智能化是制造業(yè)的發(fā)展方向，智能制造已成為全球各國競爭的新一輪焦點(diǎn)。隨著智能制造時代的到來，企業(yè)生產(chǎn)管理和競爭格局迎來巨變，智慧工廠隨之出現(xiàn)，并將成為制造業(yè)的新模式。
目前，德國、美國等制造業(yè)強(qiáng)國在構(gòu)建智慧工廠的理論和實(shí)踐方面已進(jìn)行了大量探索。德國政府推出的《高技術(shù)戰(zhàn)略2020》中，將工業(yè)4.0作為十大未來項(xiàng)目之一，并投入2億歐元，以奠定德國在關(guān)鍵技術(shù)上的國際領(lǐng)先地位。而工業(yè)4.0項(xiàng)目主要面向“智慧工廠”和“智能生產(chǎn)”兩大主題。
從概念上看，智慧工廠是現(xiàn)代工廠信息化發(fā)展的新階段，也是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時代的必然產(chǎn)物。所謂工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，是指工業(yè)系統(tǒng)與高級計(jì)算、分析、感應(yīng)技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)連接融合應(yīng)用，通過智能機(jī)器間的連接，結(jié)合軟件和大數(shù)據(jù)分析，重構(gòu)工業(yè)生產(chǎn)流程，不但能極大地提升生產(chǎn)效率，還能精準(zhǔn)滿足各類消費(fèi)者需求。而“智慧工廠”在數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)上，利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)和設(shè)備，加強(qiáng)信息管理和服務(wù)，清楚地掌握產(chǎn)銷流程，提高生產(chǎn)過程的可控性，減少生產(chǎn)線上的人工干預(yù)，即時正確地采集生產(chǎn)線數(shù)據(jù)，以及合理地編排生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)控生產(chǎn)進(jìn)度。
從全球來看，以“智慧工廠”為顯性特征的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)逐漸興起，主要經(jīng)濟(jì)體都推出了意義深遠(yuǎn)的發(fā)展戰(zhàn)略。就中國而言，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)備受重視，有望在“互聯(lián)網(wǎng)+”和“中國制造2025”兩大國家級戰(zhàn)略助力下實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展。
相比制造業(yè)強(qiáng)國，我國目前處于工業(yè)1.0和工業(yè)2.0并存的時代，而智慧工廠是工業(yè)4.0的實(shí)踐形式，因此我國智慧工廠建設(shè)還處于起步階段。不過，智慧工廠已引起政府相關(guān)部門的高度重視。《中國制造2025》便明確指出到2020年，制造業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域智能化水平顯著提升，試點(diǎn)示范項(xiàng)目運(yùn)營成本降低30%、產(chǎn)品生產(chǎn)周期縮短30%、不良品率降低30%。到2025年，制造業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域全面實(shí)現(xiàn)智能化，試點(diǎn)示范項(xiàng)目運(yùn)營成本降低50%、產(chǎn)品生命周期縮短50%、不良品率降低50%。
總的來說，在主要國家大力推動下，全球智慧工廠行業(yè)市場規(guī)模穩(wěn)步擴(kuò)張。2017年，全球智慧工廠市場規(guī)模達(dá)到了2262億美元，同比增長了9.9%;其中，工業(yè)機(jī)器人與自動化制程設(shè)備等行業(yè)所占市場份額最大，市場規(guī)模占比約在九成左右。預(yù)計(jì)到2018年，全球智慧工廠市場規(guī)模將逼近2500億美元。
智慧工廠能給企業(yè)帶來什么
企業(yè)進(jìn)行智慧工廠升級，第一個問題便是，它能給企業(yè)帶來怎樣的變化(效益)，能節(jié)能降本多少。“能帶來哪些效益很難用一個數(shù)字量化，因?yàn)槊考移髽I(yè)進(jìn)行數(shù)字化改造的目的不同，有的是想擴(kuò)充產(chǎn)能、有的是想提高生產(chǎn)效率、管理水平，還有很多其他的，由此企業(yè)的改造內(nèi)容和方向也不盡相同。這也是對企業(yè)自身的一個考驗(yàn)，對所處行業(yè)、所處階段有清晰認(rèn)識，要清楚自己想要什么。”
可以肯定的是，從傳統(tǒng)制造到智能制造，絕不僅僅是簡單的效率提升，包括生產(chǎn)效率、監(jiān)管效率、倉儲效率以及整個生產(chǎn)流程均有提升，它會在DNA層面改變一家企業(yè)。
“不同企業(yè)自動化和信息化的基礎(chǔ)不同、建設(shè)需求和目的不同，都會造成升級成本有所差異，目前來看，用移動機(jī)器人構(gòu)建智慧廠內(nèi)物流系統(tǒng)，投資回報期基本都會控制在3年內(nèi)。當(dāng)然，隨著產(chǎn)業(yè)的成熟，這類新方案的回本周期會進(jìn)一步縮短。”
建設(shè)智慧工廠的難點(diǎn)
雖然，終端企業(yè)非常關(guān)注升級后的回本問題，但費(fèi)用從來都不是智慧工廠改造過程中的難題，難的是改造過程中，企業(yè)的思路轉(zhuǎn)變。這是一個異常痛苦的過程。
在智慧工廠改造過程中，傳統(tǒng)企業(yè)主要會遇到兩方面問題：技術(shù)問題、結(jié)構(gòu)性問題。
結(jié)構(gòu)性問題：目前傳統(tǒng)工業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)均想推進(jìn)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展進(jìn)程，但兩者各有弊端。傳統(tǒng)工業(yè)不熟悉軟件開發(fā)，而好的工業(yè)應(yīng)用軟件恰恰是構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，這對于中小型企業(yè)是個巨大的挑戰(zhàn)，基本是不可能完成的任務(wù)。而互聯(lián)網(wǎng)公司則缺乏對傳統(tǒng)工業(yè)的了解，不熟悉生產(chǎn)流程以及規(guī)范。在開發(fā)的軟件在落地過程中容易遇到問題。目前兩者如何聯(lián)手合作，依舊沒有一個明確的方向。
技術(shù)問題相對更多一些，傳統(tǒng)工業(yè)的整個思考流程與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的流程存在較大差異。比如：無法適應(yīng)工業(yè)的大數(shù)據(jù)、無法實(shí)現(xiàn)對未知的探索、無法實(shí)現(xiàn)專家經(jīng)驗(yàn)的沉淀、無法實(shí)現(xiàn)敏捷的應(yīng)用交付等等。整個問題的核心在于工廠的數(shù)字化，如何實(shí)現(xiàn)制度、生產(chǎn)流程以及每一個動作都可以被系統(tǒng)所管控到。
建設(shè)智慧工廠的必經(jīng)之路
目前想要做好傳統(tǒng)制造到智能制造的過渡，當(dāng)務(wù)之急是將流程數(shù)字化，這是智慧工廠的必經(jīng)步驟，現(xiàn)在我國大部分企業(yè)連數(shù)字化工廠都稱不上，更不要談智慧工廠了。
即使想完成企業(yè)數(shù)字化，對于我國大多數(shù)企業(yè)依舊是大難題。需要高層領(lǐng)導(dǎo)有足夠大的魄力。首先企業(yè)需要明確自己做智慧工廠的目標(biāo)，包括數(shù)字化愿景、對企業(yè)進(jìn)行評估發(fā)現(xiàn)不足，最后做出詳細(xì)規(guī)格化。然后進(jìn)行：企業(yè)設(shè)計(jì)(規(guī)劃)、具體執(zhí)行、數(shù)字管控系統(tǒng)等等多個領(lǐng)域的融合，最終實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通源、虛實(shí)融合、綠能高效及智能制造。
在智慧工廠升級過程中，企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)信息系統(tǒng)建設(shè)，很多傳統(tǒng)企業(yè)在這一方面的表現(xiàn)還有很大改進(jìn)空間。智慧工廠底層基于強(qiáng)大的信息管理平臺，來實(shí)現(xiàn)各種硬件的串聯(lián)、對接。
智慧工廠從來都不是一步到位的事情，想要做好，前期需要大量的準(zhǔn)備工作，后續(xù)也需要不斷根據(jù)變化進(jìn)行調(diào)整，比如現(xiàn)在的3C，產(chǎn)品迭代非?？?，對它的設(shè)備以及產(chǎn)線布局等等，提出了很高的柔性要求，也需要根據(jù)不同階段，進(jìn)行不斷的升級、替換。
