北京蘭光創(chuàng)新科技有限公司MES技術經理 王志偉
一、工業(yè)4.0對智能工廠的定義
“工業(yè)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(shù)字化的產品與服務的生產模式。該戰(zhàn)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(tǒng)及過程，以及網絡化分布式生產設施的實現(xiàn)； 二是“智能生產”，主要涉及整個企業(yè)的生產物流管理、人機互動以及3D技術在工業(yè)生產過程中的應用等。
智能工廠是德國實現(xiàn)高度自動化生產之后，提出的新概念，它的理念優(yōu)勢在于推動工業(yè)生產智能化，從而實現(xiàn)科幻般的工業(yè)生產模式。智能化自動生產線可監(jiān)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(chuàng)新科技有限公司是致力于為高端離散制造企業(yè)提供DNC/MDC/APS/MES等智能工廠解決方案的專業(yè)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(chuàng)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(zhàn)略合作伙伴和中國獨家總代理。
蘭光創(chuàng)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(xié)同、智能設備互聯(lián)互通、智能生產資源管控、智能質量過程控制、智能大數(shù)據(jù)分析與決策支持。該理論分別從計劃源頭、過程協(xié)同、設備底層、資源優(yōu)化、質量控制、決策支持等6個方面著手，實現(xiàn)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(yè)互聯(lián)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(chuàng)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(xiàn)集成部分、數(shù)據(jù)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(xiàn)”智能工廠“的軟件載體，蘭光MES系統(tǒng)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)和狀態(tài)信息，優(yōu)化管理，對過程中隨時可能發(fā)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(shù)據(jù)，即”數(shù)據(jù)上的去” 。
焦點三 ：體現(xiàn)協(xié)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(xié)同制造，發(fā)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(lián)互通、智能計劃排產、智能生產協(xié)同、智能資源管理、智能決策支持：
智能的互聯(lián)互通：指智能設備的互聯(lián)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(yè)互聯(lián)網的智能化的數(shù)據(jù)采集、生產工藝參數(shù)的實時監(jiān)測和動態(tài)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(yōu)庫存、同一裝夾優(yōu)先、已投產訂單優(yōu)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(shù)字表示，系統(tǒng)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(yōu)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(zhí)行的計劃，系統(tǒng)會計算分析出可能要拖期的零件和工序，使現(xiàn)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(tǒng)可提供工序拆分、調整設備、調整優(yōu)先級、外協(xié)加工、等處理措施。
智能生產協(xié)同：協(xié)同制造使與加工任務相關聯(lián)的材料、刀具、夾具、數(shù)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(xiàn)車間級的協(xié)同制造；實現(xiàn)了3D可視化，支持CATIA、PRO/E、UG等多種數(shù)據(jù)文件無需轉換的直接瀏覽，實現(xiàn)3D圖形、工藝直接下發(fā)到現(xiàn)場，實現(xiàn)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?guī)臁⒔y(tǒng)計分析等功能，實現(xiàn)庫存的精益化管理。
智能決策支持：提供各種直觀的統(tǒng)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(zhí)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(xiàn)場生產情況、設備運行情況、質量情況的數(shù)據(jù)瀏覽、異常處理。
本文根據(jù)北京蘭光創(chuàng)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(fā)言整理而成，未經本人確認！
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