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迎接工業(yè)4.0和智能制造的十大關(guān)鍵技術(shù)

時(shí)間：2018-07-14 來源：山西中科華諾機(jī)械裝備有限公司

▲ 關(guān) 注 我 們

，讓 存 儲(chǔ) 更 簡(jiǎn) 單！


智能制造融合了信息技術(shù)

、先進(jìn)制造技術(shù)
、自動(dòng)化技術(shù)和人工智能技術(shù)。智能制造包括開發(fā)智能產(chǎn)品
；應(yīng)用智能裝備；自底向上建立智能產(chǎn)線
，構(gòu)建智能車間
，打造智能工廠；踐行智能研發(fā)
；形成智能物流和供應(yīng)鏈體系
；開展智能管理；推進(jìn)智能服務(wù)
；***終實(shí)現(xiàn)智能決策。目前智能制造的“智能”還處于Smart的層次，智能制造系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集
、數(shù)據(jù)處理
、數(shù)據(jù)分析的能力，能夠準(zhǔn)確執(zhí)行指令
，能夠?qū)崿F(xiàn)閉環(huán)反饋
；而智能制造的趨勢(shì)是真正實(shí)現(xiàn)“Intelligent”
，智能制造系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自主學(xué)習(xí)
、自主決策，不斷優(yōu)化
。


在智能制造的關(guān)鍵技術(shù)當(dāng)中

，智能產(chǎn)品與智能服務(wù)可以幫助企業(yè)帶來商業(yè)模式的創(chuàng)新；智能裝備
、智能產(chǎn)線、智能車間到智能工廠
，可以幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)模式的創(chuàng)新
；智能研發(fā)、智能管理
、智能物流與供應(yīng)鏈則可以幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)模式的創(chuàng)新
；而智能決策則可以幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)科學(xué)決策
。智能制造的十項(xiàng)技術(shù)之間是息息相關(guān)的
，制造企業(yè)應(yīng)當(dāng)漸進(jìn)式、理性地推進(jìn)這十項(xiàng)智能技術(shù)的應(yīng)用
。


1智能產(chǎn)品


智能產(chǎn)品通常包括機(jī)械

、電氣和嵌入式軟件，具有記憶
、感知、計(jì)算和傳輸功能
。典型的智能產(chǎn)品包括智能手機(jī)
、智能可穿戴設(shè)備、無人機(jī)
、智能汽車
、智能家電、智能售貨機(jī)等
，包括很多智能硬件產(chǎn)品
。智能裝備也是一種智能產(chǎn)品。企業(yè)應(yīng)該思考如何在產(chǎn)品上加入智能化的單元
，提升產(chǎn)品的附加值
。


2智能服務(wù)


基于傳感器和物聯(lián)網(wǎng)（IoT），可以感知產(chǎn)品的狀態(tài)

，從而進(jìn)行預(yù)防性維修維護(hù)
，及時(shí)幫助客戶更換備品備件
，甚至可以通過了解產(chǎn)品運(yùn)行的狀態(tài)
，幫助客戶帶來商業(yè)機(jī)會(huì)。還可以采集產(chǎn)品運(yùn)營(yíng)的大數(shù)據(jù)
，輔助企業(yè)進(jìn)行市場(chǎng)營(yíng)銷的決策
。此外，企業(yè)通過開發(fā)面向客戶服務(wù)的APP
，也是一種智能服務(wù)的手段，可以針對(duì)企業(yè)購(gòu)買的產(chǎn)品提供有針對(duì)性的服務(wù)
，從而鎖定用戶
，開展服務(wù)營(yíng)銷。


3智能裝備


制造裝備經(jīng)歷了機(jī)械裝備到數(shù)控裝備

，目前正在逐步發(fā)展為智能裝備
。智能裝備具有檢測(cè)功能，可以實(shí)現(xiàn)在機(jī)檢測(cè)，從而補(bǔ)償加工誤差
，提高加工精度
，還可以對(duì)熱變形進(jìn)行補(bǔ)償。以往一些精密裝備對(duì)環(huán)境的要求很高
，現(xiàn)在由于有了閉環(huán)的檢測(cè)與補(bǔ)償
，可以降低對(duì)環(huán)境的要求。


4智能產(chǎn)線


很多行業(yè)的企業(yè)高度依賴自動(dòng)化生產(chǎn)線

，比如鋼鐵、化工
、制藥
、食品飲料、煙草
、芯片制造
、電子組裝
、汽車整車和零部件制造等，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的加工
、裝配和檢測(cè)，一些機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)也應(yīng)用了自動(dòng)化生產(chǎn)線
，比如軸承
。但是，裝備制造企業(yè)目前還是以離散制造為主
。很多企業(yè)的技術(shù)改造重點(diǎn)
，就是建立自動(dòng)化生產(chǎn)線
、裝配線和檢測(cè)線
。美國(guó)波音公司的飛機(jī)總裝廠已建立了U型的脈動(dòng)式總裝線。自動(dòng)化生產(chǎn)線可以分為剛性自動(dòng)化生產(chǎn)線和柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線
，柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線一般建立了緩沖
。為了提高生產(chǎn)效率，工業(yè)機(jī)器人
、吊掛系統(tǒng)在自動(dòng)化生產(chǎn)線上應(yīng)用越來越廣泛
。


5智能車間


一個(gè)車間通常有多條生產(chǎn)線

，這些生產(chǎn)線要么生產(chǎn)相似零件或產(chǎn)品
，要么有上下游的裝配關(guān)系。要實(shí)現(xiàn)車間的智能化
，需要對(duì)生產(chǎn)狀況
、設(shè)備狀態(tài)、能源消耗
、生產(chǎn)質(zhì)量
、物料消耗等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和分析
，進(jìn)行******排產(chǎn)和合理排班
，顯著提高設(shè)備利用率（OEE）。因此
，無論什么制造行業(yè)
，制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）成為企業(yè)的必然選擇。


6智能工廠


一個(gè)工廠通常由多個(gè)車間組成

，大型企業(yè)有多個(gè)工廠
。作為智能工廠
，不僅生產(chǎn)過程應(yīng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化
、透明化
、可視化、精益化
，同時(shí)
，產(chǎn)品檢測(cè)、質(zhì)量檢驗(yàn)和分析
、生產(chǎn)物流也應(yīng)當(dāng)與生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)閉環(huán)集成。一個(gè)工廠的多個(gè)車間之間要實(shí)現(xiàn)信息共享
、準(zhǔn)時(shí)配送
、協(xié)同作業(yè)。一些離散制造企業(yè)也建立了類似流程制造企業(yè)那樣的生產(chǎn)指揮中心
，對(duì)整個(gè)工廠進(jìn)行指揮和調(diào)度
，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決突發(fā)問題，這也是智能工廠的重要標(biāo)志
。智能工廠必須依賴無縫集成的信息系統(tǒng)支撐，主要包括PLM
、ERP
、CRM、SCM和MES五大核心系統(tǒng)
。大型企業(yè)的智能工廠需要應(yīng)用ERP系統(tǒng)制定多個(gè)車間的生產(chǎn)計(jì)劃（ProducTIon planning）
，并由MES系統(tǒng)根據(jù)各個(gè)車間的生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行詳細(xì)排產(chǎn)（producTIon scheduling），MES排產(chǎn)的力度是天
、小時(shí)，甚至分鐘
。


7智能研發(fā)


離散制造企業(yè)在產(chǎn)品研發(fā)方面

，已經(jīng)應(yīng)用了CAD/CAM/CAE/CAPP/EDA等工具軟件和PDM/PLM系統(tǒng)，但是很多企業(yè)應(yīng)用這些軟件的水平并不高
。企業(yè)要開發(fā)智能產(chǎn)品，需要機(jī)電軟多學(xué)科的協(xié)同配合
；要縮短產(chǎn)品研發(fā)周期
，需要深入應(yīng)用仿真技術(shù)，建立虛擬數(shù)字化樣機(jī)
，實(shí)現(xiàn)多學(xué)科仿真，通過仿真減少實(shí)物試驗(yàn)
；需要貫徹標(biāo)準(zhǔn)化
、系列化
、模塊化的思想，以支持大批量客戶定制或產(chǎn)品個(gè)性化定制
；需要將仿真技術(shù)與試驗(yàn)管理結(jié)合起來
，以提高仿真結(jié)果的置信度。流程制造企業(yè)已開始應(yīng)用PLM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工藝管理和配方管理
，LIMS（實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)）系統(tǒng)比較廣泛。


8智能管理


制造企業(yè)核心的運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)還包括人力資產(chǎn)管理系統(tǒng)（HCM）

、客戶關(guān)系管理系統(tǒng)（CRM）
、企業(yè)資產(chǎn)管理系統(tǒng)（EAM）、能源管理系統(tǒng)（EMS）
、供應(yīng)商關(guān)系管理系統(tǒng)（SRM）
、企業(yè)門戶（EP）、業(yè)務(wù)流程管理系統(tǒng)（BPM）等
，國(guó)內(nèi)企業(yè)也把辦公自動(dòng)化（OA）作為一個(gè)核心信息系統(tǒng)。為了統(tǒng)一管理企業(yè)的核心主數(shù)據(jù)
，近年來主數(shù)據(jù)管理（MDM）也在大型企業(yè)開始部署應(yīng)用
。實(shí)現(xiàn)智能管理和智能決策，***重要的條件是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確和主要信息系統(tǒng)無縫集成
。


9智能物流與供應(yīng)鏈


制造企業(yè)內(nèi)部的采購(gòu)

、生產(chǎn)、銷售流程都伴隨著物料的流動(dòng)
，因此
，越來越多的制造企業(yè)在重視生產(chǎn)自動(dòng)化的同時(shí)
，也越來越重視物流自動(dòng)化
，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)、無人引導(dǎo)小車（AGV）
、智能吊掛系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用
；而在制造企業(yè)和物流企業(yè)的物流中心，智能分揀系統(tǒng)
、堆垛機(jī)器人
、自動(dòng)輥道系統(tǒng)的應(yīng)用日趨普及。WMS（Warehouse Management System
，倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)）和TMS（Transport Management System，運(yùn)輸管理系統(tǒng)）也受到制造企業(yè)和物流企業(yè)的普遍關(guān)注。


10智能決策


企業(yè)在運(yùn)營(yíng)過程中

，產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù)
。一方面是來自各個(gè)業(yè)務(wù)部門和業(yè)務(wù)系統(tǒng)產(chǎn)生的核心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，比如與合同
、回款
、費(fèi)用
、庫(kù)存
、現(xiàn)金、產(chǎn)品
、客戶
、投資、設(shè)備
、產(chǎn)量
、交貨期等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)一般是結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)
，可以進(jìn)行多維度的分析和預(yù)測(cè)，這就是BI（Business Intelligence
，業(yè)務(wù)智能）技術(shù)的范疇
，也被稱為管理駕駛艙或決策支持系統(tǒng)。同時(shí)
，企業(yè)可以應(yīng)用這些數(shù)據(jù)提煉出企業(yè)的KPI
，并與預(yù)設(shè)的目標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，同時(shí)
，對(duì)KPI進(jìn)行層層分解
，來對(duì)干部和員工進(jìn)行考核，這就是EPM（Enterprise Performance Management
，企業(yè)績(jī)效管理）的范疇。從技術(shù)角度來看
，內(nèi)存計(jì)算是BI的重要支撐
。


來源：智能制造IM


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