绿色|国内制造业智能生产那些事，你都知道多少？

Posted 2021-01-14

近两年来，智能生产在制造业得到了广泛关注，究竟什么是智能生产？其包含哪些？这些都是企业比较关心的话题，今天我们就一起聊聊智能生产那些事。

首先我们来看看智能生产主要概念：
使用智能装备、传感器、过程控制、智能物流、制造执行系统、信息物理系统组成的人机一体化系统；
按照工艺设计层面来讲，实现整个生产制造过程的智能化生产、高效排产、物料自动配送、状态跟踪、优化控制、智能调度、设备运行状态监控、质量追溯和管理、车间绩效等；
对生产、设备、质量的异常做出正确的判断和处置；
实现制造执行与运营管理、研发设计、智能装备的集成；
最终实现设计制造一体化，管控一体化。

纵观国内制造业市场，制造业对于智能升级有着极为强烈的需求，近年来技术进步也很快，但是总体而言，中国智能制造的基础非常薄弱，大多数企业，特别是广大中小企业，还没有完成数字化制造转型。

存在的问题有如下：

1）生产装备的数字化、智能化水平不高，联网率低，严重妨碍了数字化、智能化车间的建设。

2）物流的自动化、智能化水平低，进出厂物流、自动化立体仓库不多，生产现场的物料配送、工序间的物料传输自动化水平更低，基本都是使用的人力。

3）车间实施MES比例很低，造成车间生产作业计划粗放，设备负荷不均，物料供应协同性差。还有车间物料管理混乱、车间作业进度监控不力等。

4）有些企业购置数量相当的数控机床或自动化生产线，但系统的集成性差。

5）数据采集严重不足，生产工序进度、质量状况、设备运行状态、物料配送情况等信息不能及时反馈，整个生产系统的透明度、可视化程度不高，生产调度的科学性大打折扣。

对于国内的制造企业而言，利用自动化和信息化手段改进工厂生产方式、寻求产业升级机会已经成为了企业管理者的普遍共识。智能生产系统可分为三个层级：

智能装备与控制系统

智能装备与控制系统是智能生产系统的基础装备，它由若干柔性制造系统FMS组成。按照国家军用标准定义：“柔性制造系统是由数控加工设备、物料运储装置和计算机控制系统组成的自动化制造系统，它包括多个柔性制造单元，能根据制造任务或生产环境的变化迅速进行调整，适用于多品种、中小批量生产。”

智能仓储和物流系统

从精益生产的角度，我们希望库存越少越好，但是受到供货批量、供货半径、运输成本等因素的影响，有时库存又是必需的。建设智能仓储和物流配送系统是实现智能生产的重要组成部分。

智能仓储和物流系统由仓储物流信息管理系统、自动控制系统、物流设施设备系统组成。

智能制造执行系统

制造执行系统（Manufacturing Execution System，MES）是美国先进制造研究机构AMR于20世纪90年代提出的概念。AMR将MES定义为“位于上层的计划管理系统与底层的工业控制之间的、面向车间层的管理信息系统”，它为操作人员/管理人员提供计划的执行、跟踪以及所有资源（人、设备、物料、客户需求等）的当前状态。

MES可以实时监控底层设备的运行状态，采集设备、仪表的状态数据，经过分析、计算与处理，触发新的事件，从而方便、可靠地将控制系统与信息系统联系在一起，并将生产状况及时反馈给计划层。

同时MES系统也承担着与企业资源计划ERP、研发设计系统CAX/PLM等的集成关系，通过集成，MES将这些信息传递至智能装备与控制系统、智能物流系统，实现从底层设备至经营管理、研发设计系统的全面集成。

① 与ERP系统的集成

ERP系统向MES系统传递的信息包括生产任务、采购（外协）在途、库存信息、物料配送计划。MES系统向ERP系统传递的信息包括生产完成情况、物料再制、物料配送情况、异常信息、生产过程的质量。

② 与研发设计系统的集成

研发设计系统CAD/CAPP/CAM/PLM系统向MES系统传递的信息包括物料主数据、物料清单、设计文档、工艺文档、数控程序、技术变更，实现设计、工艺、制造一体化。MES系统向智能设计系统反馈工艺异常和设计异常数据。

③ 与智能服务系统的集成

MES系统向智能服务系统传递产品质量追溯信息，以便进行产品召回、索赔等。智能服务系统向MES传递用户反馈信息。

但是我们发现，尽管一些企业进行了生产升级，但是效果并不尽如人意，其实不同行业、不同规模的制造企业更应该从自身战略方向和管理水平出发，结合智能制造核心要素来制定数字化、智能化的转型途径。

1、从战略方向出发，找企业自身不足，构建属于自己的智能制造蓝图，小步快跑，长远规划，重视信息化投资效益分析。

2、 明确自身的愿景和远景目标。评估实施的条件是否具备，客观评估当前和未来的形势，从单元（点）及产线（线）再到工厂（面）考量实施路径。

3、根据行业趋势，对标国际一流企业，结合自身战略需求及目前管理水平，合理制定实施目标和计划。以搭框架建基础，逐步深化，通过数字化智能化，解决优化企业管理流程，最终实现智能化。

数字化、智能化都只是技术手段，智能制造的核心目标是提升企业的竞争力。企业实现智能生产，不一定要破釜沉舟，可以根据行业状态、自身能力来实现整体规划、小步快跑的实施原则。