智能工廠對(duì)自動(dòng)化技術(shù)提出新挑戰(zhàn)

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，我國制造業(yè)逐漸向智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)成為時(shí)代發(fā)展的必然趨勢(shì)。智能工廠作為我國制造業(yè)向智能制造轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要突破點(diǎn)，成為制造業(yè)現(xiàn)在和未來需要重點(diǎn)關(guān)注的問題，本文首先闡述了智能工廠及其主要特點(diǎn)，然后論述了智能工廠對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的新挑戰(zhàn)。

關(guān)鍵詞：智能工廠；自動(dòng)化技術(shù)；特點(diǎn)；挑戰(zhàn)

一、緒論

智能工廠的研究得到了政府層面的關(guān)注和支持，市場經(jīng)濟(jì)的需求同樣需要傳統(tǒng)制造業(yè)研發(fā)智能工廠。傳統(tǒng)工廠的大批量生產(chǎn)模式已經(jīng)不能滿足消費(fèi)者的個(gè)性化需求，制造企業(yè)急需將大批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)樾∨可踔羵€(gè)性化生產(chǎn)，此外，產(chǎn)品周期不斷縮短以及日益復(fù)雜的售后服務(wù)也極大刺激了傳統(tǒng)制造企業(yè)將目光集中在智能工廠中來。

二、智能工廠及其主要特點(diǎn)

智能工廠就是建立在數(shù)字化工廠基礎(chǔ)上，通過應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)來提高生產(chǎn)線的自動(dòng)化水平，減少人為干預(yù)從而強(qiáng)化整個(gè)生產(chǎn)過程可控性的工廠。智能工廠集所有的智能技術(shù)為一體，通過人機(jī)交互來緊密聯(lián)系生產(chǎn)過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)。此外，智能工廠還能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的節(jié)能環(huán)保，積極響應(yīng)了我國倡導(dǎo)可持續(xù)發(fā)展的號(hào)召。

智能工廠具有如下幾個(gè)顯著特點(diǎn)：

（一）廣泛應(yīng)用工業(yè)軟件

制造執(zhí)行熊、能源管理等先進(jìn)的工業(yè)軟件在智能工廠中的應(yīng)用十分地廣泛，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)車間的可視化管理。利用數(shù)字化工廠仿真軟件可以對(duì)生產(chǎn)線的布局等事項(xiàng)進(jìn)行模擬以確保新建工廠結(jié)構(gòu)的合理性。在促進(jìn)傳統(tǒng)工廠向數(shù)字化和智能化轉(zhuǎn)型的時(shí)候需要百分百確保工廠各項(xiàng)數(shù)據(jù)的安全性。利用先進(jìn)的工業(yè)軟件可以自動(dòng)檢測出一批產(chǎn)品中的殘次品，而且還能通過統(tǒng)計(jì)過程控制軟件分析出殘次品出現(xiàn)的主要原因。

（二）體現(xiàn)精益生產(chǎn)理念

智能化工廠是真正踐行精益生產(chǎn)的代表，可以根據(jù)市場的實(shí)際需求進(jìn)行拉動(dòng)式生產(chǎn)，防止出現(xiàn)庫存過剩導(dǎo)致浪費(fèi)的情況。智能工廠的建設(shè)過程需要立足于制造企業(yè)的產(chǎn)品特點(diǎn)，繼續(xù)推進(jìn)精益化生產(chǎn)進(jìn)程。

（三）綠色制造

智能工廠可以實(shí)現(xiàn)能源資源的高效利用，整個(gè)制造生產(chǎn)過程與環(huán)境能夠和平相處、共同發(fā)展。在生態(tài)環(huán)境局勢(shì)不斷緊張的情況下，使用先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備來代替人工生產(chǎn)，可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)廢料的回收再利用。

（四）柔性自動(dòng)化

智能工廠可以根據(jù)產(chǎn)品的市場需求和生產(chǎn)特點(diǎn)來提高生產(chǎn)、物流的自動(dòng)化水平。大批量生產(chǎn)、產(chǎn)品種類少的制造企業(yè)能夠進(jìn)行高度自動(dòng)化生產(chǎn)，小批量生產(chǎn)、產(chǎn)品種類多的制造業(yè)企業(yè)則不能盲目擴(kuò)大自動(dòng)化生產(chǎn)，而是應(yīng)該加強(qiáng)人機(jī)結(jié)合，充分重視智能制造單元的建立。智能工廠的生產(chǎn)線設(shè)計(jì)應(yīng)該理由適當(dāng)?shù)娜哂啵乐挂驗(yàn)樵O(shè)備突發(fā)故障而影響整個(gè)生產(chǎn)過程中的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)，智能工廠還能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品多樣化的混線生產(chǎn)。制造企業(yè)可以利用懸掛式輸送鏈和AGV等先進(jìn)設(shè)備來進(jìn)行各道工序之間的材料傳遞，能夠在最短的時(shí)間里將物料配送到生產(chǎn)線上。質(zhì)量檢測的自動(dòng)化優(yōu)勢(shì)也較為顯著，智能工廠未來將會(huì)應(yīng)用更多的機(jī)械視覺。此外，智能工廠還大量應(yīng)用助力設(shè)備以便降低工廠的工作強(qiáng)度。

（五）可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)洞察

智能工廠實(shí)現(xiàn)了從指令下達(dá)到完工的閉環(huán)管理，利用生產(chǎn)指揮系統(tǒng)來對(duì)工廠的生產(chǎn)、設(shè)備以及能耗等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察和檢測，防止突發(fā)性故障的發(fā)生。智能工廠通過數(shù)字映射可以實(shí)時(shí)檢測生產(chǎn)線的生產(chǎn)情況，幫助企業(yè)管理者制定出科學(xué)的生產(chǎn)決策。智能工廠不僅實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過程的自動(dòng)化和精益化，而且在產(chǎn)品質(zhì)量檢測和物流等環(huán)節(jié)也實(shí)現(xiàn)了高度的自動(dòng)化管理和閉環(huán)集成。工廠之內(nèi)的各個(gè)車間實(shí)現(xiàn)的信息的高度共享，協(xié)作能力非常之強(qiáng)。智能工廠的建設(shè)涵蓋了信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等各種先進(jìn)的高科技手段。任何一個(gè)制造企業(yè)在進(jìn)行智能工廠建設(shè)時(shí)都需要應(yīng)用這幾種先進(jìn)的技術(shù)，并且充分結(jié)合企業(yè)產(chǎn)品的市場需求和生產(chǎn)特點(diǎn)來推進(jìn)智能工廠建設(shè)。

三、智能工廠對(duì)自動(dòng)化技術(shù)提出的新挑戰(zhàn)

智能工廠的出現(xiàn)和發(fā)展給自動(dòng)化技術(shù)提出了全新的挑戰(zhàn)，行業(yè)內(nèi)通常認(rèn)為智能工廠的建設(shè)過程主要有以下幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，第一，高度網(wǎng)絡(luò)化；第二，智能機(jī)械設(shè)備；第三，大數(shù)據(jù)的應(yīng)用；第四，數(shù)據(jù)分析。可見，智能工廠建設(shè)的全過程離不開工業(yè)軟件等多種自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用。自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用是建設(shè)智能工廠的重要基礎(chǔ)，也可將其視作為智能工廠的初級(jí)階段。隨著智能工廠的不斷推進(jìn)，會(huì)進(jìn)一步拓展自動(dòng)化產(chǎn)品市場的需求，特別是智能傳感器等設(shè)備的市場需求會(huì)大幅度增加。

除了會(huì)刺激自動(dòng)化產(chǎn)品的市場需求外，智能工廠的建設(shè)還能為自動(dòng)化產(chǎn)品的研發(fā)指明正確的發(fā)展方向，充分滿足現(xiàn)代制造業(yè)開放性的要求。智能工廠要求自動(dòng)化產(chǎn)品具有較強(qiáng)的開放性，這就說明傳統(tǒng)制造業(yè)的封閉系統(tǒng)逐漸落后。隨著云計(jì)算應(yīng)用的越來越廣泛，IT廠商的向下延伸能力不斷增強(qiáng)，從而會(huì)給網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備等產(chǎn)品的市場帶來一定的沖擊。雖然從整體上來看，市場需求會(huì)有所上升，但是那些無法充分適應(yīng)開發(fā)性需求的自動(dòng)化企業(yè)未來將難以在市場中立足。

由此可見，智能工廠的發(fā)展可以極大促進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)的研發(fā)，但同時(shí)也對(duì)那些傳統(tǒng)的、缺乏創(chuàng)新的自動(dòng)化企業(yè)提出了新的挑戰(zhàn)。

四、結(jié)語

綜上所述，智能工廠的發(fā)展是現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，智能工廠的出現(xiàn)對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的影響是雙方面的，一方面會(huì)刺激自動(dòng)化企業(yè)不斷進(jìn)行技術(shù)上的創(chuàng)新，另一方面則會(huì)將固步自封的自動(dòng)化企業(yè)淘汰出局。

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作者簡介：黃知壽（1989），男，漢族，湖南衡陽人，電氣工程師，研究方向：自動(dòng)化技術(shù)智能工廠。