智能制造是實現(xiàn)整個制造業(yè)價值鏈的智能化和創(chuàng)新,,是信息化與工業(yè)化深度融合的進一步提升。智能制造融合了信息技術(shù),、先進制造技術(shù),、自動化技術(shù)和人工智能技術(shù)。智能制造包括開發(fā)智能產(chǎn)品,;應用智能裝備,;自底向上建立智能產(chǎn)線,,構(gòu)建智能車間,打造智能工廠,;踐行智能研發(fā),;形成智能物流和供應鏈體系;開展智能管理,;推進智能服務,;最終實現(xiàn)智能決策。
目前智能制造的“智能”還處于smart的層次,,智能制造系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集,、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析的能力,,能夠準確執(zhí)行指令,,能夠?qū)崿F(xiàn)閉環(huán)反饋;而智能制造的趨勢是真正實現(xiàn)“Intelligent”,,智能制造系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自主學習,、自主決策,不斷優(yōu)化,。
在智能制造的關(guān)鍵技術(shù)當中,,智能產(chǎn)品與智能服務可以幫助企業(yè)帶來商業(yè)模式的創(chuàng)新;智能裝備,、智能產(chǎn)線,、智能車間到智能工廠,可以幫助企業(yè)實現(xiàn)生產(chǎn)模式的創(chuàng)新,;智能研發(fā)、智能管理,、智能物流與供應鏈則可以幫助企業(yè)實現(xiàn)運營模式的創(chuàng)新,;而智能決策則可以幫助企業(yè)實現(xiàn)科學決策。智能制造的十項技術(shù)之間是息息相關(guān)的,,制造企業(yè)應當漸進式,、理性地推進這十項智能技術(shù)的應用。
1. 智能產(chǎn)品
智能產(chǎn)品通常包括機械,、電氣和嵌入式軟件,,具有記憶、感知,、計算和傳輸功能,。典型的智能產(chǎn)品包括智能手機、智能可穿戴設(shè)備,、無人機,、智能汽車、智能家電、智能售貨機等,,包括很多智能硬件產(chǎn)品,。智能裝備也是一種智能產(chǎn)品。企業(yè)應該思考如何在產(chǎn)品上加入智能化的單元,,提升產(chǎn)品的附加值,。
2. 智能服務
基于傳感器和物聯(lián)網(wǎng)(IoT),可以感知產(chǎn)品的狀態(tài),,從而進行預防性維修維護,,及時幫助客戶更換備品備件,甚至可以通過了解產(chǎn)品運行的狀態(tài),,幫助客戶帶來商業(yè)機會,。還可以采集產(chǎn)品運營的大數(shù)據(jù),輔助企業(yè)進行市場營銷的決策,。此外,,企業(yè)通過開發(fā)面向客戶服務的APP,也是一種智能服務的手段,,可以針對企業(yè)購買的產(chǎn)品提供有針對性的服務,,從而鎖定用戶,開展服務營銷,。
3. 智能裝備
據(jù)羿戓制造所了解,,制造裝備經(jīng)歷了機械裝備到數(shù)控裝備,目前正在逐步發(fā)展為智能裝備,。智能裝備具有檢測功能,,可以實現(xiàn)在機檢測,從而補償加工誤差,,提高加工精度,,還可以對熱變形進行補償。以往一些精密裝備對環(huán)境的要求很高,,現(xiàn)在由于有了閉環(huán)的檢測與補償,,可以降低對環(huán)境的要求。
4. 智能產(chǎn)線
很多行業(yè)的企業(yè)高度依賴自動化生產(chǎn)線,,比如鋼鐵,、化工、制藥,、食品飲料,、煙草、芯片制造,、電子組裝,、汽車整車和零部件制造等,,實現(xiàn)自動化的加工、裝配和檢測,,一些機械標準件生產(chǎn)也應用了自動化生產(chǎn)線,,比如軸承。但是,,裝備制造企業(yè)目前還是以離散制造為主,。很多企業(yè)的技術(shù)改造重點,就是建立自動化生產(chǎn)線,、裝配線和檢測線,。美國波音公司的飛機總裝廠已建立了U型的脈動式總裝線。自動化生產(chǎn)線可以分為剛性自動化生產(chǎn)線和柔性自動化生產(chǎn)線,,柔性自動化生產(chǎn)線一般建立了緩沖,。為了提高生產(chǎn)效率,工業(yè)機器人,、吊掛系統(tǒng)在自動化生產(chǎn)線上應用越來越廣泛,。
5. 智能車間
一個車間通常有多條生產(chǎn)線,這些生產(chǎn)線要么生產(chǎn)相似零件或產(chǎn)品,,要么有上下游的裝配關(guān)系,。要實現(xiàn)車間的智能化,需要對生產(chǎn)狀況,、設(shè)備狀態(tài),、能源消耗、生產(chǎn)質(zhì)量,、物料消耗等信息進行實時采集和分析,,進行高效排產(chǎn)和合理排班,顯著提高設(shè)備利用率(OEE),。因此,,無論什么制造行業(yè),制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)成為企業(yè)的必然選擇,。
6. 智能工廠
一個工廠通常由多個車間組成,大型企業(yè)有多個工廠,。作為智能工廠,,不僅生產(chǎn)過程應實現(xiàn)自動化、透明化,、可視化,、精益化,同時,,產(chǎn)品檢測,、質(zhì)量檢驗和分析,、生產(chǎn)物流也應當與生產(chǎn)過程實現(xiàn)閉環(huán)集成。一個工廠的多個車間之間要實現(xiàn)信息共享,、準時配送,、協(xié)同作業(yè)。一些離散制造企業(yè)也建立了類似流程制造企業(yè)那樣的生產(chǎn)指揮中心,,對整個工廠進行指揮和調(diào)度,,及時發(fā)現(xiàn)和解決突發(fā)問題,這也是智能工廠的重要標志,。智能工廠必須依賴無縫集成的信息系統(tǒng)支撐,,主要包括PLM、ERP,、CRM,、SCM和MES五大核心系統(tǒng)。大型企業(yè)的智能工廠需要應用ERP系統(tǒng)制定多個車間的生產(chǎn)計劃(ProducTIon planning),,并由MES系統(tǒng)根據(jù)各個車間的生產(chǎn)計劃進行詳細排產(chǎn)(producTIon scheduling),,MES排產(chǎn)的力度是天、小時,,甚至分鐘,。
7. 智能研發(fā)
離散制造企業(yè)在產(chǎn)品研發(fā)方面,已經(jīng)應用了CAD/CAM/CAE/CAPP/EDA等工具軟件和PDM/PLM系統(tǒng),,但是很多企業(yè)應用這些軟件的水平并不高,。企業(yè)要開發(fā)智能產(chǎn)品,需要機電軟多學科的協(xié)同配合,;要縮短產(chǎn)品研發(fā)周期,,需要深入應用仿真技術(shù),建立虛擬數(shù)字化樣機,,實現(xiàn)多學科仿真,,通過仿真減少實物試驗;需要貫徹標準化,、系列化,、模塊化的思想,以支持大批量客戶定制或產(chǎn)品個性化定制,;需要將仿真技術(shù)與試驗管理結(jié)合起來,,以提高仿真結(jié)果的置信度。流程制造企業(yè)已開始應用PLM系統(tǒng)實現(xiàn)工藝管理和配方管理,,LIMS(實驗室信息管理系統(tǒng))系統(tǒng)比較廣泛,。
8. 智能管理
制造企業(yè)核心的運營管理系統(tǒng)還包括人力資產(chǎn)管理系統(tǒng)(HCM)、客戶關(guān)系管理系統(tǒng)(CRM),、企業(yè)資產(chǎn)管理系統(tǒng)(EAM),、能源管理系統(tǒng)(EMS),、供應商關(guān)系管理系統(tǒng)(SRM)、企業(yè)門戶(EP),、業(yè)務流程管理系統(tǒng)(BPM)等,,國內(nèi)企業(yè)也把辦公自動化(OA)作為一個核心信息系統(tǒng)。為了統(tǒng)一管理企業(yè)的核心主數(shù)據(jù),,近年來主數(shù)據(jù)管理(MDM)也在大型企業(yè)開始部署應用,。實現(xiàn)智能管理和智能決策,最重要的條件是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)準確和主要信息系統(tǒng)無縫集成,。
9. 智能物流與供應鏈
制造企業(yè)內(nèi)部的采購,、生產(chǎn)、銷售流程都伴隨著物料的流動,,因此,,越來越多的制造企業(yè)在重視生產(chǎn)自動化的同時,也越來越重視物流自動化,,自動化立體倉庫,、無人引導小車(AGV)、智能吊掛系統(tǒng)得到了廣泛的應用,;而在制造企業(yè)和物流企業(yè)的物流中心,,智能分揀系統(tǒng)、堆垛機器人,、自動輥道系統(tǒng)的應用日趨普及,。WMS(Warehouse Management System,倉儲管理系統(tǒng))和TMS(Transport Management System,,運輸管理系統(tǒng))也受到制造企業(yè)和物流企業(yè)的普遍關(guān)注,。
10. 智能決策
企業(yè)在運營過程中,產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù),。一方面是來自各個業(yè)務部門和業(yè)務系統(tǒng)產(chǎn)生的核心業(yè)務數(shù)據(jù),,比如與合同、回款,、費用,、庫存、現(xiàn)金,、產(chǎn)品,、客戶、投資,、設(shè)備、產(chǎn)量,、交貨期等數(shù)據(jù),,這些數(shù)據(jù)一般是結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù),,可以進行多維度的分析和預測,這就是BI(Business Intelligence,,業(yè)務智能)技術(shù)的范疇,,也被稱為管理駕駛艙或決策支持系統(tǒng)。同時,,企業(yè)可以應用這些數(shù)據(jù)提煉出企業(yè)的KPI,,并與預設(shè)的目標進行對比,同時,,對KPI進行層層分解,,來對干部和員工進行考核,這就是EPM(Enterprise Performance Management,,企業(yè)績效管理)的范疇,。從技術(shù)角度來看,內(nèi)存計算是BI的重要支撐,。