参观智能工厂

最近参观了一个以XXX技术为核心的智能工厂（把技术提供方隐去，是因为我不知道这些技术来源是公开的还是秘密的，是瓦森纳协定限制的还是不限制的，所以暂且假定是限制的），工厂包括六个核心模块：设备互联、计划排程、生产协同、资源优化、质量控制、决策支持。

工厂是在前期实施的CAD、PDM、MES 、ERP、WMS系统基础上，实现了设备互联互通，数据自动采集，车间作业计划自动排程，生产实时进度跟踪反馈，现场物料消耗和质量问题实时监控。

其中采用XXX技术和标准的设备互联互通是技术亮点，大幅提升了工厂对生产现场的控制能力。其实这个技术的核心是基于中央控制系统、路由器、传感器、嵌入式终端系统、PLC控制器、RFID等等构成的工业总线，对我们大多数企业来讲，硬件技术没难点，关键是工业互联网的标准和程序有困难。

设备互联互通主要包括以下模块：

1、所有设备均安置有自动数据采集传感器，实现生产过程自动数据采集（包括数字和图像）。

2、所有设备均用工业互联网实现网络化分布式通讯，实现集中控制。

3、生产流程和工艺程序在中央控制系统的数据库集中管理：现场可以通过工业互联网，直接调用和浏览NC、TXT、DOC、BMP、PDF、 Autocad、Solidworks、CATIA、PRO/E、UG等多种数据文件，对CATIA PRO/E、UG等三维图形文件能直接进行缩放、旋转、平移、剖切。中央控制系统对生产流程和工艺程序实行权限管理、流程管理和版本管理。

4、全厂可以实现虚拟化制造：在计算机系统上可以模拟全部制造过程，将生产流程和工艺流程中可能出现问题在虚拟制造环境中发现，最大程度避免真实制造时出现问题。

5、实现了全厂的智能化数据采集：通过安置在设备关键节点的各种数据采集传感器，实现了制作过程的实时、准确、客观、自动的数据采集，并对不同设备进行实时动态监控。通过采集设备实时数据，提供设备的状态监视，对设备产线停机时间进行自动统计，对设备效率进行计算和分析。对设备的报警进行监视和闭环管控，通过发送短信等方式对维保人员进行提醒。

6、对生产过程的所有关键生产工艺参数进行实时监测和动态预警：通过工业互联网对熔炼、压铸、热处理、机加工、组装、总装、测试、检测、实验、涂装、X光机、超声、图像识别系统等数字化设备进行采集与管理，包括采集设备基本状态、各类工艺过程数据进行实时监测、动态预警和过程记录分析等功能。

至于计划排程，没有亮点，采用的是约束算法，具有按交货期、精益生产、生产周期、最优库存、同一类产品优先、已投产订单优先等多种排产方式。不过计划排程模块的图形化的界面非常形象直观，通过手工拖拽就可调整计划，易于掌握和使用。

生产协同用的仍然是PDCA循环模型，协同工具用的是PERT网络优化调度算法。

资源最优配置，用的是线性规划模型+马尔科夫库存管理模型。

质量管理是通过生产全流程的数据采集，分析质量问题，找到降低制造成本的质量问题，把质量控制由事后检验转为事前预防（操作指示、防呆防错）、事中控制（质量判定、质量传票、不合格流程管理），事后分析，把质量管理前置。

决策支持模块比较简单，其实就是生产过程的数据统计，报表分析，为PDCA循环提供实时的生产计划制订数据、计划执行数据、质量情况、成本数据、库存数据等。这些数据可以在工厂现场的专用移动设备调用，让各级管理者对现场生产情况、设备运行情况、质量情况和成本情况能够实时掌握，对异常情况能够实时处理。

整个系统是可视化的，通过现场PC终端、目视化电子看板、移动终端，动态显示生产线及各工段运行状态，实时显示生产流程的产能、设备状况、质量、成本、工艺合格率和物料供应等信息，动态提示现场各种异常信息（工人，物料、设备、工艺、质量），显示现场的视频信息。通过各种可视化工具实现生产现场的透明化管理。

上述系统实现了：

（1）、实时了解核心设备运行状态、生产型号、数量、在制品、质量状态等。

（2）、对全厂生产流程核心数据的了解由0.5小时缩减至 1分钟。

（3）、对全厂生产数据的分析由1小时缩减至5分钟。

（4）、同样设备下，生产效率提高30%，并且能够完全应对订单不规律，例如紧急插单，小批量订单等等。

我参观的感受就是智能工厂的基础就是工业互联网+传感器阵列+中央处理系统。

具体说就是智能工厂是管理信息系统（包括CAD，PDM，ERP或SCM，WMS，DMS，MES或APS等等）+工业互联网+互联互通设备+传感器阵列+分布式控制系统+高速数据通讯系统+校验系统+现场信息终端（主要是无线）等集成的系统。

系统的产品信息来自PDM系统，生产计划信息来自ERP（或SCM），订单信息来自DMS系统，生产装配指令信息来自MES（或APS），库存数据来自于WMS。

实现了设计与生产同步优化，逐步逼近。设计与生产可以共享数据。　　

显然上述系统在老工厂基本没有可能实现。因为老工厂的信息系统太落后，设备也不具备联网功能（大多数设备没有通讯接口、仪表都是模拟的）。

管理信息系统有一个中央数据库，包括三类数据：

（1）、产品数据：包括设计、建模、工艺、加工、测试、维护、产品结构、零部件配置关系、变更记录等数据。这些数据是定制化生产和产品升级的基础。

（2）、运营数据：包括订单、销售、计划排程、设备状况、产能、工艺完成率、计划完成率、成本、质量、采购、库存、目标计划、物流配送等数据。这些数据是提升运营效率的基础。

（3）、供应链数据：包括客户、供应商、合作伙伴的订单、合同、协作、质量、应付应收款等数据。这是组织企业打群架的基础。　

这个智能化工厂建设期为六年。首先是用两年时间制定工厂的信息系统集成标准和操作规范，建立任务清单和改造目录，制定出工业总线标准和框架，并初步搭建完成，然后将管理系信息核心系统（是一个ERP）进行升级，把SCM、MES、DMS、WMS等等应用系统通过总线与核心系统联网。然后用两年时间完成全面预算系统与上述系统的集成（包括ERP，SCM，WMS，DMS，MES），然后进行业务流程集成整合，全系统联调，测试，试运行，同时建立BOM平台和会商平台，图形图像演示终端。

在智能工厂集成应用这个环节，我们与美国德国差距不大。因为他们也刚起步，刚应用。当然在智能工厂核心技术上，例如工业互联网技术上，我们差距很大，我们基本还在做书面文件翻译工作（美其名跟踪前沿）。至于工厂需要的传感器阵列，我们基本还无法生产，大多数高端数字化仪器仪表，我们也无法生产，高端数控系统，目前我们也无法生产。所以追赶的路还还长得很。

这是一个军工厂，所以细节没法说更多。