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在整個制造型企業中,生產車間是處于非常重要的位置。企業的價值會表現在產品與服務上,而生產車間是企業中將各種圖紙和資料轉變為產品和服務的主要場所,是決定企業生產效率、質量和成本的重要環節,車間也是企業中員工數量最多的組織。因此,在很大程度上,車間強則企業強,車間智則企業智。
《中國制造2025》中也明確指出:“推進制造過程智能化,在重點領域試點建設智能工廠/數字化車間。”數字化車間建設是智能制造的重要一環,是制造企業實施智能制造的主戰場,是制造企業走向智能制造的起點。那智能制造與數字化車間的區別與關系是什么?
【一】本質不同
所謂智能制造,就是面向產品全生命周期,實現泛在感知條件下的信息化制造。智能制造技術是在現代傳感技術、網絡技術、自動化技術、擬人化智能技術等先進技術的基礎上,通過智能化的感知、人機交互、決策和執行技術,實現設計過程、制造過程和制造裝備智能化,是信息技術、智能技術與裝備制造技術的深度融合與集成。智能制造,是信息化與工業化深度融合的大趨勢。
數字工廠,在計算機虛擬環境中,對整個生產過程進行仿真、評估和優化,并進一步擴展到整個產品生命周期的新型生產組織方式。現代數字制造技術與計算機仿真技術相結合的產物,主要作為溝通產品設計、產品制造和銷售之間的橋梁。
【二】組成不同
智能制造系統是一種由智能和人類專家共同組成的人機一體化智能系統,它在制造過程中能以一種高度柔性與集成不高的方式,借助計算機模擬人類專家的智能活動進行分析、推理、判斷、構思和決策等,從而取代或者延伸制造環境中人的部分腦力勞動。同時,收集、存貯、完善、共享、集成和發展人類專家的智能。特征:自組織能力;自律能力;自學習和自維護能力;整個制造環境中智能繼承。
數字車間制造過程的數字化涵蓋了生產領域中車間、生產線、單元等不同層次上設備、過程的自動化、數字化和智能化。
【三】特點不同
智能工廠具有自主能力,可采集、分析、判斷、規劃;通過整體可視技術進行推理預測,利用仿真及多媒體技術,將實境擴增展示設計與制造過程。系統中各組成部分可自行組成最佳系統結構,具備協調、重組及擴充特性。系統具備了自我學習、自行維護能力。智能工廠實現了人與機器的相互協調合作,其本質是人機交互。
在底層制造裝備方面,數字工廠主要解決制造能力自治的問題。設備制造商不僅持續在提升設備本身高速、高精、高可靠等性能方面不斷取得進展,同時也越來越重視設備的感知、分析、決策、控制功能。
比如各種自適應加工控制、智能化加工編程、自動化加工檢測和實時化狀態監控及自診斷/自恢復系統等技術在生產線工作中心及車間加工單元中得到普遍運用。
整體來說:智能工廠包括智能設計、管理、生產和服務,還有系統集成,屬于頂層設計;而數字化車間則是具體執行層面,包括車間計劃調度、工藝執行管理、生產質量管理等,是接收智能工廠的指令信息,并向其反饋信息。
作為一個制造型企業,其智能制造是打造一個生態的自主學習與成長的體系,包含硬件、軟件、人才與管理;
智能工廠是在數字工廠的基礎上,利用物聯網技術和監控技術加強信息管理服務,提高生產過程可控性、減少生產線人工干預,以及合理計劃排程。同時,集初步智能手段和智能系統等新興技術于一體,構建高效、節能、綠色、環保、舒適的人性化工廠。
執行層設備的精確感知,即完整而精確地感知這些信息,是實現智能化工廠的基石。
數字化車間是基于生產設備、生產設施等硬件設施,以降本提質增效、快速響應市場為目的,在對工藝設計、生產組織、過程控制等環節優化管理的基礎上,通過數字化、網絡化、智能化等手段,在計算機虛擬環境中,對人、機、料、法、環、測等生產資源與生產過程進行設計、管理、仿真、優化與可視化等工作,以信息數字化及數據流動為主要特征,對生產資源、生產設備、生產設施以及生產過程進行精細、精準、敏捷、高效地管理與控制。
借用北京航天航空大學劉強教授有一個著名的智能制造“三不要理論”,即“不要在落后的工藝基礎上搞自動化,不要在落后的管理基礎上搞信息化,不要在不具備數字化網絡化基礎時搞智能化。”劉強教授強調了在智能制造規劃與建設時,也要注意工藝優化、管理優化等方面工作,而不能只盯著自動化、信息化、智能化。
數字化車間是智能工廠的第一步,也是智能制造的重要基礎。但數字化車間的實現也是需要有一定基礎的,精益生產能夠有效的幫助企業快速提升,如果說企業軟硬件是企業數字化建設的一條實線的話,那精益生產則是數字化車間建設的一條“虛線”,要貫穿數字化建設的始終。
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