年终盘点:智能工厂的“十八般武艺”
年终盘点:智能工厂的“十八般武艺”
 fengmap  2022-01-04 17:48:55  智慧工厂

导语

作为制造强国建设的主攻方向,智能制造发展水平关乎我国未来制造业的全球地位,具有重要意义。

12月28日,工信部、国家发改委、教育部、科技部等8个部门正式印发《“十四五”智能制造发展规划》(以下简称《规划》),《规划》指出,到2025年,70%的规模以上制造业企业基本实现数字化网络化,建成500个以上智能制造示范工厂,培育150家以上专业水平高、服务能力强的系统解决方案供应商,建成120个以上具有行业和区域影响力的工业互联网平台。

 

“十四五”智能制造发展规划
点击图片查看详细《规划》通知
 

时间紧,任务重,很多企业也都在谋划如何建设智能制造示范工厂。那智能工厂建设究竟要考虑哪些核心要素?需要关注哪些维度?

 

蜂鸟视图参考了中国电子科技集团十四所、e-works等业内权威机构在智能工厂相关研究,并结合自身在智能工厂上的建设实践,认为智能工厂建设需要关注以下问题。

 

01

定位分析与优化

 

在工厂建设初期,企业就需要根据自身在产业链中的位置来进行定位分析,充分考虑智能装备、智能产线、新材料和新工艺的应用对制造工艺带来的优化。

 

此外,企业也应当基于绿色制造和循环经济的理念,通过工艺改进来节能降耗,减少污染排放,还可利用数字孪生技术来对传统工厂进行分析与优化。

 

02

数据收集

 

在智能工厂运转的过程中,会产生设计、工艺、制造、仓储、物流、质量、人员等业务数据,企业需要对这些数据进行采集,以实现生产过程的全程追溯。

 

在进行数据采集时,企业需要根据采集的频率要求来确定采集方式,对于需要高频率采集的数据,应当从设备控制系统中自动采集。所以,企业在进行智能工厂规划时,要预先考虑好数据采集的接口规范,以及SCADA(监控和数据采集)系统的应用。

 

03

数据管理

 

在智能工厂的建设过程中,企业需要一套统一的标准体系来规范数据管理的全过程,建立数据命名、数据编码和数据安全等一系列数据管理规范,保证数据的一致性和准确性。

 

另外,必要时,还应当建立专门的数据管理部门,明确数据管理的原则和构建方法,确立数据管理流程与制度,协调执行中存在的问题,并定期检查落实优化数据管理的技术标准、流程和执行情况。

 

智慧工厂数据看板

04

工厂大数据看板

 

蜂鸟视图以2D/3D智慧地图为载体,利用可视化技术将工厂工艺区、设备区、危险区以及工厂内所有设备装置进行数字孪生。数字孪生出来的工厂,与真实的生产环境1:1对应,人在办公室,就能看到生产现场一举一动;管理人员能够看到每一个车间的工作情况,通过搜索定位、“拖拉拽”等简单交互,就能定位到生产线的每一个细节。
 

工厂大数据看板

05

人员管理

 

人员防护在智能工厂里面非常重要,利用三维可视化技术和高精度定位技术,蜂鸟视图可对工厂内的作业人员和管理人员进行实时跟踪,保障作业规范与人员安全;当危险品/重要物品超出或进入指定范围内,人员接近/进入危险区和无权限作业区、信号失联、环控状态异常情况发生时,系统及时进行预警和报警,有效保障“人员、时间、空间、事件”在厂区中的和谐运作,整体提升厂区人员安全管控等级。

人员管理

06

运输车辆管理

 

基于物联网及高精度定位技术,积极建设一个“全面感知、全面覆盖、全面可视、全面可控”的智慧运输车辆管理系统,有效监管运输车辆的实时位置及运行状况,实现精细化的运输车辆管理。

运输车辆管理

07

生产设备管理

 

将工厂、人员、机器和生产资料通过网络技术高度结合,打造全厂级可视化管理系统,使管理者从宏观的角度了解到各个生产环节的设备、工艺等情况,从而找出生产过程中的弱点,以便有针对性地提高生产效率。

生产设备管理

08

设备物联网

 

在工厂建设初期,企业就需要根据自身在产业链中的位置来进行定位分析,充分考虑智能装备、智能产线、新材料和新工艺的应用对制造工艺带来的优化。此外,企业也应当基于绿色制造和循环经济的理念,通过工艺改进来节能降耗,减少污染排放,还可利用数字孪生技术来对传统工厂进行分析与优化。

设备物联网

09

智能仓储

 

仓储也是智能工厂的重要环节,蜂鸟视图提供智慧仓储管理系统,我们采用高精度定位技术,通过自有知识产权的可视化地图编辑工具,实现对仓库信息可视化规划、仓库专项图、库房物资的出入库管理,自动生成报表等智能化仓储管理功能,提高库房管理的工作效率,降低人员成本。

智能仓储

10

智能物流

 

智能工厂建设中,生产现场的智能物流十分重要,尤其是对于离散制造企业。智能工厂规划时,要尽量减少无效的物料搬运。很多优秀的制造企业在装配车间建立了集中拣货区(Kitting Area),根据每个客户订单集中配货,并通过DPS(Digital Picking System)方式进行快速拣货,配送到装配线,消除了线边仓。

智能物流

11

智能产线规划

 

智能产线是智能工厂规划的核心环节,企业需要根据生产线要生产的产品、产能和生产节拍,采用价值流图等方法来合理规划智能产线。

 

此外,设计智能产线需要考虑如何节约空间,如何减少人员的移动,如何进行自动检测,从而提高生产效率和生产质量。企业建立新工厂非常强调少人化,因此要分析哪些工位应用自动化设备及机器人,哪些工位采用人工。对于重复性强、变化少的工位尽可能采用自动化设备,反之则采用人工工位。

智能产线规划

12

能源管理

 

为了降低智能工厂的综合能耗,提高劳动生产率,特别是对于高能耗的工厂,进行能源管理是非常有必要的。企业需要采集能耗监测点的能耗和运行信息,形成能耗的分类、分项、分区域统计分析,可以对能源进行统一调度、优化能源介质平衡,达到优化使用能源的目的。

能源管理

13

生产无纸化

 

纸质文件保存不易,更新难。随着信息化技术的提高和智能终端成本的降低,操作人员将可在智能终端接受工作指令——比如图纸、工艺、更单等生产数据,可以灵活第适应生产计划变更、图纸变更和工艺变更。

 

14

精益生产

 

精益生产的核心思想是消除一切浪费,确保工人以最高效的方式进行协作。智能工厂需要实现零部件和原材料的准时配送,成品和半成品按照订单的交货期进行及时生产,建立生产现场的实时、可视化数据看板,及时发现和解决生产过程中出现的异常问题。

 

当然,推进精益生产是一个持续改善的长期过程,要与信息化和自动化的推进紧密结合。

精益生产

15

人工智能应用

 

在工厂建设初期,企业就需要根据自身在产业链中的位置来进行定位分析,充分考虑智能装备、智能产线、新材料和新工艺的应用对制造工艺带来的优化。此外,企业也应当基于绿色制造和循环经济的理念,通过工艺改进来节能降耗,减少污染排放,还可利用数字孪生技术来对传统工厂进行分析与优化。

人工智能应用

总之,如果想要在2025年建超500个智能制造示范工厂,需要综合运用这“十八般武艺”,从各个视角综合考虑、从何权衡、统一规划,从源头避免产生新的信息孤岛和自动化孤岛,实现真正可落地,既具有前瞻性,又有实效性的智能工厂解决方案,提升企业经营管理能力,助力传统工业实现信息化、数字化、智能化转型。

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