施中，哪些地方可以提升能源效率。
例 如， 自2012年以来， 施 耐德电气 Lexington 工厂通过对能源使用情况进行监测和分析以推动节能，每年的同比节能率达 3.4%，累计节省了 660 万美元。采用 AVEVA 离散精益管理软件提高生产运营的可见性，使计划外的设备停机时间减少了近 6% ；此外，文书工作也减少了 90%。通过 EcoStruxure Power 智能配电和 EcoStruxure Building 智能楼宇解决方案进行整体优化，使能耗减少了 26%，二氧化碳排放量减少了 78%，用水量 减少了 20%。
4利用 IIoT 驱动的预测分析来提高过程效率
智能工厂允许操作人员使用增强现实（AR）工具和预测性维护等数字化工具来提升运营和维护效率，从而提高生产力。
通过 AR 软件，工作人员可以扫描二维码，并在智能手机或平板电脑上查看实时运营数据。工作人员可以在问题成为故障、报警或安全问题之前进行检查。
AR 还可以让工人在面板上查看电气问题，并将维修机器所需的时间减少 20%。借助 AR 工具也可以收集机器性能信息，让工人在维护周期之间，在出现故障时采取主动而不是被动措施。AR 驱动的过程还有助于训练分析模型，使机器随着时间的推移表现得更好。
随着对于远程工作的持续需求，制造商必须努力适应并用一个面向未来且有弹性的工厂或设施来武装自己。尽管早在疫情出现之前，数字化基础设施就已经在不断发展，但显然 COVID-19 疫情对这些企业投资的工具、技术和过程产生了重大影响，并加速了智能工厂时代的到来。
关键概念：
■ 部署和启用敏捷的远程运维。
■ 通过实时资产、过程信息优化性能，IIoT 有助于节省电力、 进分析和运营。
思考一下：
在疫情期间部署的智能自动化，可提高智能工厂的运营效率。
