如何规划工业4.0智能工厂?

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关键词:智能工厂

    智能工厂与一般工厂的区别

      

      在规划智能工厂的时候要以智能的方式去思考。传统工厂是大规模使用机器制造产品,而智能工厂的定义是能够进行自我规划,不需要人工介入,有一定的技术基础。如CPS让生产设备之间以及产品之间像人类一样,可以通过互联网进行对话和沟通,让产品和机器自动完成自己的使命。

      

      当我们谈到智能工厂,就会不由自主想到工业4.0。工业4.0的特点,是分散化、集成化和智能化。智能工厂只是全局的一部分。智能工厂是什么,它能够利用大规模生产的优势,制造出低成本、个性化的产品。其次是敏捷性、灵活性,内部流程都能够自动适应,不需要重新设计。

      

      另一点是高度的自动化,但不失灵活性。有人认为有了自动化就失去了灵活性,但我们有一个智能分散过程,得益于信息物理系统和互联网的帮助,可以将灵活性和自动化两者结合。

      

      智能工厂的设备可以适应不同的产量,通过IT系统使纵向和横向整合,从而实现服务互联。整合整个供应链上各个元素,从供应链到最后终端客户。

      

      智能工厂是一个全新概念吗?

      

      在1994年的美国,出现了一个词——敏捷工厂。其一是通过IT系统和网络系统快速响应客户需求,其二就是横向整合。在1993年的德国一位专家提出了分散式工厂的概念,称生产系统可分为很多部分,一些分散化的过程可以通过互联网方式整合。

      

      这些是模块化工厂的前身,采用一些分散式的生产方式,将所有一切连接起来,我想这也是智能工厂概念的基础。

      

      旧的概念加上新的概念,再加上新的科技就可以构成智能工厂。很多技术在被成熟应用后,如CPS、云计算就为实施生产过程中的智能化带来了更多可能。

      

      为什么需要智能工厂

      

      作为生产企业,客户需要个性化、定制化的设计,而不再是大规模、统一的产品。变化越多,意味着产品的产量就越小,产品的生命周期就越短,交付到市场的时间也就越短。我们的最终目标是要满足客户的需求。

      

      那么如何能够满足小批量生产、满足客户更多变的定制化需求?而且,企业也不能为此去增加成本和工作时间。这就需要有灵活高效、可拓展性的生产,使产品组合更加细分,每种产品数量变小,所有这一切加起来就构成了智能工厂。我们需要一个比传统工厂更加人性化的智能工厂。

      

      智能工厂规划关键因素

      

      对于德国工业4.0,德国人给出了很多标准,从整体概念到工厂规划细节。如果要规划智能工厂,首先我们要了解生产的产品和市场需求量。何时产量稳定,何时会产生销售峰值,这个波动过程,在设计工厂的时候也需要考虑。工厂是一个实体,所以我们要确定需要投入多少资金,购置多少设备。另一点,工厂都有供应商,我们还要与供应商整合,包括人力资源和组织架构。

      

      智能工厂在规划时最大的不同,是生产,刚才说到的拓展性、敏捷性和灵活性都是很重要的概念。智能工厂一定会以集成系统的方式体现这些特性。我们可以通过改变生产线的方式来改变生产,将生产单元灵活地连接起来。如何达到灵活性,而不是刚性,也不是死板地改变生产线?一个灵活的生产过程,产品应是互通互联的,这是一种自我管理的过程,产品自带生产信息,可以提示系统如何进行生产。除了生产,运输也要非常灵活,虽然这很难达到。未来的趋势,一定是使用智能和自动运输系统,通过自动运输系统将物流空间分成很多部分。这些智能化的物流新技术,是需要在智能工厂里运用的。

      

      在智能工厂里,IT系统是工业4.0很重要的一部分。在整个产品线上进行垂直整合,而在工厂内部进行纵向整合,在供应链进行横向和纵向整合,这个就是创新。我们需要将系统整合起来,让它能够进行工作。现在,我们可以通过云计算来让IT系统更好的工作。最后一点是人力资源。过去工厂里有很多人力是重复工作的,但在智能工厂里面一切都会改变,因为我们通过人机交互,通过IT系统进行沟通;为此,我们需要担负更多责任。

      

      智能工厂的现在与未来

      

      在科技完全成熟之前,还需要一些时间,才能实现智能工厂,现在还不存在一个完好的智能工厂。智能制造的时代正在到来,智能工厂不仅是生产,还有人机交互。

    (审核编辑: Doris)