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直擊智慧工廠轉型痛點,我國智慧工廠三種建設模式分析

發布時間:2019-6-4

   
      當前,以信息物理系統技術為核心的第四次工業革命浪潮正在席卷全球。而作為工業4.0的最大主題,智慧工廠可謂貫穿産業升級全過程,我國政府同樣出台了諸多支持政策,推動智慧工廠快速落地和普及。那麼,目前智慧工廠實施的情況如何?未來的發展趨勢又是什麼?小慕集衆家之言,通過分析智慧工廠的現狀及其痛點,帶領大家來預測下其未來的發展趨勢。

 
   
      智慧工廠的主要特征

      從概念上看,智慧工廠是現代工廠信息化發展的新階段,也是工業互聯網時代的必然産物。所謂工業互聯網,是指工業系統與高級計算、分析、感應技術以及互聯網連接融合應用,通過智能機器間的連接,結合軟件和大數據分析,重構工業生産流程,不但能極大地提升生産效率,還能精準滿足各類消費者需求。而“智慧工廠”在數字化工廠的基礎上,利用工業互聯網領域的相關技術和設備,加強信息管理和服務,清楚地掌握産銷流程,提高生産過程的可控性,減少生産線上的人工幹預,即時正确地采集生産線數據,以及合理地編排生産計劃調控生産進度。

      智慧工廠擁有三個層次的基本架構,分别為頂層的計劃層、中間的執行層以及底層的設備控制層,大緻可對應為ERP系統(企業資源計劃)、MES系統(制造執行系統)以及PCS系統(過程控制系統)。其主要特征包括:

      利用物聯網技術實現設備間高效的信息互聯,數字工廠向“物聯工廠”升級,操作人員可實現獲取生産設備、物料、成品相互間的動态生産數據,滿足工廠24小時監測需求;
   
      基于龐大數據庫實現數據挖掘與分析,使工廠具備自我學習能力,并在此基礎上完成能源消耗的優化、生産決策的自動判斷等任務;
   
      引入基于計算機數控機床、機器人等高度智能化的自動化生産線,滿足個性化定制柔性化生産需求,有效縮短産品生産周期,并同時大幅降低産品成本;
   
      配套智能物流倉儲系統,通過自動化立體倉庫、自動輸送分揀系統、智能倉儲管理系統等實現倉庫管理過程中各環節數據錄入的實時性以及對于貨物出入庫管理的高效性;
   
      工廠内配備電子看闆顯示生産的實時動态,同時,操作人員可遠程參與生産過程的修正或指揮。

      我國智慧工廠三種建設模式分析

      由于各個行業生産流程不同,加上各個行業智能化情況不同,智慧工廠進一步細分為三種建設模式。

      1、從生産過程數字化到智慧工廠
   
      在石化、鋼鐵、冶金、建材、紡織、造紙、醫藥、食品等流程制造領域,企業發展智能制造的内在動力在于産品品質可控,側重從生産數字化建設起步,基于品控需求從産品末端控制向全流程控制轉變。

      2、從智能制造生産單元到智慧工廠
   
      在機械、汽車、航空、船舶、輕工、家用電器和電子信息等離散制造領域,企業發展智能制造的核心目的是拓展産品價值空間,側重從單台設備自動化和産品智能化入手,基于生産效率和産品效能的提升實現價值增長。

      3、從個性化定制到互聯工廠
   
      在家電、服裝、家居等距離用戶最近的消費品制造領域,企業發展智能制造的重點在于充分滿足消費者多元化需求的同時實現規模經濟生産,側重通過互聯網平台開展大規模個性定制模式創新。

      總體而言,無論是基于何種模式,智慧工廠作為繼自動化工廠、信息化工廠、智能化工廠之後一種更加高級的工廠運作模式,在各行業都有着不可估量的影響與作用,國内許多公司均已布局了智慧工廠業務,進行了相關的投資,各行業對智慧工廠的建設熱情隻增不減。

      智慧工廠的痛點

      在智能工廠轉型的過程中,用戶痛點有很多,比如從業務維度考慮,用戶的需求通常包括:如何确保訂單準時交付、如何縮短訂單生産過程時間、如何減少機台産線停機等待時間、如何減少采購提前期、如何減少缺料情況等等都是企業經營者需要解決的問題。

  
      在生産制造領域,目前面對的最大問題不僅僅是生産方式的落伍,在與客戶對接、尋找訂單、産品交付上,目前的工廠依舊沿用的是傳統的尋找經銷商、按批量生産。批量化、規模化得生産方式,隻能适用于過去供給不足的情況。然而如今,随着物質供給的不斷豐富,工廠如果再經營這種大批量品種,不但難以在市場上做出名堂,同時還要面臨激烈的市場競争。

      綜合市場信息來看,如今在機械設備、汽車領域,很多都是進口的,一旦出現零部件損壞,就要從原廠購買備件。然而工廠的供應鍊反應速度很慢,從下單到收貨的周期大概要半年,而這些非标零部件往往是急件,如果不能迅速生産,勢必會影響客戶的生産經營活動。

      我國智慧工廠行業發展趨勢分析

      通過以上所述的智慧工廠所存在的痛點問題,無論是基于何種模式,智慧工廠作為繼自動化工廠、信息化工廠、智能化工廠之後一種更加高級的工廠運作模式,在各行業都有着不可估量的影響與作用,國内許多公司均已布局了智慧工廠業務,進行了相關的投資,各行業對智慧工廠的建設熱情隻增不減。

      從市場趨勢來看,智慧工廠是現代工業、制造業的大勢所趨,是實現企業轉型升級的一條優化路徑。根據當前各行業建設智慧工廠的熱情及擴張速度,預計未來幾年中國智慧工廠行業仍将保持10%以上的年均增速,到2022年,中國智慧工廠行業市場規模有望突破1萬億元。


      注:2019-2024年中國智慧工廠行業市場規模統計情況及預測(億元)圖片來源于前瞻産業研究院

      從産品趨勢來看,智慧工廠将大量應用機器人。在智慧工廠中,機器人帶來的自動化與智能化又不僅僅是純粹的自動化和智能化,而是轉換成更為智慧化的人機協同,人不再提供單純勞力,而是做為決策及管理者;機器設備則擁有快速應變及多方溝通能力。除機器人的大量應用之外,智慧工廠的建構中還有自動化檢測、數據采集等智能制造設備,設備與設備之間能夠實現智慧化互通。

      從技術趨勢方面,得益于新技術的采用,智慧工廠可以建立與導入雲端,并進行雲端運算與大數據分析。比如CPS技術擁有編程、記憶與儲存能力,并可結合感測器和通訊技術,嵌入CPS的實體設備可連結到網路,可讓實體設備同時具有通訊、精準控制、遠程協同與自主反應運作。

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