智能化生產(chǎn)：數(shù)字化工廠改造

智能制造時(shí)代的工廠會(huì)逐步走向自動(dòng)化、智能化、少人化甚至無人化。生產(chǎn)設(shè)備之間相連，并且能夠自動(dòng)運(yùn)行，工廠利用智能物流和智能生產(chǎn)管理就可以控制生產(chǎn)組織調(diào)度和原材料供應(yīng)。以設(shè)備互聯(lián)為基礎(chǔ)的智能化生產(chǎn)依賴于智能工廠、數(shù)字化車間和柔性生產(chǎn)線。

智能工廠

智能工廠是基于數(shù)字化車間并借助物聯(lián)網(wǎng)和監(jiān)控等新技術(shù)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理的強(qiáng)化，使計(jì)劃的合理性和生產(chǎn)過程的可控性得以提升，盡量消除人工對(duì)生產(chǎn)線的干預(yù)而建設(shè)的節(jié)能、舒適、高效、環(huán)保、綠色的人性化工廠。

借助5G和先進(jìn)的制造工具促進(jìn)生產(chǎn)流程的智能化改造，能夠讓數(shù)據(jù)跨系統(tǒng)優(yōu)化、分析、采集、流動(dòng)，能夠讓生產(chǎn)方式在智能排產(chǎn)、過程優(yōu)化、設(shè)備性能感知等方面實(shí)現(xiàn)智能化。當(dāng)前我國(guó)一些龍頭制造業(yè)企業(yè)積極部署智能工廠模式，促進(jìn)智能化生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化和智能化轉(zhuǎn)型。

數(shù)字化車間

數(shù)字化車間是生產(chǎn)車間數(shù)字技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的綜合運(yùn)用，它以集成數(shù)控設(shè)備、生產(chǎn)組織系統(tǒng)、工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)及其他管理系統(tǒng)的方式，搭建起綜合信息流自動(dòng)化的集成制造系統(tǒng)，從整體上完善生產(chǎn)的組織與管理，強(qiáng)化制造系統(tǒng)的柔性生產(chǎn)，提升數(shù)字化設(shè)備的效率。

柔性生產(chǎn)線

柔性生產(chǎn)是針對(duì)大規(guī)模生產(chǎn)的弊端所提出來的新型生產(chǎn)模式，以消費(fèi)者為導(dǎo)向，根據(jù)具體需求確定生產(chǎn)模式。

柔性生產(chǎn)線是由柔性生產(chǎn)單元或加工中心構(gòu)成的能共線生產(chǎn)多種產(chǎn)品的生產(chǎn)線。通常來說，柔性生產(chǎn)線主要表現(xiàn)在以下7個(gè)方面。

（1）機(jī)器柔性

機(jī)器設(shè)備在具體實(shí)踐中能夠快速響應(yīng)不同類型產(chǎn)品的生產(chǎn)。不論是非標(biāo)準(zhǔn)件的生產(chǎn)，還是非標(biāo)準(zhǔn)終端設(shè)施的切換，機(jī)器設(shè)備都可以自動(dòng)下載，快速更換生產(chǎn)。

（2）工藝柔性

在不改變工藝流程的前提下，生產(chǎn)線對(duì)使用的原材料及生產(chǎn)的產(chǎn)品具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。例如，在針對(duì)不同材質(zhì)、質(zhì)量的生產(chǎn)件抓取中，協(xié)作機(jī)器人和生產(chǎn)機(jī)器人能夠自動(dòng)采取合適的力度；再如，產(chǎn)線的工藝速度可以根據(jù)產(chǎn)品或原材料的變化而做出有針對(duì)性的調(diào)整。

（3）產(chǎn)品柔性

生產(chǎn)系統(tǒng)能夠根據(jù)產(chǎn)品的更新?lián)Q代、轉(zhuǎn)產(chǎn)做出快速、經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)換，在繼承原有產(chǎn)品可用性的基礎(chǔ)之上，兼容企業(yè)升級(jí)或轉(zhuǎn)產(chǎn)的具體需求。例如，比亞迪新能源汽車產(chǎn)線轉(zhuǎn)產(chǎn)口罩等，就是產(chǎn)品柔性的體現(xiàn)。

（4）維護(hù)柔性

在相關(guān)設(shè)備的維護(hù)上，采取多種方式對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行查詢和處理，在解決相關(guān)故障的同時(shí)，確保正常生產(chǎn)。

（5）生產(chǎn)能力柔性

在企業(yè)需要生產(chǎn)不同數(shù)量的產(chǎn)品時(shí)，生產(chǎn)線有較強(qiáng)的應(yīng)對(duì)能力。例如，在遇到訂單數(shù)量突然變化的情況時(shí)，工位和備用物料都能迅速適應(yīng)，靈活應(yīng)對(duì)。

（6）擴(kuò)展柔性

根據(jù)企業(yè)發(fā)展、增長(zhǎng)需求，靈活地?cái)U(kuò)展和衍生相關(guān)產(chǎn)線，例如，增加對(duì)應(yīng)模塊和工藝流程的生產(chǎn)工位，消除拖慢生產(chǎn)整體效率的瓶頸工位等。

（7）運(yùn)行柔性

在生產(chǎn)同質(zhì)產(chǎn)品、系列產(chǎn)品時(shí)，能夠利用不同的設(shè)備、材料、工藝甚至工序進(jìn)行生產(chǎn)。

以上各種柔性生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)是一個(gè)復(fù)雜的過程。首先需要通過各類傳感器、機(jī)器視覺、測(cè)量設(shè)備等集成感知；然后實(shí)時(shí)分析采集到的相關(guān)數(shù)據(jù)，做出生產(chǎn)決策；最后的具體生產(chǎn)則交由工業(yè)機(jī)器人和數(shù)控機(jī)床等各種專有設(shè)備處理。