在當前智能制造的熱潮之下(xià)，很多企業都在規劃建設智能工(gōng)廠。衆所周知(zhī)，智能工(gōng)廠的規劃建設是一(yī)個十分(fēn)複雜(zá)的系統工(gōng)程，爲了少走彎路，本文整理了在建設中(zhōng)要考慮的十個核心要素以及需要關注的重點維度。

【1、數據的采集和管理】

數據是智能工(gōng)廠建設的血液，在各應用系統之間流動。在智能工(gōng)廠運轉的過程中(zhōng)，會産生(shēng)設計、工(gōng)藝、制造、倉儲、物(wù)流、質量、人員(yuán)等業務數據，這些數據可能分(fēn)别來自ERP、MES、APS、WMS、QIS等應用系統。生(shēng)産過程中(zhōng)需要及時采集産量、質量、能耗、加工(gōng)精度和設備狀态等數據，并與訂單、工(gōng)序、人員(yuán)進行關聯，以實現生(shēng)産過程的全程追溯。

此外(wài)，在智能工(gōng)廠的建設過程中(zhōng)，需要建立數據管理規範，來保證數據的一(yī)緻性和準确性。還要預先考慮好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(pín)率要求來确定采集方式，對于需要高頻(pín)率采集的數據，應當從設備控制系統中(zhōng)自動采集。

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

【2、設備聯網】

實現智能工(gōng)廠乃至工(gōng)業4.0，推進工(gōng)業互聯網建設，實現MES應用，最重要的基礎就是要實現M2M，也就是設備與設備之間的互聯，建立工(gōng)廠網絡。

企業應該對設備與設備之間如何互聯，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，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(gōng)業互聯網的基礎。

【3、工(gōng)廠智能物(wù)流】

推進智能工(gōng)廠建設，生(shēng)産現場的智能物(wù)流十分(fēn)重要，尤其是對于離(lí)散制造企業。智能工(gōng)廠規劃時，要盡量減少無效的物(wù)料搬運。很多制造企業在裝配車(chē)間建立了集中(zhōng)揀貨區(Kitting Area)，根據每個客戶訂單集中(zhōng)配貨，并通過DPS(Digital Picking System)方式進行快速揀貨，配送到裝配線，消除了線邊倉。

離(lí)散制造企業在兩道機械工(gōng)序之間可以采用帶有導軌的工(gōng)業機器人、桁架式機械手等方式來傳遞物(wù)料，還可以采用AGV、RGV（有軌穿梭車(chē)）或者懸挂式輸送鏈等方式傳遞物(wù)料。立體(tǐ)倉庫和輥道系統的應用，也是企業在規劃智能工(gōng)廠時，需要進行系統分(fēn)析的問題。

【4、生(shēng)産質量管理和設備管理】

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

質量控制在信息系統中(zhōng)需嵌入生(shēng)産主流程，如檢驗、試驗在生(shēng)産訂單中(zhōng)作爲工(gōng)序或工(gōng)步來處理；質量控制的流程、表單、數據與生(shēng)産訂單相互關聯、穿透；構建質量管理的基本工(gōng)作路線：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（OEE—設備綜合效率）是智能工(gōng)廠生(shēng)産管理的基本要求。OEE的提升标志(zhì)産能的提高和成本的降低。生(shēng)産管理信息系統需設置設備管理模塊，使設備釋放(fàng)出最高的産能，通過生(shēng)産的合理安排，使設備尤其是關鍵、瓶頸設備減少等待時間。

在設備管理模塊中(zhōng)，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力數據；建立設備的健康管理檔案，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，最大(dà)限度地減少設備的非計劃性停機；要進行設備的備品備件管理。

【5、智能廠房設計】

智能廠房除了水、電(diàn)、汽、網絡、通信等管線的設計外(wài)，還要規劃智能視頻(pín)監控系統、智能采光與照明系統、通風與空調系統、智能安防報警系統、智能門禁一(yī)卡通系統、智能火(huǒ)災報警系統等。采用智能視頻(pín)監控系統，可以判斷監控畫面中(zhōng)的異常情況，并以最快和最佳的方式發出警報或觸發其它動作。

整個廠房的的工(gōng)作分(fēn)區（加工(gōng)、裝配、檢驗、進貨、出貨、倉儲等）應根據工(gōng)業工(gōng)程的原理進行分(fēn)析，可以使用數字化制造仿真軟件對設備布局、産線布置、車(chē)間物(wù)流進行仿真。在廠房設計時，還應當思考如何降低噪音，如何能夠便于設備靈活調整布局，多層廠房如何進行物(wù)流輸送等問題。

【6、智能裝備的應用】

制造企業在規劃智能工(gōng)廠時，必須高度關注智能裝備的最新發展。機床設備正在從數控化走向智能化，很多企業在設備上下(xià)料時采用了工(gōng)業機器人。未來的工(gōng)廠中(zhōng)，金屬增材制造設備将與切削加工(gōng)（減材）、成型加工(gōng)（等材）等設備組合起來，極大(dà)地提高材料利用率。
除了六軸的工(gōng)業機器人之外(wài)，還應該考慮SCARA機器人和并聯機器人的應用，而協作機器人則将會出現在生(shēng)産線上，配合工(gōng)人提高作業效率。

【7、智能産線規劃】

智能産線是智能工(gōng)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、産能和生(shēng)産節拍，采用價值流圖等方法來合理規劃智能産線。

智能産線的特點是：

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

△通過安燈系統實現工(gōng)序之間的協作；

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

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

△針對人工(gōng)操作的工(gōng)位，能夠給予智能的提示，并充分(fēn)利用人機協作。

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

【8、制造執行系統MES】

MES是智能工(gōng)廠規劃落地的着力點，上接ERP系統，下(xià)接現場的PLC程控器、數據采集器、條形碼、檢測儀器等設備。MES旨在加強MRP計劃的執行功能，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(gōng)人：指令做什麽、怎麽做、滿足什麽标準，什麽時候開(kāi)工(gōng)，什麽時候完工(gōng)，使用什麽工(gōng)具等；記錄“人、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效能，班組任務管理和派工(gōng)；

△面向一(yī)線生(shēng)産保障人員(yuán)：确保生(shēng)産現場的各項需求，如料、工(gōng)裝刀量具的配送，工(gōng)件的周轉等等。

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

【9、生(shēng)産無紙(zhǐ)化】

随着信息化技術的提高和智能終端成本的降低，在智能工(gōng)廠規劃可以普及信息化終端到每個工(gōng)位。操作工(gōng)人将可在終端接受工(gōng)作指令，接受圖紙(zhǐ)、工(gōng)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(zhǐ)變更和工(gōng)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DCS系統或PLC控制系統，通過組态軟件可以查看生(shēng)産線上各個設備和儀表的狀态，但絕大(dà)多數離(lí)散制造企業還沒有建立生(shēng)産監控與指揮系統。

實際上，離(lí)散制造企業也非常需要建設集中(zhōng)的生(shēng)産監控與指揮系統，在系統中(zhōng)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，要做好智能工(gōng)廠的規劃，需要綜合運用這些核心要素，從各個視角綜合考慮，從投資(zī)預算、技術先進性、投資(zī)回收期、系統複雜(zá)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工(gōng)廠。