北京蘭光創新科技有限公司MES技術經理 王志偉
 

一、工業4.0對智能工廠的定義

    “工業4.0”概念包含了由集中式控制向分散式增強型控制的基本模式轉變，目標是建立一個高度靈活的個性化和數字化的產品與服務的生產模式。該戰略將首先從兩個方向展開：一是“智能工廠”，重點研究智能化生產系統及過程，以及網絡化分布式生產設施的實現； 二是“智能生產”，主要涉及整個企業的生產物流管理、人機互動以及3D技術在工業生產過程中的應用等。

    智能工廠是德國實現高度自動化生產之后，提出的新概念，它的理念優勢在于推動工業生產智能化，從而實現科幻般的工業生產模式。智能化自動生產線可監控設備總和效率（Overall Equipment Effectiveness，即OEE），促使其達到最高的質量與效率，并可將停機時間降到最低。

二、如何打造中國特色的智能工廠

    北京蘭光創新科技有限公司是致力于為高端離散制造企業提供DNC/MDC/APS/MES等智能工廠解決方案的專業技術公司，在國內500多家航空、航天、兵器、機車、汽車零部件、外資等高端客戶。蘭光創新是世界兩大著名品牌——丹麥CIMCO公司和德國FAUSER 公司的全球戰略合作伙伴和中國獨家總代理。

    蘭光創新結合國內外的先進理念，提出了 “六維智能理論”，即要從6個維度的“智能”打造中國特色的智能工廠（圖1）：智能計劃排產、智能生產過程協同、智能設備互聯互通、智能生產資源管控、智能質量過程控制、智能大數據分析與決策支持。該理論分別從計劃源頭、過程協同、設備底層、資源優化、質量控制、決策支持等6個方面著手，實現全面的精細化、精準化、自動化、信息化、網絡化的智能化管理與控制，既很好地符合了德國智能工廠的定義，又能與美國工業互聯網、以及中國制造2025等理念完全吻合。

圖1 智能工廠6維理論

    圖2是蘭光創新智能工廠的典型示意圖。智能工廠由四部分組成，分別是展現集成部分、數據采集部分、資源管理部分、生產管理部分，如圖3。

圖2 智能工廠典型示意圖

圖3 蘭光智能工廠模塊組成

    蘭光MES是實現”智能工廠“的軟件載體，蘭光MES系統聚焦以下三點：

    焦點一 : 通過科學、快速的排產計劃，將計劃準確地分解為設備生產計劃，是計劃與生產之間承上啟下的“信息樞紐“ , 即”數據下的來” 。

    焦點二 ：采集從接收計劃到加工完成的全過程的生產數據和狀態信息，優化管理，對過程中隨時可能發生變化的生產狀況作出快速反應。它強調的是精確的實時數據，即”數據上的去” 。

    焦點三 ：體現協同制造理念，減少生產過程中的待工等時間浪費，提升設備利用率，提高準時交貨率，即“協同制造，發揮合作的力量” 。

    蘭光智能工廠的五大關鍵技術分別是智能互聯互通、智能計劃排產、智能生產協同、智能資源管理、智能決策支持：

    智能的互聯互通：指智能設備的互聯互通，包括設備網絡化分布式通訊、加工程序集中式管理、程序虛擬化制造、基于工業互聯網的智能化的數據采集、生產工藝參數的實時監測和動態預警等方面。

    智能排產計劃：支持多種高級自動排產算法，具有按交貨期、精益生產、生產周期、最優庫存、同一裝夾優先、已投產訂單優先等多種排產方式，可最大程度地滿足各類復雜的排產要求；圖形化的界面形象直觀，通過手工拖拽就可調整計劃，易于掌握和使用；高級排產中的能力平衡通過直觀的圖形、數字表示，系統提供機床負荷以及每臺機床生產任務的視圖及分析功能，以便優化生產和平衡機床負荷；高級排產中的預警機制對于還未執行的計劃，系統會計算分析出可能要拖期的零件和工序，使現場調度人員有針對性地關注其進度并做出快速響應；對逾期計劃，系統可提供工序拆分、調整設備、調整優先級、外協加工、等處理措施。

    智能生產協同：協同制造使與加工任務相關聯的材料、刀具、夾具、數控程序等信息，也同時傳遞給相關人員，并行準備相關工作，實現車間級的協同制造；實現了3D可視化，支持CATIA、PRO/E、UG等多種數據文件無需轉換的直接瀏覽，實現3D圖形、工藝直接下發到現場，實現了生產過程的無紙化生產管理。

    智能資源管理：包含生產資源（物料、刀具、量具、夾具）出入庫、查詢、盤點、報損、并行準備、切削專家庫、統計分析等功能，實現庫存的精益化管理。

    智能決策支持：提供各種直觀的統計、分析報表，為相關人員決策提供幫助，包括計劃制訂情況、計劃執行情況、質量情況、庫存情況等。用戶可在手機、IPAD等移動設備上對現場生產情況、設備運行情況、質量情況的數據瀏覽、異常處理。

    本文根據北京蘭光創新科技有限公司MES技術經理王志偉在2015陜西智能制造MES應用論壇的發言整理而成，未經本人確認！

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本文標題：緊扣工業4.0，打造中國特色的智能工廠

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