近年來，全球各主要經(jīng)濟(jì)體都在大力推進(jìn)制造業(yè)的復(fù)興。在工業(yè)4.0、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等熱潮下，全球眾多優(yōu)秀制造企業(yè)都開展了智能工廠建設(shè)實(shí)踐。那么對于要走上轉(zhuǎn)型路的企業(yè)智能工廠到底如何建立呢？
一、智能工廠的內(nèi)涵及建設(shè)重點(diǎn)
? ?智能工廠是實(shí)現(xiàn)智能制造的重要載體，主要通過構(gòu)建智能化生產(chǎn)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)化分布生產(chǎn)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的智能化。智能工廠已經(jīng)具有了自主能力，可采集、分析、判斷、規(guī)劃；通過整體可視技術(shù)進(jìn)行推理預(yù)測，利用仿真及多媒體技術(shù)，將實(shí)境擴(kuò)增展示設(shè)計(jì)與制造過程。因此，智能工廠實(shí)現(xiàn)了人與機(jī)器的相互協(xié)調(diào)合作，其本質(zhì)是人機(jī)交互。
在智能工廠的體系架構(gòu)中，質(zhì)量管理的五要素也相應(yīng)的發(fā)生變化，因?yàn)樵谖磥碇悄芄S中，人類、機(jī)器和資源能夠互相通信。智能產(chǎn)品“知道”它們?nèi)绾伪恢圃斐鰜淼募?xì)節(jié)，也知道它們的用途。
企業(yè)基于CPS和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建的智能工廠原型，主要包括物理層、信息層、大數(shù)據(jù)層、工業(yè)云層、決策層。
其中，物理層包含工廠內(nèi)不同層級的硬件設(shè)備，從更小的嵌入設(shè)備和基礎(chǔ)元器件開始，到感知設(shè)備、制造設(shè)備、制造單元和生產(chǎn)線，相互間均實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。以此為基礎(chǔ)，構(gòu)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)營業(yè)務(wù)各個(gè)環(huán)節(jié)，包含研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、營銷服務(wù)、物流配送等各類經(jīng)營管理活動，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(chǔ)上，形成了企業(yè)內(nèi)部價(jià)值鏈的橫向集成環(huán)境，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的流通和交換。
由于產(chǎn)品制造工藝過程的明顯差異，離散制造業(yè)和流程制造業(yè)在智能工廠建設(shè)的重點(diǎn)內(nèi)容有所不同。
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)，其工藝路線和設(shè)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，其智能工廠建設(shè)的重點(diǎn)是智能制造生產(chǎn)線。
二、智能工廠主要建設(shè)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，智能工廠有以下幾個(gè)不同的建設(shè)模式。
1.模式是從生產(chǎn)過程數(shù)字化到智能工廠
2.模式是從智能制造生產(chǎn)單元(裝備和產(chǎn)品)到智能工廠
3.模式是從個(gè)性化定制到互聯(lián)工廠
三、智能工廠發(fā)展重點(diǎn)環(huán)節(jié)
智能生產(chǎn)的側(cè)重點(diǎn)在于將人機(jī)互動、3D打印等先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)過程，并對整個(gè)生產(chǎn)流程進(jìn)行監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集，便于進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，從而形成高度靈活、個(gè)性化、網(wǎng)絡(luò)化的產(chǎn)業(yè)鏈。
013D打印
3D打印是一項(xiàng)顛覆性的創(chuàng)新技術(shù)，被美國自然科學(xué)基金會稱為20世紀(jì)更重要的制造技術(shù)創(chuàng)新。制造業(yè)的全流程都可以引入3D打印，起到節(jié)約成本、加快進(jìn)度、減少材料浪費(fèi)等效果。
3D打印經(jīng)過了近 40 年的發(fā)展，龍頭公司開始實(shí)現(xiàn)顯著盈利，市場認(rèn)可度快速上升，行業(yè)收入增長加速。根據(jù)典型的產(chǎn)品生命周期理論，技術(shù)產(chǎn)品從導(dǎo)入期進(jìn)入成長期的過程中往往表現(xiàn)出加速增長的特征，判斷目前3D打印產(chǎn)業(yè)正在進(jìn)入加速成長期。
圖表：2008-2015年全球3D打印設(shè)備出貨量增長情況
整個(gè)3D打印行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈大概可分為三個(gè)部分，上游基礎(chǔ)配件行業(yè)，3D打印設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)、3D打印材料生產(chǎn)企業(yè)和支持配套企業(yè)，下游主要是3D打印的各大應(yīng)用領(lǐng)域。通常意義上的3D打印行業(yè)則主要是指3D打印設(shè)備、材料及服務(wù)企業(yè)。
02人機(jī)交互
未來各類交互方式都會進(jìn)行深度融合，使智能設(shè)備會更加自然地與人類生物反應(yīng)及處理過程同步，包括思維過程、動覺，甚至一個(gè)人的文化偏好等，這個(gè)領(lǐng)域充滿著各種各樣新奇的可能性。
人與機(jī)器的信息交換方式隨著技術(shù)融合步伐的加快向更高層次邁進(jìn)，新型人機(jī)交互方式被逐漸應(yīng)用于生產(chǎn)制造領(lǐng)域。機(jī)器智能和人的智能真正地集成在一起，互相配合，相得益彰。本質(zhì)是人機(jī)一體化。
03傳感器
中國已經(jīng)基本形成較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)，在材料、器件、系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)等各方面水平不斷完善，自主產(chǎn)品已達(dá)6000種，國內(nèi)建立了三大傳感器生產(chǎn)基地，分別為：安徽基地，陜