近年來,智能制造熱潮席卷神州大地,成為推進(jìn)“中國制造2025”國家戰(zhàn)略重要的舉措。其中,智能工廠(Smart Factory)作為智能制造重要的實(shí)踐領(lǐng)域,已引起了制造企業(yè)的廣泛關(guān)注和各級(jí)政府的高度重視。
國內(nèi)外智能工廠建設(shè)的現(xiàn)狀分析:
近年來,全球各主要經(jīng)濟(jì)體都在大力推進(jìn)制造業(yè)的復(fù)興。在工業(yè)4.0、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等熱潮下,全球眾多優(yōu)秀制造企業(yè)都開展了智能工廠建設(shè)實(shí)踐。例如,西門子安貝格電子工廠實(shí)現(xiàn)了多品種工控機(jī)的混線生產(chǎn);FANUC公司實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人和伺服電機(jī)生產(chǎn)過程的高度自動(dòng)化和智能化,并利用自動(dòng)化立體倉庫在車間內(nèi)的各個(gè)智能制造單元之間傳遞物料,實(shí)現(xiàn)了高720小時(shí)無人值守;施耐德電氣實(shí)現(xiàn)了電氣開關(guān)制造和包裝過程的全自動(dòng)化;美國哈雷戴維森公司廣泛利用以加工中心和機(jī)器人構(gòu)成的智能制造單元,實(shí)現(xiàn)大批量定制;三菱電機(jī)名古屋制作所采用人機(jī)結(jié)合的新型機(jī)器人裝配產(chǎn)線,實(shí)現(xiàn)從自動(dòng)化到智能化的轉(zhuǎn)變,顯著提高了單位生產(chǎn)面積的產(chǎn)量;全球重卡巨頭MAN公司搭建了完備的廠內(nèi)物流體系,利用AGV裝載進(jìn)行裝配的部件和整車,便于靈活調(diào)整裝配線,并建立了物料超市,取得明顯成效(圖1)。
當(dāng)前,我國制造企業(yè)面臨著巨大的轉(zhuǎn)型壓力。一方面,勞動(dòng)力成本迅速攀升、產(chǎn)能過剩、競爭激烈、客戶個(gè)性化需求日益增長等因素,迫使制造企業(yè)從低成本競爭策略轉(zhuǎn)向建立差異化競爭優(yōu)勢(shì)。在工廠層面,制造企業(yè)面臨著招工難,以及缺乏專業(yè)技師的巨大壓力,必須實(shí)現(xiàn)減員增效,迫切需要推進(jìn)智能工廠建設(shè)。另一方面,物聯(lián)網(wǎng)、協(xié)作機(jī)器人、增材制造、預(yù)測(cè)性維護(hù)、機(jī)器視覺等新興技術(shù)迅速興起,為制造企業(yè)推進(jìn)智能工廠建設(shè)提供了良好的技術(shù)支撐。再加上國家和地方政府的大力扶持,使各行業(yè)越來越多的大中型企業(yè)開啟了智能工廠建設(shè)的征程。
我國汽車、家電、軌道交通、食品飲料、制藥、裝備制造、家居等行業(yè)的企業(yè)對(duì)生產(chǎn)和裝配線進(jìn)行自動(dòng)化、智能化改造,以及建立全新的智能工廠的需求十分旺盛,涌現(xiàn)出海爾、美的、東莞勁勝、尚品宅配等智能工廠建設(shè)的樣板。例如,海爾佛山滾筒洗衣機(jī)工廠可以實(shí)現(xiàn)按訂單配置、生產(chǎn)和裝配,采用高柔性的自動(dòng)無人生產(chǎn)線,廣泛應(yīng)用精密裝配機(jī)器人,采用MES系統(tǒng)全程訂單執(zhí)行管理系統(tǒng),通過RFID進(jìn)行全程追溯,實(shí)現(xiàn)了機(jī)機(jī)互聯(lián)、機(jī)物互聯(lián)和人機(jī)互聯(lián);尚品宅配實(shí)現(xiàn)了從款式設(shè)計(jì)到構(gòu)造尺寸的全方位個(gè)性定制,建立了高度智能化的生產(chǎn)加工控制系統(tǒng),能夠滿足消費(fèi)者個(gè)性化定制所產(chǎn)生的特殊尺寸與構(gòu)造板材的切削加工需求;東莞勁勝全面采用國產(chǎn)加工中心、國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)和國產(chǎn)工業(yè)軟件,實(shí)現(xiàn)了設(shè)備數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集和車間聯(lián)網(wǎng),建立了工廠的數(shù)字映射模型(Digital Twin),構(gòu)建了手機(jī)殼加工的智能工廠。
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