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【工信论坛】建设智能工厂 推进智能方案落地

0 394 180****9959 2022-02-23 11:06:25

智能工厂是智能制造系统的主要表现形式,是推进智能制造发展的核心抓手。《“十四五”智能制造发展规划》(以下简称《规划》)明确提出开展智能制造示范工厂建设,围绕工厂、企业、产业链、供应链构建智能制造系统,开展多场景、全链条、多层次应用示范。


进一步明确智能工厂的具体发展方向

建设智能制造示范工厂。“十三五”期间,智能制造试点示范工作有序推进,遴选了一批智能制造试点示范项目。为进一步提升智能工厂的示范引领作用,《规划》提出,要加快新一代信息技术与制造全过程、全要素深度融合,推进制造技术突破、工艺创新和业务流程再造,实现泛在感知、数据贯通、集成互联、人机协作和分析优化,建设数字化、网络化、智能化示范工厂。例如,利用网络化协同智能制造系统平台,实现企业间的协同和各个环节资源的共享,提高生产效率、产品质量和企业的创新能力。


打造智能制造新模式、新业态。制造业的新模式泛指优化生产过程、提升产品服务价值的新方法和新路径,是推动新业态形成的必要条件。《规划》提出,要引导“链主”企业建设供应链协同平台,带动上下游企业同步实施智能化升级;鼓励各地方、行业开展多场景、多层级应用示范;培育推广创成式设计、网络协同制造、大规模个性化定制、预测性维护、远程运维服务等新模式,促进新业态成型。例如,依托企业已有的工业化与信息化建设成果,完成供应链管理环节平台化建设与管理实施,完善供应链管理模式,解决供应链全流程管理环节的重要细节问题,满足工业化生产活动的管理要求,达到“智慧采购管控”的管理目标。


部署智能制造示范工厂领航行动。《规划》从智能场景、智能车间、智能工厂、智慧供应链四个方面重点,部署了智能制造示范工厂领航行动,支持基础条件好的企业围绕设计、生产、管理、服务等制造全过程开展智能化升级,打造一批智能工厂,推动跨业务活动的数据共享和深度挖掘,实现对核心业务的精准预测和优化。计划到2025年,建设不少于2000个新技术应用智能场景、不少于1000个智能车间、不少于100个引领行业发展的标杆智能工厂,遴选培育100个智慧供应链。


智能制造示范工厂的要素条件

研发设计数字化。智能车间/工厂的总体设计、工艺流程及布局应建立数字化模型,并进行模拟仿真,实现规划、生产、运营全流程数字化管理。采用计算机辅助设计(CAD)等技术,实现产品数字化设计。采用计算机辅助工艺规划(CAPP)、设计和工艺路线仿真、可靠性评价等先进技术,实现工艺数字化设计及仿真优化。建立产品数据管理系统(PDM),实现产品多配置管理、研发项目管理,以及产品设计、工艺数据的集成管理。以天津丹佛斯(Danfoss)公司为例,该公司通过应用协同制造平台进行产品研发及工艺设计,生产过程中所有人员、工艺和设备信息等生产资源数据均实现自动采集和精确追溯,生产效率年均提高15%、客户投诉率年均降低20%和生产报废成本年均降低15%。


生产制造智能化。智能工厂应建立制造执行系统(MES),实现制造数据、计划排产、生产调度、质量、设备、能效等管理功能;建立企业资源计划系统(ERP),实现供应链、物流、成本等企业经营管理功能;以系统化思维和供应链管理为核心,科学配置资源,优化运行模式,改善业务流程,提高决策效率;建立仓库管理系统(WMS)、物料清单系统(BOM),实现生产制造现场物流与物料的精准管控;建立生产过程数据自动采集和分析系统,采用机器视觉等智能感知先进技术,实现工艺质量参数的在线测量,以及设备安全运行状态的在线监测。以中车青岛四方为例,转向架车间以关键制造环节智能化为核心,以网络互联为支撑,研发适用于轨道交通装备行业的先进制造技术和装备,实现了高速动车组转向架的智能制造。通过智能装备、智能物流、制造执行系统(MES)、运营决策系统的集成应用,实现转向架生产过程的优化控制、智能调度、状态监控、质量管控,增强生产过程透明度,提高生产效率、提升产品质量。


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数据互联互通。智能工厂应建立企业级数据平台,整合数据资源,支持跨部门及部门内部常规数据分析;建立工厂内部通信网络架构,实现设计、工艺、制造、检验、物流等制造过程各环节之间,以及制造执行系统、企业资源计划系统、产品数据管理系统(PDM)、供应链管理系统(SCM)、客户关系管理系统(CRM)等关键信息化管理系统之间的信息互联、互通与集成。例如,杭州西奥电梯针对电扶梯产品面向市场个性化定制的产品需求,自主开发PCS系统,打通产品研发、生产和服务各个环节的数字化运行平台,实现从控制层、车间管理层到业务运营层的纵向集成。以客户个性化订单为主线,实现对客户个性化产品需求从研发到交付全过程柔性化设计、管控和生产模式,构建了虚拟个性化产品设计、制造与物理生产融合的新方法。


物流配送信息化。智能工厂应基于条形码、二维码、无线射频识别(RFID)等识别技术实现自动出入库管理,实现仓储配送与生产计划、制造执行,以及企业资源管理等业务的集成;能够基于生产线实际生产情况拉动物料配送,根据客户和产品需求调整目标库存水平。以巨石集团为例,结合自身玻璃纤维生产经验,配合生产线结构及生产工艺,自主设计并建设的智能物流输送线是贯穿整个玻璃纤维智能生产线的核心装备,通过全自动智能化调度突破了产能扩容、效率提升、强度降低等诸多生产系统瓶颈。智能物流输送线主要由拉丝物流输送系统、原丝自动分配系统、炉前后智能小车系统、立体库存储系统、直接纱包装调度系统、小板链传送分拣系统、小车周转返空系统、智能化视觉识别系统、中央控制调度系统等组成,打通各个工序,实现了产品从“原丝—烘制—络纱—检测—包装—入库”的全流程自动输送,并可根据产品工艺执行对应的生产操作,使整体运转效率提升28.6%。


推进智能工厂建设的几点建议

持续开展示范工厂建设工作。建议持续开展智能制造示范工厂建设工作,以设施高度互联、系统高度互通、数据高度共享、业态高度互融为要求遴选智能工厂,将示范范围从前期的智能车间、智能工厂扩大到智能场景和智慧供应链。加大财政支持,确保相关资金对智能制造示范工厂建设的有效支持。


加强过程管理和工作协同。建议加强过程管理,发挥专家智库作用,对入库项目进行诊断,形成目标明确、操作可行的诊断报告,企业根据诊断报告意见完善项目实施方案。加强工作协同,建立统筹协同的工作机制,强化信息基础设施建设,推进工业互联网发展,加快发展智能装备和工业软件,培育壮大系统解决方案供应商。


加强示范项目的宣传推广。依托智能制造示范工厂建立示范项目进展调度系统和数据库,宣传推广智能工厂创建经验,引导带动相关行业企业加快发展智能制造。依托示范项目,开展培训宣贯,推广成熟度评估体制机制。


加强产融合作。建议加强产融合作。加强智能工厂信息共享,搭建产融合作平台。开拓创新金融产品和金融服务,积极引导金融机构按照风险可控、商业可持续原则,开发适合“大众创业,万众创新”、推动实体经济发展的金融产品,创新服务“互联网+”、智能制造等领域发展的方式和手段。(来源:中国工业和信息化)


董峰   赛迪智库产业政策研究所(先进制造业研究中心) 智能制造研究室副主任

本文发表于《中国工业和信息化》杂志2022年1月刊总第42期

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