探討智能制造技術和智能化工廠

劉冰 河南中原黃金冶煉廠有限責任公司

在全球化的背景下，企業面臨著空前的競爭壓力：越來越多樣化的客戶需求，越來越短的產品生命周期，越來越分散的生產單位。與此同時，客戶比以往任何時候都更加有力地決定著市場。為了保持競爭力，企業必須滿足客戶對質量越來越嚴格的要求。工廠智能化作為當前國內制造業轉型升級的重要目標，也得到了業界、學界和政府層面的廣泛認同。

一、智能制造技術的定義

將數字技術，網絡技術，制造技術和智能技術等多種技術的融入結合并且科學有效的運用到產品的設計，生產和服務當中，就是智能制造。而在不同的環境和不同的條件中可以實行正確的決策，然后完成已確定的目標以及方案的技術。首先，以關鍵技術智能化為核心，智能工廠為載體，端到端的數據流為基礎，將網絡互聯的技術為支撐，同時可以實現智能制造的周期縮短，減少資源的損耗，實現節能減排，降低運營成本，實現利潤最大化，生產效率提高，產品質量得到保證。同時智能制造以新型產業，新一代的技術條件為基礎，在產品的設計方面，生產方面，管理運營方面等各個環節都有涉及。除此之外，產品的設計，生產和后續產品服務中也具有智能化，即產品再制造的過程中具有智能化。智能制造技術是數字技術，網絡技術，智能技術，和制造技術的融合協調發展。

二、工廠應用智能制造技術的條件和挑戰

工廠要實現智能制造，首先要能處理分析信息和數據，并在此基礎上進行決策。因此工廠應該有成熟的傳感器、數字化、網絡化技術，滿足這三個基本條件，是工廠應用智能制造技術的基礎。當前工廠在應用智能制造技術方面還面臨著很多挑戰。除了缺乏專業的研發、生產、應用的人才外，很多企業自動化和信息化基礎薄弱，內部現代制造理念和生產管理方式落后，這些都不利于工廠智能制造的實現。例如：

（一）信息化系統缺失，且“孤島”效應嚴重

大部分企業當前的業務系統“孤立”現象嚴重。缺少統一的平臺來實現各業務系統之間的信息管理和信息交換，嚴重抑制工作效率，存在較大的管理風險，迫切需要先進的信息化手段解決當前問題，相對互聯網時代企業信息化技術、理念的高速發展，未能真正實現將信息化作為重要的創新驅動力。同時，對具備相應信息化管理能力的專業人才缺乏吸引和留住的長效機制。

（二）信息不透明、不準確，企業難以有效發現、管控和應對風險

由于各層級大量信息孤島的存在和統一數據標準的缺失，導致從公司層面匯總分析全企業數據的工作量大，處理過程復雜。使得分析結果在精度和時效性上都存在很大問題，使得企業難以及時有效的發現風險、管控風險。

三、智能制造技術和智能化工廠發展策略

（一）從傳統工廠到智能工廠的轉變

隨著全球經濟形勢的不斷發展，我國早已意識到智能創新與科技研發在社會發展中的重要性，并且也積極組織專家進行智能工廠的研發與建設，這個轉變是理論到實踐的漫長過程，因此需要很長一段時間進行研究與探索。因為我國民族眾多，不同地區所產生的行業和生產模式也不盡相同，對此很多傳統行業在進行智能工廠轉變中就需要花費更大的精力和人力進行調整，從而設計出符合實際生產的智能化工廠。其次，也要從管理上實現傳統工廠向智能工廠的轉變。傳統工廠主要以人為管理為主，這些管理很容易造成工作上的一些交流或信息溝通不及時等現象，而智能工廠更多的是將生產數據輸入到實際計算機中，并與設備生產與管理中產生的信息進行匯總整理，管理者只需要將生產制造數據與運營管理理念進行充分結合，就可以全方位地掌握企業的經營動向和消費者的需要數據，這對于智能工廠的發展有著非常大的推動作用。

（二）綠色智能生產系統

綠色工廠中生產系統的升級，應包括生產數據采集系統、數據處理系統以及數據管理系統等。在具體生產期間，可以依據對產品種類、復雜性的分析做到產品生產的智能化調整，在保障生產質量、品質的前提下，大幅度降低產品生產對環境的影響。例如在覆蓋全廠的DCS 過程控制系統建成投產、運行流暢的條件下，工廠可探索通過MES系統，實現對生產控制過程數據的采集、分析、數據信息的集成整合，實現生產數據信息的共享，實現進行科學動態地調度管理生產資源，及時優化和組織生產，確保生產流程暢通、工藝過程穩定，提高生產效率，保證質量，減少消耗，降低成本，提高效益，實現企業生產管理信息化、信息資源化、傳輸網絡化、管理科學化的現代企業目標。通過智能生產系統的升級，實現對工廠具體作業狀態進行全面、實時監督監控，進一步提升工廠制造的靈活性與效率性，充分踐行智能綠色工廠的發展理念。

（三）網絡化智能設備

生產設備的智能化離不開網絡化的發展，推進工廠制造模式實現高度智能的生產設備、生產設備智能化、柔性化制造方式等方面的變革。人工成本在不斷上升，工廠要想降低生產成本，就要用高度智能的生產設備來代替工作人員從事生產重復、危險的工作，員工則從事高腦力的復雜勞動。在生產設備智能化方面，生產設備要在生產網絡和系統的控制下，智能的完成校正、診斷、控制、管理、信息交換等工作。這不僅提高了生產效率，還使生產過程更加靈活、可持續。

四、結語

綜上所述，智能制造和智能工廠是時代發展下的產物，其應用的好與壞會直接影響社會我國社會的經濟發展。尤其是近幾年，在物聯網技術、人工智能能技術不斷應用的情況下，制造業的智能化建設早已成為全球討論的熱門話題。因此，在日后發展中還應該重視智能制造技術在智能工廠中的應用，更好的推動我國工業生產的智能化發展。