人工智能+工業(yè)

第5章人工智能＋工業(yè):高效、安全、便捷化隨著人工智能技術的進一步發(fā)展，人工智能和工業(yè)的結合也受到了各國政府的高度重視，建設智能工廠成為各工業(yè)企業(yè)的緊急任務。在經(jīng)過蒸汽技術革命、電力技術革命、計算機及信息技術革命三次工業(yè)革命后，人工智能將帶來全新的第四次工業(yè)革命，實現(xiàn)高效、安全、便捷化的“人工智能＋工業(yè)”。第5章人工智能＋工業(yè):高效、安全、便捷化5.1人工智能與工業(yè)4.05.2建設智能工廠的五大策略5.3工業(yè)4.0時代的智能工廠5.1人工智能與工業(yè)4.0在德國政府《德國2020高技術戰(zhàn)略》中，一個名為“工業(yè)4.0”的項目引起了各國政府的重視。工業(yè)4.0聚焦于制造業(yè)的智能化水平，以建立智能工廠為目標。中國和德國在推進工業(yè)4.0落地方面取得了高度一致，雙方簽訂的《中德合作行動綱要》重點強調(diào)了數(shù)字化在工業(yè)4.0中的作用。在這種背景下，人工智能在工業(yè)中的積極推進就顯得極為重要。人工智能技術在機械手臂、機器視覺和大數(shù)據(jù)上的突破，為現(xiàn)代工業(yè)的制造、安檢和銷售等各方面帶來創(chuàng)新，在不久的將來一定能實現(xiàn)建立智能工廠的目標。5.1.1工業(yè)4.0即智能制造工業(yè)4.0戰(zhàn)略的組成工業(yè)4.0的主旨是在現(xiàn)代通信技術和網(wǎng)絡技術的幫助下，將制造業(yè)向智能化轉型。換句話說，工業(yè)4.0即智能制造。工業(yè)4.0戰(zhàn)略有兩個重要的組成部分，即智能工廠和智能生產(chǎn)，如圖5-1所示。5.1.1工業(yè)4.0即智能制造智能制造示意圖智能工廠面向的是傳統(tǒng)工廠的智能化轉型問題，重點研究建設智能化的新型生產(chǎn)系統(tǒng)和過程，以及生產(chǎn)設施的智能化更新和分布。智能生產(chǎn)研究的重點則是工廠在生產(chǎn)過程中如何運用新技術實現(xiàn)生產(chǎn)效率的最大化。工業(yè)4.0提出的智能制造是一種新的生產(chǎn)模式，是信息技術與制造技術的深度融合與集成，如圖5-2所示。5.1.1工業(yè)4.0即智能制造工業(yè)4.0有以下四個方面的特點，如圖5-3所示。5.1.1工業(yè)4.0即智能制造工業(yè)4.0有以下四個方面的特點（1）生產(chǎn)智能化利用人工智能信息網(wǎng)絡，智能工廠的生產(chǎn)通信將變得更加流暢，生產(chǎn)速度大大加快。（2）設備智能化在人工智能技術的幫助下，工廠的生產(chǎn)設備能夠自動判別生產(chǎn)環(huán)境，對生產(chǎn)過程進行調(diào)節(jié)。（3）能源管理智能化具有無障礙的通信系統(tǒng)，工廠中的電力系統(tǒng)、樓宇控制系統(tǒng)、電力微機綜合保護系統(tǒng)等都能實現(xiàn)智能化，做到能源的最優(yōu)分配。（4）供應鏈管理智能化智能制造是一個完全整合的系統(tǒng)，從原料的配送到產(chǎn)品的運輸，供應鏈的管理會從全局考慮，統(tǒng)籌安排更加合理的管理體系。5.1.2機械手臂與工業(yè)制造:產(chǎn)品制造高效統(tǒng)一在大型產(chǎn)品的工業(yè)生產(chǎn)中（如汽車制造行業(yè)），機械手臂的應用已經(jīng)十分普遍。但是，隨著工業(yè)生產(chǎn)對自動化的需求越來，越大，機械手臂也開始逐漸進入小型加工行業(yè)。小型加工行業(yè)的原料和產(chǎn)品的重量相對較輕，不強調(diào)機械手臂的舉重能力，更重視機械手臂的細致操作能力。因此，機械手臂的小型化和智能化成了必然趨勢。5.1.2機械手臂與工業(yè)制造:產(chǎn)品制造高效統(tǒng)一（1）小型化機械手臂的小型化不只是其外觀的尺寸要縮小，其活動半徑也要縮小。機械手臂的尺寸和操作半徑越小，越有利于實現(xiàn)生產(chǎn)線的密集部署。傳統(tǒng)的機械手臂尺寸比生產(chǎn)工人大得多，再加上要為機械手臂保留一定的安全空間，工廠引入機械手臂時不僅不能實現(xiàn)密集部署，甚至還需要投入更多成本去重新設計生產(chǎn)線。當機械手臂小型化后，工廠就不再需要增加成本修改現(xiàn)有生產(chǎn)線以適應機械手臂，可直接用機械手臂代替生產(chǎn)工人進行流水作業(yè)，從而提高生產(chǎn)效率。5.1.2機械手臂與工業(yè)制造:產(chǎn)品制造高效統(tǒng)一（2）智能化人工智能機械手臂的智能化依靠的是智能力覺傳感器和視覺傳感器。在一些精細化的機床加工生產(chǎn)中，人類可根據(jù)觸感和視覺等靈活調(diào)整加工程序，人工智能技術的入駐將幫助機械手臂實現(xiàn)這種操作。通過對工人操作流程的深度學習，人工智能機械手臂對加工的應對方案儲備充分的知識。當智能傳感設備收集到材料的特性時，人工智能軟件將指導機械手臂進行定點的精細化操作。越疆科技公司研發(fā)的Dobot就是一個集小型化和智能化于一體的機械手臂。Dobot只有臺燈大小，是典型的桌面級設備，符合小型工業(yè)對機械手臂的要求。通過應用程序控制，Dobot既能實現(xiàn)傳統(tǒng)機械手臂的夾持、吸取等動作，又能實現(xiàn)精細復雜的操作（Dobot的最大精度定位為0.2毫米），甚至能夠用于雕刻、繪畫等。Dobot已經(jīng)和眾多廠商進行了合作:Dobot曾和美國最大的揚聲器廠家之一BOSE合作測試揚聲器設備的反復按鍵質量，也曾參與華為手機、平板電腦等的顯示屏盲點測試，還和周大福珠寶合作完成了金飾自動稱重的工作等。機械手臂本身就可在程序的指令下進行精準作業(yè)，人工智能技術和傳統(tǒng)機械手臂的結合賦予其更加靈活的操作能力，其精準作業(yè)的特性可以發(fā)揮到極致，在實現(xiàn)高效統(tǒng)一的工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)上具有十分重要的作用。5.1.3機器視覺與工業(yè)安檢:生產(chǎn)環(huán)境更安全機器視覺也被稱為“自動化的眼睛”，在工業(yè)生產(chǎn)中具有非常重要的作用。與其他感覺方式相比，視覺無須和被觀察的對象接觸，因此對觀察者和被觀察者都不會產(chǎn)生傷害，十分安全。這也是機器視覺得到廣泛應用的最重要的原因。5.1.3機器視覺與工業(yè)安檢:生產(chǎn)環(huán)境更安全和人眼相比，機器視覺具有許多優(yōu)點，如表5-1所示。5.1.3機器視覺與工業(yè)安檢:生產(chǎn)環(huán)境更安全由表5-1可見，機器視覺可以探測到如紅外線、超聲波等人類觀察不到的信號，而且無須休息，可以實現(xiàn)24小時觀測，這對環(huán)境較為惡劣的工業(yè)生產(chǎn)來說具有非常明顯的優(yōu)勢。因此，機器視覺在工廠中有很高的經(jīng)濟效益。5.1.3機器視覺與工業(yè)安檢:生產(chǎn)環(huán)境更安全機器視覺可以利用人工智能的機器學習技術，加強對工廠環(huán)境的檢測。通過機器學習技術，機器視覺可以充分感知各種條件下的不安全環(huán)境和安全環(huán)境之間的差別，提高工廠環(huán)境的安全性。機器視覺在工業(yè)安檢方面的應用有以下三個具體案例，如圖5-4所示。5.1.3機器視覺與工業(yè)安檢:生產(chǎn)環(huán)境更安全（1）精準識別工廠員工大多數(shù)工廠對進入工作區(qū)的人員的管控很嚴格。傳統(tǒng)的解決辦法是監(jiān)控攝像頭和門房人員配合，但不能完全消除隱患。如果利用機器視覺對進入工廠的人員進行全方位監(jiān)控，就能實現(xiàn)高精度的面部識別，杜絕閑雜人等混入工廠中。（2）消防安全利用機器視覺對紅外線、溫度等數(shù)據(jù)進行檢測，可實現(xiàn)對火災等隱患提前預警，減少事故的發(fā)生。（3）電氣安全工廠工作環(huán)境中的用電安全同樣重要。機器視覺可以檢測全廠的電路情況，防止電路出現(xiàn)過載、短路等現(xiàn)象。5.1.4人工智能與工業(yè)產(chǎn)品銷售:優(yōu)化營銷精準度德國工業(yè)4.0明確指出，由于各種智能設備的進入和信息化進程的推進，工業(yè)將產(chǎn)生各種各樣的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)就是工業(yè)4.0的核心，是其區(qū)別于傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)體系的最根本的特征。這些數(shù)據(jù)可運用于工業(yè)產(chǎn)品銷售方面，起到精準營銷的作用。利用人工智能的深度學習，工業(yè)大數(shù)據(jù)的分析會變得越來越精準，能夠深度挖掘消費者的需求，促進生產(chǎn)部門不斷改進產(chǎn)品。與單純的大數(shù)據(jù)分析營銷相比，人工智能背后的大數(shù)據(jù)營銷更加注重“智能”。人工智能技術的深度學習能力將供應鏈、物流倉儲和生產(chǎn)制造三個方面的數(shù)據(jù)進行結合分析，為營銷人員提供了更好的決策參考。在工業(yè)4.0時代，工業(yè)企業(yè)的數(shù)據(jù)會隨著智能化進程的推進以爆炸式速度增長。這也給人工智能的營銷決策提供了學習分析的大數(shù)據(jù)土壤。隨著人工智能營銷技術的更新迭代，工業(yè)企業(yè)的營銷能力也會得到極大的提升。5.2建設智能工廠的五大策略隨著工業(yè)4.0的提出，“智能工廠”的概念也得到了人們的廣泛認可。一方面，人工勞動力成本日益增加，企業(yè)招工困難；另一方面，人工智能等新興技術的出現(xiàn)為各大企業(yè)推進智能工廠建設提供了良好的技術支撐，一時間各大工廠紛紛尋求轉型升級。但是，如何才能建設真正的智能工廠呢？本節(jié)將從五大策略出發(fā)，詳述建設智能工廠的有效措施。5.2.1結合核心價值鏈與信息化落地在建設智能工廠的問題上，首先要搞清楚建設智能工廠最關鍵的因素是什么。良信電氣副總吳煜曾經(jīng)表示，在邁向工業(yè)4.0的過程中，企業(yè)要關注的關鍵因素是質量。“質量”不僅僅是指最簡單的產(chǎn)品質量，更重要的是打造健全的全價值鏈質量平臺，實現(xiàn)平臺信息化。企業(yè)信息化能夠充分提升企業(yè)的競爭力，是建設智能工廠最重要的部分。企業(yè)信息化涉及的主要領域有四個部分，包括企業(yè)資源規(guī)劃（ERP）、供應鏈管理（SCM）、客戶關系管理（CRM）和產(chǎn)品生命周期管理（PLM）。因此，打造全面信息化的智能工廠，需要將ERP、SCM、CRM、PLM等信息化系統(tǒng)的管理體系做到固化落地，消除信息孤島。5.2.1結合核心價值鏈與信息化落地通過企業(yè)信息化，能夠實現(xiàn)智能工廠以下五個方面的目標，如圖5-5所示。5.2.1結合核心價值鏈與信息化落地（1）產(chǎn)品智能化通過打通PLM和其他多個系統(tǒng)，實現(xiàn)協(xié)同設計，將產(chǎn)品生命周期中的各個過程轉換成結構化的數(shù)據(jù)和文檔，輸入系統(tǒng)的數(shù)據(jù)長期有效，便于實現(xiàn)系統(tǒng)自動化設計。（2）生產(chǎn)方式智能化在生產(chǎn)過程中利用ERP等系統(tǒng)進行管控，打開生產(chǎn)過程中的“黑箱”，實現(xiàn)生產(chǎn)過程透明化、可追溯等目標。（3）物流智能化利用SCM系統(tǒng)進行統(tǒng)籌管理，減少線邊庫存，提升配送響應度和配送過程的透明度。（4）設備智能化利用各個信息系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交流，實現(xiàn)對生產(chǎn)線、機械手臂等精確調(diào)控，成功實現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的自動化和智能化。（5）管理智能化各個信息系統(tǒng)之間實現(xiàn)橫向的溝通和交流后，生產(chǎn)流程和程序信息就能實現(xiàn)深度融合，為產(chǎn)品的項目管理提供更多智能決策參考。5.2.1結合核心價值鏈與信息化落地建設智能工廠的關鍵是打造全價值鏈質量平臺，實現(xiàn)信息化落地。只有打通信息化管理的壁壘，才能建立起深入到企業(yè)內(nèi)部的“智能化”體系。5.2.2建立清晰的智能工廠標準智能工廠的核心在于結合全價值鏈質量平臺，實現(xiàn)信息化落地，僅擁有自動化生產(chǎn)線和工業(yè)機器人的工廠還不能夠稱為智能工廠。智能工廠涵蓋的領域非常多，衡量一家工廠是否真的“智能”需要建立一定的標準。一般來說，智能工廠有以下五大衡量標準，如圖5-6所示。5.2.2建立清晰的智能工廠標準智能工廠的衡量標準（1）是否實現(xiàn)“車間物聯(lián)網(wǎng)”傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)中只存在設備與設備之間的通信，人與設備之間的交互還需要接觸式操作。在真正的智能工廠中，人、設備、系統(tǒng)三者之間應構建起完整的“車間物聯(lián)網(wǎng)”，實現(xiàn)智能化的交互式通信。當建立起“車間物聯(lián)網(wǎng)”后，車間內(nèi)的所有人與物都可通過物聯(lián)網(wǎng)得到連接，方便管理。5.2.2建立清晰的智能工廠標準智能工廠的衡量標準（2）是否利用大數(shù)據(jù)分析隨著工業(yè)的信息化進程加快，工廠生產(chǎn)所擁有的數(shù)據(jù)日益增多。由于生產(chǎn)設備產(chǎn)生、采集和處理的數(shù)據(jù)量與企業(yè)內(nèi)部的數(shù)據(jù)量相比要大很多，因此智能工廠能夠充分利用大數(shù)據(jù)技術對數(shù)據(jù)進行分析。在工業(yè)生產(chǎn)的過程中，設備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)每隔幾秒鐘就被收集一次。大數(shù)據(jù)技術利用這些數(shù)據(jù)能夠建立起生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)模型，與人工智能技術結合，不斷學習優(yōu)化生產(chǎn)管理過程。同時，如果在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)某處生產(chǎn)偏離了標準，系統(tǒng)就會自動發(fā)出警報。5.2.2建立清晰的智能工廠標準智能工廠的衡量標準（3）是否實現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場無人化智能工廠的基本標準是自動化生產(chǎn)，不需要人工參與。當生產(chǎn)過程出現(xiàn)問題時，生產(chǎn)設備可自行診斷和排查，一旦問題得到解決，立刻恢復自動化生產(chǎn)。（4）是否實現(xiàn)生產(chǎn)過程透明化在信息化系統(tǒng)的支撐下，智能工廠的生產(chǎn)過程能夠被全程追溯，各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)也是真實、透明的，通過人工智能系統(tǒng)可以輕松實現(xiàn)查詢與監(jiān)管。（5）是否實現(xiàn)生產(chǎn)文檔無紙化智能工廠一定是環(huán)境友好型工廠，因此目前工業(yè)企業(yè)中的眾多紙質文件（如工藝過程卡片、質量文件、零件藍圖等）就是不符合要求的。所以，智能工廠的一個重要標準就是實現(xiàn)生產(chǎn)文檔無紙化。生產(chǎn)文檔實現(xiàn)無紙化管理，不僅減少了紙張的浪費，還能杜絕紙質文檔查找困難的問題，大大提高了工作人員檢索文檔的效率。5.2.2建立清晰的智能工廠標準智能工廠的衡量標準（3）是否實現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場無人化智能工廠的基本標準是自動化生產(chǎn)，不需要人工參與。當生產(chǎn)過程出現(xiàn)問題時，生產(chǎn)設備可自行診斷和排查，一旦問題得到解決，立刻恢復自動化生產(chǎn)。5.2.2建立清晰的智能工廠標準智能工廠的衡量標準（4）是否實現(xiàn)生產(chǎn)過程透明化在信息化系統(tǒng)的支撐下，智能工廠的生產(chǎn)過程能夠被全程追溯，各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)也是真實、透明的，通過人工智能系統(tǒng)可以輕松實現(xiàn)查詢與監(jiān)管。5.2.2建立清晰的智能工廠標準智能工廠的衡量標準（5）是否實現(xiàn)生產(chǎn)文檔無紙化智能工廠一定是環(huán)境友好型工廠，因此目前工業(yè)企業(yè)中的眾多紙質文件（如工藝過程卡片、質量文件、零件藍圖等）就是不符合要求的。所以，智能工廠的一個重要標準就是實現(xiàn)生產(chǎn)文檔無紙化。生產(chǎn)文檔實現(xiàn)無紙化管理，不僅減少了紙張的浪費，還能杜絕紙質文檔查找困難的問題，大大提高了工作人員檢索文檔的效率。5.2.2建立清晰的智能工廠標準這些標準表明，建設智能工廠是全面、系統(tǒng)的工作，具有自身的衡量標準。只有明確智能工廠的標準，并在建設過程中一一落實，才能確立適合自身的智能企業(yè)建設方案。5.2.3建設智造單元:提高效率在建設智能工廠的過程中，建設智造單元的策略得到了大多數(shù)企業(yè)的認可。有人稱智造單元是“智能制造落地最有效的抓手”。由此可見，建設智造單元是實現(xiàn)智能工廠的必經(jīng)之路。智能工廠本身是一個非常復雜的系統(tǒng)，需要從整體上考慮。而落實到具體的生產(chǎn)線時，就需要從構建智造單元做起。智造單元從工業(yè)生產(chǎn)中的基本生產(chǎn)車間出發(fā)，將一組功能近似的設備進行整合，再通過軟件的連接形成多功能模塊集成，最后和企業(yè)的管理系統(tǒng)連接在一起，形成一體化。5.2.3建設智造單元:提高效率智造單元可以用“一個現(xiàn)場，三個軸向”來表述，如圖5-7所示。5.2.3建設智造單元:提高效率智造單元三維示意圖（1）資源軸資源軸的“資源”是抽象意義上的資源，可以是任何對象，包括員工、設備、工藝流程，也包括精神層面的企業(yè)文化。5.2.3建設智造單元:提高效率5.2.3建設智造單元:提高效率（2）管理軸管理軸是指生產(chǎn)過程中的要素管控和運行維護過程，包括對產(chǎn)品的質量、成本、性能和交付等的管理把控。5.2.3建設智造單元:提高效率5.2.3建設智造單元:提高效率（3）執(zhí)行軸執(zhí)行軸是PDCA循環(huán)（也叫戴明環(huán)，如圖5-8所示）的體現(xiàn)，即計劃（Plan）執(zhí)行（Do）、檢查（Check）、行動（Action）.5.2.3建設智造單元:提高效率智造單元實際上是一個最小的數(shù)字化工廠，本身可以實現(xiàn)多品種、少批量（單件）的產(chǎn)品生產(chǎn)。更重要的是，智造單元能夠最大程度地保護工廠的現(xiàn)有投資，即工廠既往的設備都可以被重復使用。如此，工廠的投資成本就會得到控制，對推進智能工廠的建設十分有利。智造單元是智能生態(tài)的最小單元，能夠充分組合工廠現(xiàn)有的資源和設備，在整體的智能環(huán)境下讓已有設備的功效和效率達到最大化，體現(xiàn)了智能制造的調(diào)控柔性。5.2.4加強人機配合:追求人機協(xié)同發(fā)展智能工廠的本質并不是“無人工廠”，而是在合理控制成本的前提下實現(xiàn)人機配合，滿足市場的需求。因此，在推進智能工廠的建設時，加強人機配合以追求人機協(xié)同發(fā)展的策略十分重要。在工業(yè)4.0的背景下，工業(yè)產(chǎn)品的市場需求朝著個性化的方向發(fā)展。智能工廠的人機配合形式充分利用機器人去完成重復性的工作，將人力解放出來進行創(chuàng)造性的工作，以滿足消費者的個性化需求。5.2.4加強人機配合:追求人機協(xié)同發(fā)展在智能工廠的人機配合模式上，海爾堪稱榜樣。海爾曾發(fā)布一批眾創(chuàng)洗衣機“intelius”，以智能、高科技等因素贏得了消費者的追捧。這批洗衣機由海爾的互聯(lián)工廠推出，全球50萬用戶共同參與了設計。海爾歐洲白電總經(jīng)理弗蘭克介紹說:“我們一直在與用戶交互更能滿足需求的新一代洗衣機方案，在互聯(lián)網(wǎng)上已經(jīng)吸引了50萬用戶參與眾創(chuàng)。而首批眾創(chuàng)洗衣機最終方案便是由用戶從79個模塊方案中挑選出的2個最佳組合，可以說是一個由用戶最終決定的產(chǎn)品?！边@款洗衣機之所以能夠滿足用戶的個性化定制需求，是因為海爾的互聯(lián)工廠采用了先進的智能化和信息化技術，是全球洗衣機行業(yè)最先進的互聯(lián)工廠。該工廠采用了高柔性的自動無人生產(chǎn)線，生產(chǎn)車間全程無人工操作，是徹底的“黑燈車間”。通過多種智能設備，不僅能夠實現(xiàn)生產(chǎn)設備的智能控制，還能夠為全球的消費者展現(xiàn)工廠的生產(chǎn)流程，首次實現(xiàn)了洗衣機行業(yè)的全面透明化。海爾互聯(lián)工廠的建立實現(xiàn)了對建設智能工廠的新探索。通過實現(xiàn)工廠車間的全面自動化，海爾的互聯(lián)工廠把產(chǎn)品的設計權交給消費者，加強人機的協(xié)同能力，充分體現(xiàn)了智能工廠在定制個性化產(chǎn)品上的優(yōu)勢。5.2.5培養(yǎng)科技意識:積極應用新興技術5.2.5培養(yǎng)科技意識:積極應用新興技術隨著人工智能技術的發(fā)展，智能工廠中運用的技術也一定是日新月異的。因此，企業(yè)在建設智能工廠時，要積極嘗試新興的人工智能技術，培養(yǎng)科技意識。5.2.5培養(yǎng)科技意識:積極應用新興技術運用以下技術可以更好地建設智能工廠。1）智能語音＋ERP（企業(yè)資源規(guī)劃）應用通過人工智能的智能語音喚起ERP應用，可以大大簡化諸如功能調(diào)用、信息錄入等操作。ERP延伸到與工廠設備連接時，還能夠利用語音喚起工廠設備的運行，提高生產(chǎn)效率。（2）圖像智能掃描認別利用人工智能的圖像智能掃描認別功能，可以快速生成單據(jù)和憑證，避免手工錄入，減少人工的工作負擔和錄入差錯的可能性。（3）AR技術AR（AugmentedReality，增強現(xiàn)實）技術也是值得關注的重點。利用AR技術，維修人員可以通過掃描相應的二維碼，將虛擬模型和實物模型重合在一起，同時經(jīng)過人工智能軟件的分析給出相應的維修建議，從而提高維修效率。5.2.5培養(yǎng)科技意識:積極應用新興技術總之，建設智能工廠不是一朝一夕的事情，但是已經(jīng)有實際案例在不斷探索。所以在實現(xiàn)建設智能工廠的目標上，企業(yè)必須牢牢把握住這五大策略，建設真正意義的智能工廠。5.3工業(yè)4.0時代的智能工廠在“工業(yè)4.0”被提出后，全球眾多優(yōu)秀的工業(yè)企業(yè)都紛紛開展了智能工廠的建設，并總結了許多寶貴的實踐經(jīng)驗。本節(jié)將詳細介紹在建設智能工廠過程中取得較好成績的案例，希望能夠帶給讀者一些啟發(fā)。53.1德國西門子安貝格智能工廠作為工業(yè)中的龍頭企業(yè)，西門子在建設智能工廠方面同樣處于領先地位。在西門子的安貝格工廠（ElectronicWorksAmberg，EWA）中，只有1/4的工作需要人工完成，3/4的工作都由機器和計算機自主處理。德國總理默克爾曾親臨EWA，并對這項成果表示了極大的贊賞。自建成以來，安貝格工廠的生產(chǎn)面積沒有擴大，生產(chǎn)人員的數(shù)量也沒有太大變化，但是產(chǎn)能卻提高了8倍。安貝格工廠平均每一秒就生產(chǎn)一個產(chǎn)品，產(chǎn)品的合格率高達99.9985％。無論生產(chǎn)速度，還是生產(chǎn)質量，全球沒有一家同類工廠可與之匹敵。53.1德國西門子安貝格智能工廠在安貝格工廠出色的生產(chǎn)成績背后，有以下三個重要特點，如圖5-9所示。53.1德國西門子安貝格智能工廠安貝格工廠的特點（1）全面數(shù)字化安貝格工廠的核心特點是實現(xiàn)了全面數(shù)字化，其生產(chǎn)過程是“機器控制機器的生產(chǎn)”，而這正是工業(yè)4.0所希望達到的目標。安貝格工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品是SIMATIC可編程邏輯控制器（PLC）及相關產(chǎn)品，這些產(chǎn)品本身就具有類似CPU的控制功能。利用全方位數(shù)字化，產(chǎn)品和生產(chǎn)設備之間實現(xiàn)了互聯(lián)互通，保證了生產(chǎn)過程的自動化。在安貝格工廠的生產(chǎn)線上，產(chǎn)品可以通過產(chǎn)品代碼自行控制、調(diào)節(jié)自身的制造過程。通過通信設備，產(chǎn)品可以告訴生產(chǎn)設備自身的生產(chǎn)標準是什么、下一步要進行的工序是什么。利用產(chǎn)品和生產(chǎn)設備的通信，所有生產(chǎn)流程實現(xiàn)計算機控制并不斷進行算法優(yōu)化。除了生產(chǎn)線的自動化，安貝格工廠的原料配送也實現(xiàn)了自動化和信息化。當生產(chǎn)線上需要某種物料時，系統(tǒng)會告知工作人員。工作人員通過掃描物料樣品的二維碼，將信息傳輸?shù)阶詣踊瘋}庫，物料就會被傳送帶自動傳輸?shù)缴a(chǎn)線上。在從物料配送到產(chǎn)品生產(chǎn)的整個流程中，工人所需要做的大約只占整個工作量的1/4。在全面數(shù)字化的影響下，安貝格工廠的生產(chǎn)路徑不斷優(yōu)化，生產(chǎn)效率不斷提高。53.1德國西門子安貝格智能工廠安貝格工廠的特點（2）員工不可或缺盡管工廠的生產(chǎn)流程已經(jīng)實現(xiàn)高度的數(shù)字化和自動化，但員工在安貝格工廠中依舊是不可或缺的。除了日常巡查車間，檢查自己所負責生產(chǎn)環(huán)節(jié)的進度，員工最重要的工作是不斷為工廠提出配送生產(chǎn)過程中需要改進的意見。在對安貝格工廠的生產(chǎn)力具有促進作用的各個因素中，員工提出改進意見的因素占40％，這顯然不可小覷。為了鼓勵員工不斷提出改進意見，安貝格工廠對提出了改進意見的員工發(fā)放相應的獎金。安貝格工廠曾發(fā)放了一共220萬歐元的獎金給提出意見并獲得采納的員工。53.1德國西門子安貝格智能工廠安貝格工廠的特點（3）大數(shù)據(jù)轉變?yōu)榫珳蕯?shù)據(jù)智能工廠的關鍵就是將工廠生產(chǎn)過程中不斷產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)經(jīng)過挖掘、分析和管理，讓數(shù)據(jù)變得更符合智能工廠的生產(chǎn)需要，員工也能更好地使用這些數(shù)據(jù)。安貝格工廠每天處理的數(shù)據(jù)量已經(jīng)超過了5000萬，利用人工智能的智能分析手段和分類推送給員工的方式，安貝格工廠將大數(shù)據(jù)轉變?yōu)榱司珳蕯?shù)據(jù)，讓數(shù)據(jù)變得更有用。5.3.2九江石化智能工廠九江石化是我國首批石化智能工廠的試點單位之一。盡管沒有成熟的經(jīng)驗可供借鑒，九江石化依舊在結合石化流程型企業(yè)特點和人工智能的前提下，成功打造了石化智能工廠。在中國石化總部信息化管理部組織的驗收測試中，九江石化智能工廠的各項試點建設項目均滿足了設計要求，成功達標。5.3.2九江石化智能工廠九江石化智能工廠的企業(yè)核心業(yè)務管理績效有了大幅的提升，具體表現(xiàn)在三個方面。（1）本質安全持續(xù)提升本質安全是指在設計手段的安排下，生產(chǎn)設備和生產(chǎn)系統(tǒng)本身就具有安全性，即使在員工誤操作或機器故障時也不會發(fā)生安全事故。九江石化智能工廠建成投用了人工智能生產(chǎn)管控中心和數(shù)字煉廠平臺，保證了工廠的監(jiān)管全場景覆蓋和動態(tài)數(shù)據(jù)實時交互，深化本質安全不斷提升。5.3.2九江石化智能工廠九江石化智能工廠的企業(yè)核心業(yè)務管理績效有了大幅的提升，具體表現(xiàn)在三個方面。（2）環(huán)保管理明顯進步通過人工智能數(shù)字煉廠平臺的應用，九江石化工廠的生產(chǎn)工藝不斷進步，形成了綠色、高效、可持續(xù)發(fā)展的生產(chǎn)工藝流程，工廠的環(huán)保水平不斷提升，連續(xù)兩年獲評“中國石化環(huán)境保護先進單位”榮譽稱號。5.3.2九江石化智能工廠九江石化智能工廠的企業(yè)核心業(yè)務管理績效有了大幅的提升，具體表現(xiàn)在三個方面。（3）盈利能力大幅提升九江石化智能工廠自主研發(fā)了人工智能煉油全流程優(yōu)化平臺，該平臺以經(jīng)濟效益最大化為目標。經(jīng)過試驗，該平臺已實現(xiàn)了“月計劃一周調(diào)度一日平衡”的雙閉環(huán)管理，確保了九江石化面對市場變化時的敏捷性和準確性，大大提升了企業(yè)的盈利能力。九江石化智能工廠的加工噸油邊際效益連續(xù)四年在中國石化沿江5家煉油企業(yè)中排名首位。5.3.2九江石化智能工廠九江石化智能工廠的企業(yè)核心業(yè)務管理績效有了大幅的提升，具體表現(xiàn)在三個方面。（4）管理效率大幅提高九江石化在石化企業(yè)