离散制造的智能制造研究

丁丹晨

摘要：智能制造系统是一种在整个制造过程中贯穿智能活动，并将这种智能活动与智能机器有机融合，将整个制造过程从订货、产品设计、生产到市场销售等各个环节以柔性方式集成起来的能发挥最大生产力的先进生产系统。

关键词：智能；制造；标准化；自动化

1智能制造的概述

智能制造是一种由智能设备和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，通过人与智能设备的合作，去扩大、延伸和部分地取代人类专家在制造过程中的脑力过程，实现制造过程中人、机、料、法、环、测的数字化、网络化和智能化。

数字化：主要应用于产品设计、工艺设计、制造、仿真等阶段，特别是以虚拟的方案设计、工程研制、试验等在计算机上的反复迭代而不断发现问题、解决问题的数字化过程。

网络化：主要是通过对设备、物料和人的深度融合和连接，实现人和人、人和物以及物和物之间的互联，重新构建生产工具、生产方式和生产场景。

智能化：是在精益思想指导下，充分利用网络化制造、数字化制造的基础，并融入人工智能技术和机器人技术，形成人、机、物的交互与深度融合，使设计、工艺、试验仿真、生产过程、保障及管理等各阶段的智能化成为现实。

智能制造主要业务领域包含：

智能生产：主要涉及整个企业的生产加工、质量控制、现场监控、产品信息追溯、人机互动以及3D技术在生产过程中的应用等；

智能工厂：研究智能化生产系统及过程，网络化分布式和数据采集实现工厂设计、研发设计、工艺设计的模拟数字化和仿真；

智能物流：主要通过互联网、物联网等信息化手段，整合物流资源，充分发挥现有物流资源供应方的效率，需求方则能够快速获得服务匹配，得到高效的物流支持。

2如何实现智能制造

李克强总理在2015年《政府工作报告》指出，“推动产业结构迈向中高端。制造业是我们的优势产业。要实施“中国制造2025”，坚持创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展，加快从制造大国转向制造强国。”“促进工业化和信息化深度融合，开发利用网络化、数字化、智能化等技术，着力在一些关键领域抢占先机、取得突破。”给中国制造指明了方向。

所以实现智能制造，要以标准化为基础，实现工业高度自动化、智能化和信息化深度融合。通过建设：三个主题（智能生产、智能物流、智能工厂）、一个网络和大数据分析实现离散制造型企业智能制造建设目标。

通过加装传感器、PLC控制器、RFID等装置进行产线改造，基于生产过程数据采集和分析系统，实时采集制造过程进度、现场操作、质量检验、设备状态等生产现场信息，建设车间制造执行系统（MES），在网络互联互通基础上，与外围系统信息自动交互，实现对工厂生产计划、排产、生产、检验的实时控制和闭环管理，结合产品在工程现场投运和售后过程管理、资源管理和进度管理，实现广义的智能生产。

基于企业资源计划管理系统（ERP）基础建设，搭建过程级仓储与物流管理系统（EWMS）、采购计划管理系统、SRM供应商关系管理系统，实现对采购、供应商、仓储、物流信息自动交互、过程控制和协同管理，实现智能物流。

基于产品全生命周期管理系统（PLM）深化应用，实现对车间/工厂设计、研发设计、工艺设计和工程设计数字化和模拟仿真，实现规划、生产、运营全流程数字化管理和信息共享，实现智能工厂。

利用云计算、大数据新一代信息技术，集中企业供应链各业务环节实时静态和动态数据，通过运营数据统计分析，提升业务贯通和数据贯通能力，提高大数据分析在企业制造各层级监控、预测和预警能力。

3智能制造标准化

智能制造标准化是一个基础性工作也是非常重要工作。制造过程数据、研发设计、生产场地布局、生产设备、信息系统等标准化直接影响到智能制造实施落地性和效果。

制造过程数据标准化包括生产过程物料、产品BOM、工艺路线、辅料、工装、缺陷、维修代码等数据标准化水平，直接影响到生产过程效率和可智能化基础。若生产设备获得加工料表信息一码多物和一物多码现象严重，必须通过人为干预执行生产，即便使用智能化水平很高生产设备，也无法实现智能化生产。

研发设计标准化也是智能制造基础，研发设计指导生产，同样研发设计的可制造性，直接影响到生产效率，若研发设计图纸未充分考虑加工设备加工特点和功能，也会影响到生产加工效率。

生产场地布局标准化是精益生产重要课题，也是提升管理基础重要课题，一个优化、高效和合理的生产场地，必然是智能制造重要环境。

生产设备标准化虽然不是智能制造必要条件，若在满足产品加工效率、质量和成本前提下，选择标准化智能生产设备，能快速实现智能生产设备数据集成，实现智能制造工业化要求。

信息系统标准化是一个庞大工程，往往很多企业在信息化建设历程中，实施了ERP、PLM、CRM、MES、EWMS等企业级和过程级信息系统，但由于各个套装软件厂商、版本和实施方等差异，系统设计标准、接口协议标准化影响到智能制造信息化实施效果。

4“两化融合”是智能制造基础

国务院提出了工业转型升级的规划“推进信息化与工业化深度融合，改造提升传统产业，培育壮大战略性新兴产业，加快发展生产性服务业，全面优化技术结构、组织结构、布局结构和行业结构；把工业发展建立在创新驱动、集约高效、环境友好、惠及民生、内生增长的基础上，不断增强工业核心竞争力和可持续发展能力，为建设工业强国和全面建成小康社会打下更加坚实的基础。”

实现智能制造首先提升产品、装备、生产、管理和服务的智能化水平，通过购置智能化生产设备、加装传感器和智能工业机器人等智能装备，提高生产硬件智能化；深化企业级ERP系统同过程级CRM、PLM、MES、EWMS、DMS系统和工控级PLC系统的跨系统集成、标准化系统设计；在实现信息化和工业化自身融合的基础上，通过互联网深化“两化融合”建设，夯实业务管理管理基础和标准化基础，实现智能制造建设目标。

5结语

以“互联网+制造业”和“智能技术+制造业”企业发展目标,在企业核心业务环节进行信息化和智能化改造,通过对生产线智能化改造和智能化产品升级,并结合服务个性化，提升企业能源利用效率和整体经营能力，实现“制造智能化、产品智能化、服务个性化”的建设目标。

参考文献

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