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隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)4.0、數(shù)字孿生、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等概念的出現(xiàn)和普及，“智慧工廠”也悄然興起。作為工業(yè)4.0的大難題，智慧工廠可謂貫穿產(chǎn)業(yè)升級(jí)全過(guò)程，到底什么是智慧工廠？

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智慧工廠的定義

智慧工廠是現(xiàn)代工廠信息化發(fā)展的新階段。是在數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)上，利用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)和設(shè)備監(jiān)控技術(shù)加強(qiáng)信息管理和服務(wù)；清楚掌握產(chǎn)銷(xiāo)流程、提高生產(chǎn)過(guò)程的可控性、減少生產(chǎn)線上人工的干預(yù)、及時(shí)正確地采集生產(chǎn)線數(shù)據(jù)，以及合理的生產(chǎn)計(jì)劃編排與生產(chǎn)進(jìn)度。并加上綠色智能的手段和智能系統(tǒng)等新興技術(shù)于一體，構(gòu)建一個(gè)高效節(jié)能的、綠色環(huán)保的、環(huán)境舒適的人性化工廠。

自德國(guó)政府于2013年在漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上正式公布，“工業(yè)4.0”概念就已席卷全球，并被認(rèn)為是以信息物理系統(tǒng)（CPS）技術(shù)為核心的第四次工業(yè)革命。

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智慧工廠的主要特征

“智慧工廠”的發(fā)展，是智能工業(yè)發(fā)展的新方向。特征體現(xiàn)在制造生產(chǎn)上：

①、利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備間高效的信息互聯(lián)，數(shù)字工廠向“物聯(lián)工廠”升級(jí)，操作人員可實(shí)現(xiàn)獲取生產(chǎn)設(shè)備、物料、成品相互間的動(dòng)態(tài)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，滿足工廠24小時(shí)監(jiān)測(cè)需求；

②、基于龐大數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘與分析，使工廠具備自我學(xué)習(xí)能力，并在此基礎(chǔ)上完成能源消耗的優(yōu)化、生產(chǎn)決策的自動(dòng)判斷等任務(wù)；

③、引入基于計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人等高度智能化的自動(dòng)化生產(chǎn)線，滿足個(gè)性化定制柔性化生產(chǎn)需求，有效縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，并同時(shí)大幅降低產(chǎn)品成本；

④、配套智能物流倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)，通過(guò)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)、自動(dòng)輸送分揀系統(tǒng)、智能倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)等實(shí)現(xiàn)倉(cāng)庫(kù)管理過(guò)程中各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)錄入的實(shí)時(shí)性以及對(duì)于貨物出入庫(kù)管理的高效性；

⑤、工廠內(nèi)配備電子看板顯示生產(chǎn)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)，同時(shí)，操作人員可遠(yuǎn)程參與生產(chǎn)過(guò)程的修正或指揮。

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智慧工廠的功能模塊

①、智能倉(cāng)儲(chǔ)：自動(dòng)備料，自動(dòng)上料

智能倉(cāng)儲(chǔ)轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)（WCS、WMS、TCS）：成品（半成品）自動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)，自動(dòng)出入庫(kù)，倉(cāng)庫(kù)管理實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化。智能倉(cāng)儲(chǔ)轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)扮演著工廠生產(chǎn)調(diào)度者的重要角色，它接收來(lái)自生產(chǎn)車(chē)間的成品（半成品），轉(zhuǎn)運(yùn)來(lái)自訂單需求的成品（或下一級(jí)生產(chǎn)車(chē)間的半成品加工需求）。

②、智能車(chē)間：自動(dòng)生產(chǎn)，組裝，包裝

智能車(chē)間為整個(gè)智慧工廠的核心功能模塊，它在原有工廠電氣化的基礎(chǔ)上進(jìn)行升級(jí)改造，加裝各種控制器，將生產(chǎn)過(guò)程變得簡(jiǎn)單易學(xué)，可實(shí)現(xiàn)工人的快速培訓(xùn)、快速上崗、減少培訓(xùn)費(fèi)用支出，降低生產(chǎn)成本。

③、智能品質(zhì)管控：自動(dòng)品質(zhì)管控

智能品質(zhì)管控依托工廠大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，對(duì)智慧工廠品質(zhì)管控環(huán)節(jié)歷史數(shù)據(jù)以及當(dāng)前數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，搭建計(jì)算機(jī)視覺(jué)識(shí)別網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行精準(zhǔn)品質(zhì)分析，避免殘次品流入市場(chǎng)，影響企業(yè)品牌形象。

④、集成其他系統(tǒng)：與ERP,MES系統(tǒng)集成

與工廠現(xiàn)有ERP和MES系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)訂單、原料管控、人員管理、成本分析、生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)具體實(shí)施、倉(cāng)儲(chǔ)物流、成品進(jìn)入市場(chǎng)全過(guò)程無(wú)縫銜接，工廠生產(chǎn)管理完全智能化。

⑤、追溯管理：對(duì)材料，生產(chǎn)環(huán)節(jié)，品質(zhì)管控等各個(gè)環(huán)節(jié)的追溯

產(chǎn)品問(wèn)題追溯一直是困擾工廠生產(chǎn)的較為嚴(yán)重問(wèn)題之一，產(chǎn)品追溯系統(tǒng)從半成品開(kāi)始就生成此項(xiàng)產(chǎn)品的唯一工廠標(biāo)識(shí)碼，存在于整個(gè)生產(chǎn)周期，通過(guò)追溯標(biāo)識(shí)碼可以定位到其生產(chǎn)機(jī)臺(tái)，轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間，入庫(kù)時(shí)間，存儲(chǔ)庫(kù)位信息，出庫(kù)時(shí)間，有效降低不合格品的管理成本，做到責(zé)任到人。

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智慧工廠的基本架構(gòu)

智慧工廠擁有三個(gè)層次的基本架構(gòu)，分別為頂層的計(jì)劃層、中間層的執(zhí)行層以及底層的設(shè)備控制層，大致可對(duì)應(yīng)為ERP系統(tǒng)（企業(yè)資源計(jì)劃）、MES系統(tǒng)（制造執(zhí)行系統(tǒng)）以及PCS系統(tǒng)（過(guò)程控制系統(tǒng)）。

智慧工廠的基本結(jié)構(gòu)

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智慧工廠的下游應(yīng)用

按MES系統(tǒng)的分類(lèi)，智慧工廠的下游行業(yè)可粗略地劃分為離散型與流程型。其中，離散型行業(yè)主要包括機(jī)械、航空航天、汽車(chē)等，流程性行業(yè)主要包括石油化工、生物醫(yī)藥、食品飲料、紡織等。

智慧工廠的主要下游應(yīng)用