當前，我國大多數(shù)企業(yè)、大多數(shù)行業(yè)的智能制造系統(tǒng)都是處于局部應用階段，只有少數(shù)大企業(yè)單項業(yè)務信息技術覆蓋面較高，關鍵業(yè)務環(huán)節(jié)應用系統(tǒng)之間實現(xiàn)了一定的協(xié)同和集成。從制造企業(yè)生產(chǎn)力水平來看，大量企業(yè)處于工業(yè)2.0階段，有些企業(yè)處于工業(yè)3.0待普及階段，有個別意識和行動很強的企業(yè)處于工業(yè)4.0要示范階段。
數(shù)字化工廠是在計算機虛擬環(huán)境中，對整個生產(chǎn)過程進行仿真、評估和優(yōu)化，并進一步擴展到整個產(chǎn)品生命周期的新型生產(chǎn)組織方式。是現(xiàn)代數(shù)字制造技術與計算機仿真技術相結合的產(chǎn)物，要緊作為溝通產(chǎn)品設計和產(chǎn)品制造之間的橋梁。從定義中能夠得出一個結論，數(shù)字化工廠的本質是實現(xiàn)信息的集成。
智能工廠是利用物聯(lián)網(wǎng)技術和監(jiān)控技術加強信息管理服務，提高生產(chǎn)過程可控性、減少生產(chǎn)線人工干預，以及合理計劃排程。同時，集初步智能手段和智能系統(tǒng)等新興技術于一體，構建高效、節(jié)能、綠色、環(huán)保、舒適的人性化工廠。智能工廠實現(xiàn)了人與機器的相互協(xié)調合作，其本質是人機交互。
智能工廠是實現(xiàn)智能制造的重要載體，主要通過構建智能化生產(chǎn)系統(tǒng)、網(wǎng)絡化分布生產(chǎn)設施，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的智能化。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，物理層包含工廠內不同層級的硬件設備，從最小的嵌入設備和基礎元器件開始，到感知設備、制造設備、制造單元和生產(chǎn)線，相互間均實現(xiàn)互聯(lián)互通。以此為基礎，構建了一個“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)務各個環(huán)節(jié)，包含研發(fā)設計、生產(chǎn)制造、營銷服務、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)、個性化定制、電子商務、可視追蹤等相關業(yè)務。在此基礎上，形成了企業(yè)內部價值鏈的橫向集成環(huán)境，實現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的流通和交換。
中科華智專為制造企業(yè)量身打造的“設備自動化+設備集成化+車間管理數(shù)字化”智能化車間管控系統(tǒng)。系統(tǒng)集中體現(xiàn)了智能工廠將來的發(fā)展趨勢，即車間管理數(shù)字化、生產(chǎn)排產(chǎn)自動化、數(shù)據(jù)采集自動化和集成化、車間物料管理可視化、生產(chǎn)過程可追溯、全面質量管控、車間實時動態(tài)可視化。
智能工廠的構成
1、生產(chǎn)計劃和排程
從生產(chǎn)計劃源頭上集成ERP，進行APS高級排產(chǎn)，可明顯縮短交化期、提升設備利用率，使生產(chǎn)計劃更科學。
生產(chǎn)計劃是車間生產(chǎn)管理的重點和難點。提高計劃員排產(chǎn)效率和生產(chǎn)計劃準確性是優(yōu)化生產(chǎn)流程以及改進生產(chǎn)管理水平的重要手段。
車間接收主生產(chǎn)計劃，根據(jù)當前的生產(chǎn)狀況（能力、生產(chǎn)準備和在制任務等），生產(chǎn)準備條件（圖紙、工裝和材料等），以及項目的優(yōu)先級別及計劃完成時間等要求，合理制訂生產(chǎn)加工計劃，監(jiān)督生產(chǎn)進度和執(zhí)行狀態(tài)。 高級排產(chǎn)工具（APS）結合車間資源實時負荷情況和現(xiàn)有計劃執(zhí)行進度、能力平衡后形成優(yōu)化的詳細排產(chǎn)計劃。其充分考慮到每臺設備的加工能力，并根據(jù)現(xiàn)場實際情況隨時調整。在完成自動排產(chǎn)后，進行計劃評估與人工調整。在小批量、多品種和多工序的生產(chǎn)環(huán)境中，利用高級排產(chǎn)工具可以迅速應對緊急插單的復雜情況。
2、車間資源的管理
車間資源是車間制造生產(chǎn)的基礎，也是MES系統(tǒng)運行的基礎。車間資源管理主要對車間人員、設備、工裝、物料和工時等進行管理，保證生產(chǎn)正常進行，并提供資源使用情況的歷史記錄和實時狀態(tài)信息。
3、車間作業(yè)的管理
生產(chǎn)過程管理實現(xiàn)生產(chǎn)過程的閉環(huán)可視化控制，以減少等待時間、庫存和過量生產(chǎn)等浪費。生產(chǎn)過程中采用條碼、觸摸屏和機床數(shù)據(jù)采集等多種方式實時跟蹤計劃生產(chǎn)進度。生產(chǎn)過程管理旨在控制生產(chǎn)，實施并執(zhí)行生產(chǎn)調度，追蹤車間里工作和工件的狀態(tài)，對于當前沒有能力加工的工序可以外協(xié)處理。實現(xiàn)工序派工、工序外協(xié)和齊套等管理功能，可通過看板實時顯示車間現(xiàn)場信息以及任務進展信息等。
4、質量管理
生產(chǎn)制造過程的工序檢驗與產(chǎn)品質量管理，能夠實現(xiàn)對工序檢驗與產(chǎn)品質量過程追溯，對不合格品以及整改過程進行嚴格控制。其功能包括：實現(xiàn)生產(chǎn)過程關鍵要素的全面記錄以及完備的質量追溯，準確統(tǒng)計產(chǎn)品的合格率和不合格率，為質量改進提供量化指標。根據(jù)產(chǎn)品質量分析結果，對出廠產(chǎn)品進行預防性維護。
5、物料管理
針對車間內的所有庫存物資進行管理。車間內物資有自制件、外協(xié)件、外購件、刀具、工裝和周轉原材料等。其功能包括：通過庫存管理實現(xiàn)庫房存貯物資檢索，查詢當前庫存情況及歷史記錄；提供庫存盤點與庫房調撥功能，對于原材料、刀具和工裝等庫存量不足時，設置告警；提供庫房零部件的出入庫操作，包括刀具／工裝的借入、歸還、報修和報廢等操作。
6、圖文檔管理
對生產(chǎn)現(xiàn)場，車間加工人員需要看的工藝流程卡、工藝圖紙文檔等進行管理，針對不用產(chǎn)品在加工過程中，可以通過工業(yè)電腦、平板電腦查詢圖紙，實現(xiàn)無紙化的辦公。
7、設備管理
設備互聯(lián)互通，智能是CPS信息，物理系統(tǒng)在制造企業(yè)的具體體現(xiàn)，實現(xiàn)數(shù)控機床等數(shù)字化生產(chǎn)設備的分布式網(wǎng)絡化通訊，實現(xiàn)加工程序集中管理與設備狀態(tài)實時監(jiān)控等功能。
8、數(shù)據(jù)采集
生產(chǎn)監(jiān)控實現(xiàn)從生產(chǎn)計劃進度和設備運轉情況等多維度對生產(chǎn)過程進行監(jiān)控，實現(xiàn)對車間報警信息的管理，包括設備故障、人員缺勤、質量及其他原因的報警信息，及時發(fā)現(xiàn)問題、匯報問題并處理問題，從而保證生產(chǎn)過程順利進行并受控。結合分布式數(shù)字控制DNC系統(tǒng)、MDC系統(tǒng)進行設備聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)采集。
9、車間看板和智能分析報表
能夠對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計查詢，分析后形成報表，為后續(xù)工作提供參考數(shù)據(jù)與決策支持。生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)豐富，系統(tǒng)根據(jù)需要定制不同的統(tǒng)計查詢功能，包括產(chǎn)品加工進度查詢、車間在制品查詢、車間和工位任務查詢、產(chǎn)品配套齊套查詢、質量統(tǒng)計分析、車間產(chǎn)能（人力和設備）利用率分析、廢品率／次品率統(tǒng)計分析等。
10、第三方系統(tǒng)的集成
MES系統(tǒng)不是孤立存在的，它在整個制造企業(yè)的數(shù)字化建設中是非常重要的一環(huán)。MES需要和ERP系統(tǒng)、WMS系統(tǒng)，升級PLM系統(tǒng)實現(xiàn)互聯(lián)互通。
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