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/智能制造/

智慧工厂的特点与软件系统应用（一）

前言：为推动智慧工厂的发展，《中国智造•科学管理与企业信息化建设》栏目组特邀精益生产、自动控制、信息化建设方面的资深
专家整理了关于智慧工厂的系列文章,技术实现将以案例分析方式展现，因中国工业体系完整，细分行业非常多，我们期待更多的厂
商参与本期的普及和方案整理中，除了各厂商方案的特点及功能外，我们还期望交流过程中软件公司、自动化生产设备公司、数据采
集、传感技术、PLC、大功率无线网络提供商打破壁垒，在交流中能找到自己匹配的方案和合作厂商，最终达成多行业完整、高度融
合、实用性强、低成本的解决方案!

一、智慧工厂的特点与软件系统应用
① 设备互联：能够实现设备与设备互联（M2M），通过与设备控制系统集成，以及外接传感器等方式，由SCADA（数据采集与监
控系统）实时采集设备的状态，生产完工的信息、质量信息，并通过应用RFID（无线射频技术）、条码（一维和二维）等技术，实
现生产过程的可追溯。

② 广泛应用工业软件：广泛应用MES（制造执行系统）、APS（先进生产排程）、能源管理、质量管理等工业软件，实现生产现场
的可视化和透明化。在新建工厂时，可以通过数字化工厂仿真软件，进行设备和产线布局、工厂物流、人机工程等仿真，确保工厂结
构合理。在推进数字化转型的过程中，必须确保工厂的数据安全和设备和自动化系统安全。在通过专业检测设备检出次品时，不仅要
能够自动与合格品分流，而且能够通过SPC（统计过程控制）等软件，分析出现质量问题的原因。
③ 充分结合精益生产理念：充分体现工业工程和精益生产的理念，能够实现按订单驱动，拉动式生产，尽量减少在制品库存，消除
浪费。推进智能工厂建设要充分结合企业产品和工艺特点。在研发阶段也需要大力推进标准化、模块化和系列化，奠定推进精益生产
的基础。
④ 实现柔性自动化：结合企业的产品和生产特点，持续提升生产、检测和工厂物流的自动化程度。产品品种少、生产批量大的企业
可以实现高度自动化，乃至建立黑灯工厂；小批量、多品种的企业则应当注重少人化、人机结合，不要盲目推进自动化，应当特别注
重建立智能制造单元。工厂的自动化生产线和装配线应当适当考虑冗余，避免由于关键设备故障而停线；同时，应当充分考虑如何快
速换模，能够适应多品种的混线生产。物流自动化对于实现智能工厂至关重要，企业可以通过AGV、行架式机械手、悬挂式输送链等
物流设备实现工序之间的物料传递，并配置物料超市，尽量将物料配送到线边。质量检测的自动化也非常重要，机器视觉在智能工厂
的应用将会越来越广泛。此外，还需要仔细考虑如何使用助力设备，减轻工人劳动强度。
⑤ 注重环境友好：实现绿色制造，能够及时采集设备和产线的能源消耗，实现能源高效利用。在危险和存在污染的环节，优先用机
器人替代人工，能够实现废料的回收和再利用。
⑥ 可以实现实时洞察与电子看板：从生产排产指令的下达到完工信息的反馈，实现闭环。通过建立生产指挥系统，实时洞察工厂的
生产、质量、能耗和设备状态信息，避免非计划性停机。通过建立工厂的电子看板系统，方便地洞察生产现场的状态，辅助各级管理
人员做出正确决策。
总结：仅有自动化生产线和工业机器人的工厂，还不能称为智能工厂。智能工厂不仅生产过程应实现自动化、透明化、可视化、精益
化，而且，在产品检测、质量检验和分析、生产物流等环节也应当与生产过程实现闭环集成。
一个工厂的多个车间之间也要实现信息共享、准时配送和协同作业。
智能工厂的建设充分融合了信息技术、先进制造技术、自动化技术、
通信技术和人工智能技术。每个企业在建设智能工厂时，都应该考
虑如何能够有效融合这五大领域的新兴技术，与企业的产品特点和
制造工艺紧密结合，确定自身的智能工厂推进方案。

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