智能制造系統(tǒng)解決專業(yè)方案和智能工廠發(fā)展趨勢

智能制造系統(tǒng)處理方案和智能工廠發(fā)展趨勢目前，中國大多數(shù)企業(yè)、行業(yè)智能制造系統(tǒng)全部還處于局部應用階段，只有少數(shù)大企業(yè)單項業(yè)務信息技術(shù)覆蓋面較高，關(guān)鍵業(yè)務步驟應用系統(tǒng)之間實現(xiàn)了一定協(xié)同和集成。從制造企業(yè)生產(chǎn)力水平來看，大量企業(yè)處于工業(yè)2.0要補課，有些企業(yè)處于工業(yè)3.0待普及，有部分企業(yè)處于工業(yè)4.0要示范。

智能制造系統(tǒng)處理方案發(fā)展趨勢

據(jù)行業(yè)專業(yè)人士分析，以后中國智能制造系統(tǒng)處理方案將面臨三大發(fā)展趨勢。

第一大趨勢：智能制造是一項系統(tǒng)性工程，系統(tǒng)處理方案領(lǐng)域合作將愈加活躍。

智能制造發(fā)展含有復雜性、系統(tǒng)性，包含設計、生產(chǎn)、物流、銷售、服務等產(chǎn)品全生命周期，包含實施設備層、控制層、管理層、企業(yè)層、云服務層、網(wǎng)絡層等企業(yè)系統(tǒng)架構(gòu)，需要實現(xiàn)橫向集成、縱向集成和端到端集成。限于資金投入不足、技術(shù)研發(fā)周期較長和工藝壁壘等原因，單個系統(tǒng)處理方案商極難滿足各個細分行業(yè)智能制造發(fā)展需要，企業(yè)間將不停加強協(xié)同創(chuàng)新，以強化智能制造系統(tǒng)處理方案供給能力。

第二大趨勢：智能制造系統(tǒng)架構(gòu)將深入完善，工業(yè)軟件領(lǐng)域集成和發(fā)展將成為關(guān)鍵。

從企業(yè)系統(tǒng)架構(gòu)來看，中國現(xiàn)在還沒有出現(xiàn)能夠打通整個架構(gòu)體系智能制造處理方案商，但伴隨技術(shù)水平不停進步，系統(tǒng)處理方案提供商將不停完善架構(gòu)體系。智能制造系統(tǒng)處理方案關(guān)鍵依靠于軟硬件產(chǎn)品及系統(tǒng)，實現(xiàn)制造要素和資源相互識別、實時交互、信息集成。從硬件層面來看，基于成本大幅降低現(xiàn)實需要，硬件中通用性強部分將日趨模塊化、標準化發(fā)展。從軟件層面來看，工業(yè)軟件存在于智能制造每個角落，智能制造處理方案將愈加倚重于和硬件層關(guān)系親密軟件部分（SFC、MES、ERP、PLM）集成和發(fā)展，其中MES是軟件層中最關(guān)鍵部分。

中國智能工廠發(fā)展趨勢分析

目前，智能制造熱度高企，石化、鋼鐵、機械裝備制造、汽車制造、航空航天、飛機制造等行業(yè)紛紛開始探索建設智能工廠。《中國制造2025》明確提出要推進制造過程智能化，在關(guān)鍵領(lǐng)域試點建設智能工廠/數(shù)字化車間，這必將加速智能工廠在工業(yè)行業(yè)領(lǐng)域應用推廣。估計未來3-5年，全國將涌現(xiàn)出一批智能工廠。

智能工廠內(nèi)涵及建設關(guān)鍵

智能工廠是實現(xiàn)智能制造關(guān)鍵載體，關(guān)鍵經(jīng)過構(gòu)建智能化生產(chǎn)系統(tǒng)、網(wǎng)絡化分布生產(chǎn)設施，實現(xiàn)生產(chǎn)過程智能化。企業(yè)基于CPS和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建智能工廠原型，關(guān)鍵包含物理層、信息層、大數(shù)據(jù)層、工業(yè)云層、決議層。其中，物理層包含工廠內(nèi)不一樣層級硬件設備，從最小嵌入設備和基礎(chǔ)元器件開始，到感知設備、制造設備、制造單元和生產(chǎn)線，相互間均實現(xiàn)互聯(lián)互通。以此為基礎(chǔ)，構(gòu)建了一個“可測可控、可產(chǎn)可管”縱向集成環(huán)境。信息層涵蓋企業(yè)經(jīng)營業(yè)務各個步驟，包含研發(fā)設計、生產(chǎn)制造、營銷服務、物流配送等各類經(jīng)營管理活動，和由此產(chǎn)生眾創(chuàng)、個性化定制、電子商務、可視追蹤等相關(guān)業(yè)務。在此基礎(chǔ)上，形成了企業(yè)內(nèi)部價值鏈橫向集成環(huán)境，實現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息流通和交換。

縱向集成和橫向集成均以CPS和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，產(chǎn)品、設備、制造單元、生產(chǎn)線、車間、工廠等制造系統(tǒng)互聯(lián)互通，及其和企業(yè)不一樣步驟業(yè)務集成統(tǒng)一，則是經(jīng)過數(shù)據(jù)應用和工業(yè)云服務實現(xiàn)，并在決議層基于產(chǎn)品、服務、設備管理支撐企業(yè)最高決議。這些共同構(gòu)建了一個智能工廠完整價值網(wǎng)絡體系，為用戶提供端到端處理方案。

因為產(chǎn)品制造工藝過程顯著差異，離散制造業(yè)和步驟制造業(yè)在智能工廠建設關(guān)鍵內(nèi)容有所不一樣。對于離散制造業(yè)而言，產(chǎn)品往往由多個零部件經(jīng)過一系列不連續(xù)工序裝配而成，其過程包含很多改變和不確定原因，在一定程度上增加了離散型制造生產(chǎn)組織難度和配套復雜性。企業(yè)常常根據(jù)關(guān)鍵工藝步驟安排生產(chǎn)設備位置，以使物料傳輸距離最小。面向訂單離散型制造企業(yè)含有多品種、小批量特點，其工藝路線和設備使用較靈活，所以，離散制造型企業(yè)愈加重視生產(chǎn)柔性，其智能工廠建設關(guān)鍵是智能制造生產(chǎn)線。

智能工廠關(guān)鍵建設模式

因為各個行業(yè)生產(chǎn)步驟不一樣，加上各個行業(yè)智能化情況不一樣，智能工廠有以下多個不一樣建設模式。

第一個模式是從生產(chǎn)過程數(shù)字化到智能工廠。在石化、鋼鐵、冶金、建材、紡織、造紙、醫(yī)藥、食品等步驟制造領(lǐng)域，企業(yè)發(fā)展智能制造內(nèi)在動力在于產(chǎn)品品質(zhì)可控，側(cè)重從生產(chǎn)數(shù)字化建設起步，基于品控需求從產(chǎn)品末端控制向全步驟控制轉(zhuǎn)變。

第二種模式是從智能制造生產(chǎn)單元（裝備和產(chǎn)品）到智能工廠。在機械、汽車、航空、船舶、輕工、家用電器和電子信息等離散制造領(lǐng)域，企業(yè)發(fā)展智能制造關(guān)鍵目標是拓展產(chǎn)品價值空間，側(cè)重從單臺設備自動化和產(chǎn)品智能化入手，基于生產(chǎn)效率和產(chǎn)品效能提升實現(xiàn)價值增加。

第三種模式是從個性化定制到互聯(lián)工廠。在家電、服裝、家居等距離用戶最近消費品制造領(lǐng)域，企業(yè)發(fā)展智能制造關(guān)鍵在于充足滿足消費者多元化需求同時實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟生產(chǎn)，側(cè)重經(jīng)過互聯(lián)網(wǎng)平臺開展大規(guī)模個性定制模式創(chuàng)新。

智能工廠發(fā)展關(guān)鍵步驟

伴隨未來智能工廠發(fā)展浪潮迫近。未來，將有多個行業(yè)或領(lǐng)域迎來發(fā)展高潮。

首先是虛擬仿真設計。伴隨三維數(shù)字化技術(shù)發(fā)展，傳統(tǒng)以經(jīng)驗為主模擬設計模式逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榛谌S建模和仿真虛擬設計模式，使未來智能工廠能夠經(jīng)過三維數(shù)字建模、工藝虛擬仿真、三維可視化工藝現(xiàn)場應用，避免傳統(tǒng)“三維設計模型→二維紙質(zhì)圖紙→三維工藝模型”研制過程中信息傳輸鏈條斷裂，摒棄二維、三維之間轉(zhuǎn)換，提升產(chǎn)品研發(fā)設計效率，確保產(chǎn)品研發(fā)設計質(zhì)量。

未來中國應著重突破MBD技術(shù)、物理仿真引擎系統(tǒng)架構(gòu)、仿真模型三個步驟。

其次是網(wǎng)絡化智能設備。生產(chǎn)設備智能化程度將在網(wǎng)絡化條件下得到快速提升，傳統(tǒng)制造模式出現(xiàn)顛覆性變革，具體表現(xiàn)高度密集生產(chǎn)設備、生產(chǎn)設備智能化和柔性化制造方法這三個方面。

再次是模塊化定制生產(chǎn)。多批次、小產(chǎn)量生產(chǎn)盈利能力在模塊化生產(chǎn)方法下逐步得到提升，產(chǎn)品日益滿足消費