在當前智能(néng)制造的熱潮之下(xià)，很多企業都在規劃建設智能(néng)工廠。衆所周知，智能(néng)工廠的規劃建設是一(yī)個十.分(fēn)複雜的系統工程，爲了(le)少走彎路(lù)，本文整理(lǐ)了(le)在建設中要考慮的十個核心要素以及需要關注的重點維度。

01、數據的采集和管理(lǐ)

    數據是智能(néng)工廠建設的血液，在各應用系統之間流動。在智能(néng)工廠運轉的過程中，會産生(shēng)設計、工藝、制造、倉儲、物流、質量、人(rén)員等業務數據，這些(xiē)數據可能(néng)分(fēn)别來自ERP、MES、APS、WMS、QIS等應用系統。生(shēng)産過程中需要及時采集産量、質量、能(néng)耗、加工精度和設備狀态等數據，并與訂單、工序、人(rén)員進行關聯，以實現生(shēng)産過程的全程追溯。

    此外，在智能(néng)工廠的建設過程中，需要建立數據管理(lǐ)規範，來保證數據的一(yī)緻性和準.确.性。還要預先考慮好(hǎo)(hǎo)數據采集的接口規範，以及SCADA（監控和數據采集）系統的應用。企業需要根據采集的頻率要求來确定采集方式，對于需要高頻率采集的數據，應當從設備控制系統中自動采集。

    另外，必要時，還應當建立專門的數據管理(lǐ)部門，明确數據管理(lǐ)的原則和構建方法，确立數據管理(lǐ)流程與制度，協調執行中存在的問題，并定期檢查落實優化(huà)數據管理(lǐ)的技術标準、流程和執行情況。

02、設備聯網

    實現智能(néng)工廠乃至工業4.0，推進工業互聯網建設，實現MES應用，最.重.要的基礎就(jiù)是要實現M2M，也(yě)就(jiù)是設備與設備之間的互聯，建立工廠網絡。

    企業應該對設備與設備之間如(rú)何互聯，采用怎樣的通信方式、通信協議和接口方式等問題建立統一(yī)的标準。在此基礎上(shàng)，企業可以實現對設備的遠程監控，機床聯網之後，可以實現DNC（分(fēn)布式數控）應用。設備聯網和數據采集是企業建設工業互聯網的基礎。

03、工廠智能(néng)物流

    推進智能(néng)工廠建設，生(shēng)産現場的智能(néng)物流十.分(fēn)重要，尤其是對于離散制造企業。智能(néng)工廠規劃時，要盡量減少無效的物料搬運。很多制造企業在裝配車間建立了(le)集中揀貨區(Kitting Area)，根據每個客戶訂單集中配貨，并通過DPS(Digital Picking System)方式進行快(kuài)速揀貨，配送到裝配線，消除了(le)線邊倉。

    離散制造企業在兩道機械工序之間可以采用帶有導軌的工業機器(qì)人(rén)、桁架式機械手等方式來傳遞物料，還可以采用AGV、RGV（有軌穿梭車）或者懸挂式輸送鏈等方式傳遞物料。立體倉庫和輥道系統的應用，也(yě)是企業在規劃智能(néng)工廠時，需要進行系統分(fēn)析的問題。

04、生(shēng)産質量管理(lǐ)和設備管理(lǐ)

    提高質量是企業永恒的主題，在智能(néng)工廠規劃時，生(shēng)産質量管理(lǐ)和設備管理(lǐ)更是核心的業務流程。貫徹質量是設計、生(shēng)産出來，而非檢驗出來的理(lǐ)念。

    質量控制在信息系統中需嵌入生(shēng)産主流程，如(rú)檢驗、試驗在生(shēng)産訂單中作(zuò)爲工序或工步來處理(lǐ)；質量控制的流程、表單、數據與生(shēng)産訂單相互關聯、穿透；構建質量管理(lǐ)的基本工作(zuò)路(lù)線：質量控制設置→檢測→記錄→評判→分(fēn)析→持續改進。

    設備是生(shēng)産要素，發揮設備的效能(néng)（OEE—設備綜合效率）是智能(néng)工廠生(shēng)産管理(lǐ)的基本要求。OEE的提升标志産能(néng)的提高和成本的降低(dī)。生(shēng)産管理(lǐ)信息系統需設置設備管理(lǐ)模塊，使設備釋放(fàng)出最高的産能(néng)，通過生(shēng)産的合理(lǐ)安排，使設備尤其是關鍵、瓶頸設備減少等待時間。

    在設備管理(lǐ)模塊中，要建立各類設備數據庫、設置編碼，及時對設備進行維保；通過實時采集設備狀态數據，爲生(shēng)産排産提供設備的能(néng)力數據；建立設備的健康管理(lǐ)檔案，根據積累的設備運行數據建立故障預測模型，進行預測性維護，減少設備的非計劃性停機；要進行設備的備品備件管理(lǐ)。

05、智能(néng)廠房(fáng)設計

    智能(néng)廠房(fáng)除了(le)水、電、汽、網絡、通信等管線的設計外，還要規劃智能(néng)視頻監控系統、智能(néng)采光與照明系統、通風與空調系統、智能(néng)安防報警系統、智能(néng)門禁一(yī)卡通系統、智能(néng)火(huǒ)災報警系統等。采用智能(néng)視頻監控系統，可以判斷監控畫面中的異常情況，并以快(kuài)的方式發出警報或觸發其它動作(zuò)。

    整個廠房(fáng)的的工作(zuò)分(fēn)區（加工、裝配、檢驗、進貨、出貨、倉儲等）應根據工業工程的原理(lǐ)進行分(fēn)析，可以使用數字化(huà)制造仿真軟件對設備布局、産線布置、車間物流進行仿真。在廠房(fáng)設計時，還應當思考如(rú)何降低(dī)噪音(yīn)，如(rú)何能(néng)夠便于設備靈活調整布局，多層廠房(fáng)如(rú)何進行物流輸送等問題。

06、智能(néng)裝備的應用

    制造企業在規劃智能(néng)工廠時，必須高度關注智能(néng)裝備的最新(xīn)發展。機床設備正在從數控化(huà)走向智能(néng)化(huà)，很多企業在設備上(shàng)下(xià)料時采用了(le)工業機器(qì)人(rén)。未來的工廠中，金(jīn)屬增材制造設備将與切削加工（減材）、成型加工（等材）等設備組合起來，極大地提高材料利用率。

    除了(le)六軸的工業機器(qì)人(rén)之外，還應該考慮SCARA機器(qì)人(rén)和并聯機器(qì)人(rén)的應用，而協作(zuò)機器(qì)人(rén)則将會出現在生(shēng)産線上(shàng)，配合工人(rén)提高作(zuò)業效率。

07、智能(néng)産線規劃

    智能(néng)産線是智能(néng)工廠規劃的核心環節，企業需要根據生(shēng)産線要生(shēng)産的産品族、産能(néng)和生(shēng)産節拍，采用價值流圖等方法來合理(lǐ)規劃智能(néng)産線。

智能(néng)産線的特點是：

△在生(shēng)産和裝配的過程中，能(néng)夠通過傳感器(qì)、數控系統或RFID自動進行生(shēng)産、質量、能(néng)耗、設備績效（OEE）等數據采集，并通過電子(zǐ)看闆顯示實時的生(shēng)産狀态，能(néng)夠防呆防錯；

△通過安燈系統實現工序之間的協作(zuò)；

△生(shēng)産線能(néng)夠實現快(kuài)速換模，實現柔性自動化(huà)；能(néng)夠支持多種相似産品的混線生(shēng)産和裝配，靈活調整工藝，适應小批量、多品種的生(shēng)産模式；

△具有一(yī)定冗餘，如(rú)果出現設備故障，能(néng)夠調整到其他設備生(shēng)産；

△針對人(rén)工操作(zuò)的工位，能(néng)夠給予智能(néng)的提示，并充分(fēn)利用人(rén)機協作(zuò)。

設計智能(néng)産線需要考慮如(rú)何節約空間，如(rú)何減少人(rén)員的移動，如(rú)何進行自動檢測，從而提高生(shēng)産效率和生(shēng)産質量。

08、制造執行系統MES

    MES是智能(néng)工廠規劃落地的着力點，上(shàng)接ERP系統，下(xià)接現場的PLC程控器(qì)、數據采集器(qì)、條形碼、檢測儀器(qì)等設備。MES旨在加強MRP計劃的執行功能(néng)，貫徹落實生(shēng)産策劃，執行生(shēng)産調度，實時反饋生(shēng)産進展：

△面向生(shēng)産一(yī)線工人(rén)：指令做什(shén)麽、怎麽做、滿足什(shén)麽标準，什(shén)麽時候開工，什(shén)麽時候完工，使用什(shén)麽工具等；記錄“人(rén)、機、料、法、環、測”等生(shēng)産數據，建立可用于産品追溯的數據鏈；反饋進展、反饋問題、申請支援、拉動配合等；

△面向班組：發揮基層班組長的管理(lǐ)效能(néng)，班組任務管理(lǐ)和派工；

△面向一(yī)線生(shēng)産保障人(rén)員：确保生(shēng)産現場的各項需求，如(rú)料、工裝刀量具的配送，工件的周轉等等。

爲提高産品準時交付率、提升設備效能(néng)、減少等待時間，MES系統需導入生(shēng)産作(zuò)業排程功能(néng)，爲生(shēng)産計劃安排和生(shēng)産調度提供輔助工具，提升計劃的準.确性。

09、生(shēng)産無紙化(huà)

    随着信息化(huà)技術的提高和智能(néng)終端成本的降低(dī)，在智能(néng)工廠規劃可以普及信息化(huà)終端到每個工位。操作(zuò)工人(rén)将可在終端接受工作(zuò)指令，接受圖紙、工藝、更單等生(shēng)産數據，可以靈活第适應生(shēng)産計劃變更、圖紙變更和工藝變更。

10、生(shēng)産監控及指揮系統

    流程行業企業的生(shēng)産線配置了(le)DCS系統或PLC控制系統，通過組态軟件可以查看生(shēng)産線上(shàng)各個設備和儀表的狀态，但(dàn)絕大多數離散制造企業還沒有建立生(shēng)産監控與指揮系統。

    實際上(shàng)，離散制造企業也(yě)非常需要建設集中的生(shēng)産監控與指揮系統，在系統中呈現關鍵的設備狀态、生(shēng) 産狀态、質量數據，以及各種實時的分(fēn)析圖表。通過看闆直觀展示。提供多種類型的内容呈現，輔助決策。

    總之，要做好(hǎo)(hǎo)智能(néng)工廠的規劃，需要綜合運用這些(xiē)核心要素，從各個視角綜合考慮，從投資預算(suàn)、技術先.進性、投資回收期、系統複雜性、生(shēng)産的柔性等多個方面進行綜合權衡、統一(yī)規劃，建立具有前瞻性和實效性的智能(néng)工廠。