一、智能工廠的定義

智能工廠是指不斷融合信息技術(shù)和制造技術(shù)，以實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化、信息化、網(wǎng)絡化、智能化為特點的現(xiàn)代化工廠。它涵蓋了產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)制造、物流配送、銷售服務等各個環(huán)節(jié)，旨在提高生產(chǎn)效率、降低成本、提升產(chǎn)品質(zhì)量和服務水平。

智能工廠利用各種現(xiàn)代化技術(shù)，實現(xiàn)工廠辦公、管理及生產(chǎn)自動化。其系統(tǒng)組成豐富多樣，包括樓宇自控系統(tǒng)、生產(chǎn)過程監(jiān)控系統(tǒng)、工業(yè)電視監(jiān)視及保安電視監(jiān)視系統(tǒng)、防盜報警系統(tǒng)、停車場管理系統(tǒng)、一卡通智能化管理系統(tǒng)、公共廣播系統(tǒng)、綜合布線系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)、系統(tǒng)綜合以及測控技術(shù)與儀器專業(yè)系統(tǒng)集成等。

在不同的標準和解讀下，智能工廠也有不同的具體內(nèi)涵。根據(jù)《智能工廠通用技術(shù)要求》的定義，智能工廠是在數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)上，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和監(jiān)控技術(shù)加強信息管理和服務，提高生產(chǎn)過程可控性、減少生產(chǎn)線人工干預，合理計劃排程。同時集智能手段和智能系統(tǒng)等新興技術(shù)于一體，構(gòu)建高效、節(jié)能、綠色、環(huán)保、舒適的人性化工廠。

智能工廠在智能制造新模式中有多種模式創(chuàng)新實踐且取得成效，涵蓋離散型、流程型、網(wǎng)絡協(xié)同制造、大規(guī)模個性化定制、遠程運維服務等模式。

離散型智能制造模式下，工廠的總體設(shè)計、工藝流程及布局均已建立數(shù)字化模型，并進行模擬仿真，實現(xiàn)規(guī)劃、生產(chǎn)、運營全流程數(shù)字化管理；應用數(shù)字化三維設(shè)計與工藝技術(shù)進行產(chǎn)品、工藝設(shè)計與仿真，并通過物理檢測與試驗進行驗證與優(yōu)化；實現(xiàn)高檔數(shù)控機床與工業(yè)機器人、智能傳感與控制裝備、智能檢測與裝配裝備、智能物流與倉儲裝備等關(guān)鍵技術(shù)裝備在生產(chǎn)管控中的互聯(lián)互通與高度集成等。

流程型智能制造模式中，工廠總體設(shè)計、工藝流程及布局均已建立數(shù)字化模型，并進行模擬仿真，實現(xiàn)生產(chǎn)流程數(shù)據(jù)可視化和生產(chǎn)工藝優(yōu)化；實現(xiàn)對物流、能流、物性、資產(chǎn)的全流程監(jiān)控與高度集成，建立數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)，生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)自動數(shù)采率達到 90% 以上等。

網(wǎng)絡協(xié)同制造模式建有工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡化制造資源協(xié)同云平臺，具有完善的體系架構(gòu)和相應的運行規(guī)則；通過企業(yè)間研發(fā)系統(tǒng)的協(xié)同，實現(xiàn)創(chuàng)新資源、設(shè)計能力的集成和對接；通過企業(yè)間管理系統(tǒng)、服務支撐系統(tǒng)的協(xié)同，實現(xiàn)生產(chǎn)能力與服務能力的集成和對接等。

大規(guī)模個性化定制模式產(chǎn)品采用模塊化設(shè)計，通過差異化的定制參數(shù)，組合形成個性化產(chǎn)品；建有工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)個性化定制服務平臺，通過定制參數(shù)選擇、三維數(shù)字建模、虛擬現(xiàn)實或增強現(xiàn)實等方式，實現(xiàn)與用戶深度交互，快速生成產(chǎn)品定制方案等。

遠程運維服務模式則通過先進的技術(shù)手段，實現(xiàn)對設(shè)備的遠程監(jiān)測、診斷和維護，提高設(shè)備的可靠性和可用性。

二、智能工廠的特征

（一）互聯(lián)

智能工廠的 “互聯(lián)” 特征是其最為重要的標志之一。在智能工廠中，基本流程與物料實現(xiàn)互聯(lián)互通，這為實時決策提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)。通過整合來自多渠道的數(shù)據(jù)，企業(yè)能夠全面掌控供應鏈的上下游流程，從而顯著提高供應網(wǎng)絡的整體效率。例如，在智能制造工廠的實現(xiàn)過程中，消息傳遞成為關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。工廠管理系統(tǒng)可以利用自動化的方法，及時通知工作人員生產(chǎn)中出現(xiàn)的任何問題，減少停機時間并降低故障率。企業(yè)將所有生產(chǎn)數(shù)據(jù)放入一個數(shù)據(jù)庫中，與制造訂單和供應鏈信息合并，使生產(chǎn)計劃具有更多的實時信息，這充分體現(xiàn)了智能工廠的互聯(lián)性。同時，像生物制藥廠的未來建設(shè)中，連接性作為智能工廠的關(guān)鍵特征，整合運營、業(yè)務系統(tǒng)、供應商和客戶數(shù)據(jù)，提高上下游工藝的透明度，進而提升效率。

（二）優(yōu)化

智能工廠實現(xiàn)高度可靠運轉(zhuǎn)，極大地降低了人工干預。具備自動化工作流程，能夠同步了解資產(chǎn)狀況，優(yōu)化追蹤系統(tǒng)與進度計劃，合理進行能源消耗，提高產(chǎn)量、運行時間和質(zhì)量，降低成本、避免浪費。例如，智能工廠戰(zhàn)略應涵蓋數(shù)字化基礎(chǔ)，所有平臺、應用和工具都應穩(wěn)定和標準化，以便能共享重要信息或交易。通過不斷分析智能工廠時刻生成的海量數(shù)據(jù)，揭示亟待修正與優(yōu)化的資產(chǎn)績效問題，實現(xiàn)自我修正，提升整體資產(chǎn)效率。此外，在生物制藥廠的轉(zhuǎn)變中，最優(yōu)化特征通過工藝流程自動化及資產(chǎn)同步化，幾乎無需人工干預就能實現(xiàn)可靠運行。

（三）透明

在智能工廠中，獲取的數(shù)據(jù)公開透明。通過實時數(shù)據(jù)可視化處理，這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)榭尚卸匆姡瑓f(xié)助人工及自動化決策流程，確保企業(yè)決策更精準。例如，數(shù)據(jù)實時可視化使整個網(wǎng)絡更具透明性，有助于進行更明智的決策?；诮巧囊晥D、預警和通知以及實時跟蹤和監(jiān)視都是行之有效的手段。在光伏產(chǎn)業(yè)標準化智能工廠中，透明化被創(chuàng)造性地提出，通過自動化設(shè)備和數(shù)據(jù)透明化的配合，實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理的透明化，采集、分析、自主決策和執(zhí)行的能力得以體現(xiàn)。同時，在制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型中，利用可視化工廠，通過數(shù)字化生產(chǎn)現(xiàn)場管理平臺、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、視頻技術(shù)、可視化平臺，實現(xiàn)生產(chǎn)的研發(fā)設(shè)計、采購、生產(chǎn)等過程的完全透明化。

（四）前瞻

智能工廠中的員工與系統(tǒng)可預見問題或挑戰(zhàn)并提前應對。包括識別異常情況、儲備庫存、解決質(zhì)量問題、監(jiān)控安全與維修問題，基于歷史與實時數(shù)據(jù)預測未來成果。例如，智能工廠可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)預測未來結(jié)果，賦予從業(yè)人員預測與響應能力，做到未雨綢繆。在生物制藥廠的建設(shè)中，預見性表現(xiàn)為智能工廠可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)預測未來結(jié)果，這也是從業(yè)人員能夠預測與響應，從而防患于未然，減少生產(chǎn)故障時間的價值體現(xiàn)。

（五）敏捷

智能工廠是柔性系統(tǒng)，能自行優(yōu)化網(wǎng)絡表現(xiàn)，適應并實時或近實時學習新環(huán)境條件，自動運行生產(chǎn)流程，根據(jù)企業(yè)變化需求發(fā)展和成長。例如，在智能制造的靈活性和敏捷性中，通過靈活的生產(chǎn)線配置和模塊化設(shè)計，智能制造能夠快速切換生產(chǎn)不同型號、規(guī)格的產(chǎn)品，縮短產(chǎn)品上市時間。智能工廠系統(tǒng)能夠?qū)崟r收集和分析市場數(shù)據(jù)，快速識別市場需求變化，從而調(diào)整生產(chǎn)計劃和產(chǎn)品配置，滿足消費者需求。同時，不同企業(yè)將在不同程度上受到智能工廠對其制造流程的影響，制造商可根據(jù)其特定需求，選擇多種數(shù)字化及物理技術(shù)，凸顯了智能工廠靈活、可重構(gòu)的特性。