国内外智能工厂建设的现状分析

内容摘要

近年来，全球各主要经济体都在鼎力推进制造业的中兴。在产业4.0、产业互联网、物联网、云计算等高潮下，全球众多优秀制造企业都开展了智能工厂建设实践。

例如，西门子安贝格电子工厂实现了多品种工控机的混线出产；FANUC公司实现了机器人和伺服电机出产过程的高度自动化和智能化，并利用自动化立体仓库在车间内的各个智能制造单元之间传递物料，实现了最高720小时无人值守；施耐德电气实现了电气开关制造和包装过程的全自动化；美国哈雷戴维森公司广泛利用以加工中央和机器人构成的智能制造单元，实现大批量定制；三菱电机名古屋制作所采用人机结合的新型机器人装配产线，实现从自动化到智能化的转变，明显进步了单位出产面积的产量；全球重卡巨头MAN公司搭建了完备的厂内物流体系，利用AGV装载进行装配的部件和整车，便于灵活调束装配线，并建立了物料超市，取得显著成效。

当前，我国制造企业面对着巨大的转型压力。一方面，劳动力本钱迅速攀升、产能过剩、竞争激烈、客户个性化需求日益增长等因素，迫使制造企业从低本钱竞争策略转向建立差异化竞争上风。在工厂层面，制造企业面对着招工难，以及缺乏专业技师的巨大压力，必需实现减员增效，迫切需要推进智能工厂建设。另一方面，物联网、协作机器人、增材制造、猜测性维护、机器视觉等新兴技术迅速兴起，为制造企业推进智能工厂建设提供了良好的技术支撑。再加上国家和地方政府的鼎力搀扶，使各行业越来越多的大中型企业开启了智能工厂建设的征程。

我国汽车、家电、轨道交通、食物饮料、制药、装备制造、家居等行业的企业对出产和装配线进行自动化、智能化改造，以及建立全新的智能工厂的需求十分旺盛，涌现出海尔、美的、东莞劲胜、尚品宅配等智能工厂建设的样板。

例如，海尔佛山滚筒洗衣机工厂可以实现按订单配置、出产和装配，采用高柔性的自动无人出产线，广泛应用精密装配机器人，采用MES系统全程订单执行治理系统，通过RFID进行全程追溯，实现了机机互联、机物互联和人机互联；尚品宅配实现了从款式设计到构造尺寸的全方位个性定制，建立了高度智能化的出产加工控制系统，能够知足消费者个性化定制所产生的特殊尺寸与构造板材的切削加工需求；东莞劲胜全面采用国产加工中央、国产数控系统和国产产业软件，实现了设备数据的自动采集和车间联网，建立了工厂的数字映射模型（Digital Twin），构建了手机壳加工的智能工厂。

但是，我国制造企业在推进智能工厂建设方面，还存在诸多题目与误区：

① 盲目购买自动化设备和自动化产线。良多制造企业仍旧以为推进智能工厂就是自动化和机器人化，盲目追求“黑灯工厂”，推进单工位的机器人改造，推行机器换人，上马只能加工或装配单一产品的刚性自动化出产线。只注重购买高端数控设备，但却没有配备相应的软件系统。

② 尚未实现设备数据的自动采集和车间联网。企业在购买设备时没有要求开放数据接口，大部门设备还不能自动采集数据，没有实现车间联网。目前，各大自动化厂商都有自己的产业总线和通讯协议，OPC UA尺度的应用还不普及。

③ 园区工厂运营层仍是黑箱。在工厂运营方面还缺乏信息系统支撑，车间仍旧是一个黑箱，出产过程还难以实现全程追溯，与出产治理息息相关的制造BOM数据、工时数据也不正确。

④ 设备绩效不高。出产设备没有得到充分利用，设备的健康状态未进行有效治理，经常因为设备故障造成非计划性停机，影响出产。

⑤ 依然存在大量信息化孤岛和自动化孤岛。智能工厂建设涉及到智能装备、自动化控制、传感器、产业软件等领域的供给商，集成难度很大。良多企业不仅存在诸多信息孤岛，也存在良多自动化孤岛，自动化出产线没有进行同一规划，出产线之间还需要中转库转运。

究其原因，是智能制造和智能工厂涵盖领域良多，系统极其复杂，企业还缺乏深刻理解。在这种状况下，制造企业不能贸然推进，搞“大跃进”，以免造成企业的投资打水漂。应当依托有实战经验的咨询服务机构，结合企业内部的IT、自动化和精益团队，高层积极介入，根据企业的产品和出产工艺，做好需求分析和整体规划，在此基础上稳妥推进，才能取得实效。