智能制造系統解決方案發(fā)展趨勢

據行業(yè)人士分析，今后國內智能制造系統解決方案將面臨三大發(fā)展趨勢。

智能制造是一項系統性工程，系統解決方案領(lǐng)域的合作將更加活躍。

智能制造發(fā)展具有復雜性、系統性，涉及設計、生產(chǎn)、物流、銷(xiāo)售、服務(wù)等產(chǎn)品全生命周期，涉及執行設備層、控制層、管理層、企業(yè)層、云服務(wù)層、網(wǎng)絡(luò )層等企業(yè)系統架構，需要實(shí)現橫向集成、縱向集成和端到端集成。限于資金投入不足、技術(shù)研發(fā)周期較長(cháng)以及工藝壁壘等因素，單個(gè)系統解決方案商很難滿(mǎn)足各個(gè)細分行業(yè)的智能制造發(fā)展需要，企業(yè)間將不斷加強協(xié)同創(chuàng )新，以強化智能制造系統解決方案供應能力。

智能制造系統架構將進(jìn)一步完善，工業(yè)軟件領(lǐng)域的集成與發(fā)展將成為要點(diǎn)。

從企業(yè)系統架構來(lái)看，國內目前還沒(méi)有出現能夠打通整個(gè)架構體系的智能制造解決方案商，但隨著(zhù)技術(shù)水平的不斷進(jìn)步，系統解決方案提供商將不斷完善架構體系。智能制造系統解決方案主要依托于軟硬件產(chǎn)品及系統，實(shí)現制造要素和資源的相互識別、實(shí)時(shí)交互、信息集成。從硬件層面來(lái)看，基于成本大幅降低的現實(shí)需要，硬件中通用性強的部分將日趨模塊化、標準化發(fā)展。從軟件層面來(lái)看，工業(yè)軟件存在于智能制造的每個(gè)角落，智能制造解決方案將更加倚重于與硬件層關(guān)系密切的軟件部分（SFC、MES、ERP、PLM）的集成與發(fā)展，其中MES是軟件層中核心部分。

我國智能工廠(chǎng)發(fā)展趨勢分析

當前，智能制造熱度高企，石化、鋼鐵、機械裝備制造、汽車(chē)制造、航空航天、飛機制造等行業(yè)紛紛開(kāi)始探索建設智能工廠(chǎng)?！吨袊圃?025》明確提出要推進(jìn) 制造過(guò)程智能化，在要點(diǎn)領(lǐng)域試點(diǎn)建設智能工廠(chǎng)/數字化車(chē)間，這必將加速智能工廠(chǎng)在工業(yè)行業(yè)領(lǐng)域的應用推廣。預計未來(lái)3-5年，全國將涌現出一批智能工廠(chǎng)。

智能工廠(chǎng)的內涵及建設要點(diǎn)

智能工廠(chǎng)是實(shí)現智能制造的重要載體，主要通過(guò)構建智能化生產(chǎn)系統、網(wǎng)絡(luò )化分布生產(chǎn)設施，實(shí)現生產(chǎn)過(guò)程的智能化。企業(yè)基于CPS和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)構建的智能工廠(chǎng)原型，主要包括物理層、信息層、大數據層、工業(yè)云層、決策層。其中，物理層包含工廠(chǎng)內不同層級的硬件設備，從較小的嵌入設備和基礎元器件開(kāi)始，到感知設備、制造設備、制造單元和生產(chǎn)線(xiàn)，相互間均實(shí)現互聯(lián)互通。以此為基礎，構建了一個(gè)“可測可控、可產(chǎn)可管”的縱向集成環(huán)境。信息層涵蓋企業(yè)經(jīng)營(yíng)業(yè)務(wù)各個(gè)環(huán)節，包含研發(fā)設計、生產(chǎn)制造、營(yíng)銷(xiāo)服務(wù)、物流配送等各類(lèi)經(jīng)營(yíng)管理活動(dòng)，以及由此產(chǎn)生的眾創(chuàng )、個(gè)性化定制、電子商務(wù)、可視追蹤等相關(guān)業(yè)務(wù)。在此基礎上，形成了企業(yè)內部?jì)r(jià)值鏈的橫向集成環(huán)境，實(shí)現數據和信息的流通和交換。

縱向集成和橫向集成均以CPS和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為基礎，產(chǎn)品、設備、制造單元、生產(chǎn)線(xiàn)、車(chē)間、工廠(chǎng)等制造系統的互聯(lián)互通，及其與企業(yè)不同環(huán)節業(yè)務(wù)的集成統一，則是通過(guò)數據應用和工業(yè)云服務(wù)實(shí)現，并在決策層基于產(chǎn)品、服務(wù)、設備管理支撐企業(yè)較高決策。這些共同構建了一個(gè)智能工廠(chǎng)完整的價(jià)值網(wǎng)絡(luò )體系，為用戶(hù)提供端到端的解決方案。

由于產(chǎn)品制造工藝過(guò)程的明顯差異，離散制造業(yè)和流程制造業(yè)在智能工廠(chǎng)建設的要點(diǎn)內容有所不同。對于離散制造業(yè)而言，產(chǎn)品往往由多個(gè)零部件經(jīng)過(guò)一系列不連續的工序裝配而成，其過(guò)程包含很多變化和不確定因素，在一定程度上增加了離散型制造生產(chǎn)組織的難度和配套復雜性。企業(yè)常常按照主要的工藝流程安排生產(chǎn)設備的位置，以使物料的傳輸距離較小。面向訂單的離散型制造企業(yè)具有多品種、小批量的特點(diǎn)，其工藝路線(xiàn)和設備的使用較靈活，因此，離散制造型企業(yè)更加重視生產(chǎn)的柔性，其智能工廠(chǎng)建設的要點(diǎn)是智能制造生產(chǎn)線(xiàn)。

智能工廠(chǎng)主要建設模式

由于各個(gè)行業(yè)生產(chǎn)流程不同，加上各個(gè)行業(yè)智能化情況不同，智能工廠(chǎng)有以下幾個(gè)不同的建設模式。

第一種模式是從生產(chǎn)過(guò)程數字化到智能工廠(chǎng)。在石化、鋼鐵、冶金、建材、紡織、造紙、醫藥、食品等流程制造領(lǐng)域，企業(yè)發(fā)展智能制造的內在動(dòng)力在于產(chǎn)品品質(zhì)可控，側重從生產(chǎn)數字化建設起步，基于品控需求從產(chǎn)品末端控制向全流程控制轉變。

第二種模式是從智能制造生產(chǎn)單元（裝備和產(chǎn)品）到智能工廠(chǎng)。在機械、汽車(chē)、航空、船舶、輕工、家用電器和電子信息等離散制造領(lǐng)域，企業(yè)發(fā)展智能制造的核心目的是拓展產(chǎn)品價(jià)值空間，側重從單臺設備自動(dòng)化和產(chǎn)品智能化入手，基于生產(chǎn)效率和產(chǎn)品效能的提升實(shí)現價(jià)值增長(cháng)。

第三種模式是從個(gè)性化定制到互聯(lián)工廠(chǎng)。在家電、服裝、家居等距離用戶(hù)近期的消費品制造領(lǐng)域，企業(yè)發(fā)展智能制造的要點(diǎn)在于充分滿(mǎn)足消費者多元化需求的同時(shí)實(shí)現規模經(jīng)濟生產(chǎn)，側重通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)平臺開(kāi)展大規模個(gè)性定制模式創(chuàng )新。

智能工廠(chǎng)發(fā)展要點(diǎn)環(huán)節

隨著(zhù)未來(lái)智能工廠(chǎng)發(fā)展浪潮的逼近。未來(lái)，將有幾個(gè)行業(yè)或者領(lǐng)域迎來(lái)發(fā)展高潮。

首先是虛擬仿真設計。隨著(zhù)三維數字化技術(shù)的發(fā)展，傳統的以經(jīng)驗為主的模擬設計模式逐漸轉變?yōu)榛谌S建模和仿真的虛擬設計模式，使未來(lái)的智能工廠(chǎng)能夠通過(guò)三維數字建模、工藝虛擬仿真、三維可視化工藝現場(chǎng)應用，避免傳統的“三維設計模型→二維紙質(zhì)圖紙→三維工藝模型”研制過(guò)程中信息傳遞鏈條的斷裂，摒棄二維、三維之間轉換，提高產(chǎn)品研發(fā)設計效率，保證產(chǎn)品研發(fā)設計質(zhì)量。

未來(lái)我國應著(zhù)重突破MBD技術(shù)、物理仿真引擎系統架構、仿真模型三個(gè)環(huán)節。

其次是網(wǎng)絡(luò )化智能設備。生產(chǎn)設備的智能化程度將在網(wǎng)絡(luò )化條件下得到快速提升，傳統制造模式出現顛覆性的變革，具體表現高度密集的生產(chǎn)設備、生產(chǎn)設備智能化和柔性化制造方式這三個(gè)方面。

再次是模塊化定制生產(chǎn)。多批次、小產(chǎn)量的生產(chǎn)盈利能力在模塊化生產(chǎn)方式下逐漸得到提升，產(chǎn)品日益滿(mǎn)足消費者個(gè)性化需求，具體表現在模塊生產(chǎn)和模塊組裝這兩個(gè)方面。

然后是柔性化新型人機交互。人與機器的信息交換方式隨著(zhù)技術(shù)融合步伐的加快向更高層次邁進(jìn)，新型人機交互方式被逐漸應用于生產(chǎn)制造領(lǐng)域。具體表現在智能交互設備柔性化和智能交互設備工業(yè)領(lǐng)域應用這兩個(gè)方面。

文章來(lái)源：智慧工廠(chǎng)