? ? ? ?前言
? ? ? ? 隨著社會飛速的發展和時代的不斷進步,傳統制造業的模式已經無法滿足現階段的需求,智能制造應運而生.各個國家逐漸開始重視智能工廠的規劃與建設,智能工廠規劃是企業數字化、智能化轉型的開始，起到明確目標、設計模式、框定藍圖、確定路徑的作用，本文根據華工賽百多年智能工廠規劃經驗，分享了智能工廠規劃十大重點方向。
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? ? ? 智能工廠咨詢診斷
? ? ? ?2021年發布了2項標準：《智能制造能力成熟度模型GB∕T?39116-2020》和《智能制造能力成熟度評估方法GB∕T 39117-2020》，對企業的智能制造成熟度分為了5個等級，即：一級（規劃級）、二級（規范級）、三級（集成級）、四級（優化級）、五級（引領級），按五個能力要素、12個能力域、20個能力子域展開評估，每個子域也給出了所對應的1-5級評估要求和打分分值，企業可以根據自身的建設情況，對應到不同的等級要求上，然后給出分值，相對比較客觀（流程行業和離散行業也分別給出了不同的要求），企業可參照此體系進行評估。?
?企業診斷與評估模型
? ? ? ?這份成熟度評估方法適應于大部分企業，相對會比較粗放一點，企業如果需要精細化的評估問題和診斷定位，需要對業務管理現狀、數字化系統、自動化應用等方面進行精細化評估可以與華工賽百聯系，華工賽百從2019年開始改造咨詢診斷工作，目前已對近300家武漢市企業進行智能化改造咨詢診斷工作，幫助武船重工、一冶鋼構、湖北長江電氣、嘉必優生物等多家武漢市行業頭部企業實施成功的數字化轉型落地，用新一代自動化、信息化、數字化、智能化技術、新工藝加持制造業，實現降本增效提質，創造制造新模式。
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? ? ? 智能工廠廠房設計
? ? ? ?智能工廠的廠房設計需要引入數字孿生的理念，通過三維設計軟件進行建筑設計，尤其是水、電、氣、網絡、通信等管線的設計。同時，智能廠房要規劃智能視頻監控系統、智能采光與照明系統、通風與空調系統、智能安防報警系統、智能門禁一卡通系統、智能火災報警系統等。采用智能視頻監控系統，通過人臉識別技術以及其他圖像處理技術，可以過濾掉視頻畫面中無用的或干擾信息、自動識別不同物體和人員，分析抽取視頻源中關鍵有用信息，判斷監控畫面中的異常情況，并以最快和最佳的方式發出警報或觸發其它動作。
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某工業企業智能工廠的廠房布局
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? ? ? ?整個廠房的的工作分區（加工、裝配、檢驗、進貨、出貨、倉儲等）應根據工業工程的原理進行分析，可以使用數字化制造仿真軟件對設備布局、產線布置、車間物流進行仿真。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流輸送等問題。
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? ? ? 智能產線規劃
? ? ? ?智能產線是智能工廠規劃的核心環節，企業需要根據生產線要生產的產品、產能和生產節拍，采用價值流圖等方法來合理規劃智能產線。智能產線的特點是：在生產和裝配的過程中，能夠通過傳感器、數控系統或RFID自動進行生產、質量、能耗、設備績效（OEE）等數據采集，并通過電子看板顯示實時的生產狀態，能夠防呆防錯；通過安燈系統實現工序之間的協作；生產線能夠實現快速換模，實現柔性自動化；能夠支持多種相似產品的混線生產和裝配，靈活調整工藝，適應小批量、多品種的生產模式；具有一定冗余，如果生產線上有設備出現故障，能夠調整到其他設備生產；針對人工操作的工位，能夠給予智能的提示，并充分利用人機協作。
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? ? ? ?設計智能產線需要考慮如何節約空間，如何減少人員的移動，如何進行自動檢測，從而提高生產效率和生產質量。企業建立新工廠非常強調少人化，因此要分析哪些工位應用自動化設備及機器人，哪些工位采用人工。對于重復性強、變化少的工位盡可能采用自動化設備，反之則采用人工工位。
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? ? ? 精益生產管理
? ? ? ?精益生產的核心思想是消除一切浪費，確保工人以最高效的方式進行協作。很多制造企業采取按訂單生產或按訂單設計，滿足小批量、多品種的生產模式。智能工廠需要實現零部件和原材料的準時配送，成品和半成品按照訂單的交貨期進行及時生產，建立生產現場的電子看板，通過拉動方式組織生產，采用安東系統及時發現和解決生產過程中出現的異常問題；同時，推進目視化、快速換模。很多企業采用了U型的生產線和組裝線，建立了智能制造單元。推進精益生產是一個持續改善的長期過程，要與信息化和自動化的推進緊密結合。
? ? ? 智能物流規劃
? ? ? ?推進智能工廠建設，生產現場的智能物流十分重要，尤其是對于離散制造企業。智能工廠規劃時，要盡量減少無效的物料搬運。很多優秀的制造企業在裝配車間建立了集中揀貨區，根據每個客戶訂單集中配貨，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。
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下料車間集中分揀區規劃
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? ? ? ?離散制造企業在兩道機械工序之間可以采用帶有導軌的工業機器人、桁架式機械手等方式來傳遞物料，還可以采用AGV、RGV（有軌穿梭車）或者懸掛式輸送鏈等方式傳遞物料。在車間現場還需要根據前后道工序之間產能的差異，設立生產緩沖區。立體倉庫和輥道系統的應用，也是企業在規劃智能工廠時，需要進行系統分析的問題。
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? ? ? 信息化規劃
? ? ? ?企業信息化規劃是為了促使業務管理程序更加合理，從而有助于增強企業的快速反應能力；為了促進企業資源的合理高效利用，使其在現在資源條件下達到最佳利用效果，求得最大的經濟利益。
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? ? ? ?建立企業信息化規劃需要考慮全局性，構建一個可拓展、具有張力和彈性的基礎協同架構，解決在網絡環境下業務集成的需要，將應用程序和不同服務，通過這些服務之間定義好的接口和協議對接起來。
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? ? ? ?需要設計三層平臺支持整個企業信息化，三層平臺分別是---硬件支撐平臺、軟件支撐平臺、應用系統平臺。硬件支撐平臺是整個信息化的基礎，軟件支撐平臺是信息系統應用的支撐，應用系統平臺是企業實現管理信息化的手段。
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? ? ? ?應用系統平臺應部署四個層面的應用：運營層、管理層、決策層、呈現層。各層部署的應用最終集成在企業信息化建設平臺，綜合運用現代管理技術和信息技術，實現企業內的管理、經營、決策等各方面的總體集成，從而實現企業信息化規劃的目的。
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? ? ? 數據采集
? ? ? ?生產過程中需要及時采集產量、質量、能耗、加工精度和設備狀態等數據，并與訂單、工序、人員進行關聯，以實現生產過程的全程追溯。出現問題可以及時報警，并追溯到生產的批次、零部件和原材料的供應商。此外，還可以計算出產品生產過程產生的實際成本。有些行業還需要采集環境數據，如溫度、濕度、空氣潔凈度等數據。
? ? ? ?企業需要根據采集的頻率要求來確定采集方式，對于需要高頻率采集的數據，應當從設備控制系統中自動采集。企業在進行智能工廠規劃時，要預先考慮好數據采集的接口規范，以及SCADA（監控和數據采集）系統的應用。不少廠商開發了數據采集終端，可以外接在機床上，解決老設備數據采集的問題，企業可以進行選型應用。
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通過數據采集準確了解設備狀態
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? ? ? 設備管理
? ? ? ?制造企業在規劃智能工廠時，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，實現邊測量、邊加工，對熱變形、刀具磨損產生的誤差進行補償，企業也開始應用車銑復合加工中心，很多企業在設備上下料時采用了工業機器人。
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設備管理系統
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? ? ? ?未來的工廠中，金屬增材制造設備將與切削加工（減材）、成型加工（等材）等設備組合起來，極大地提高材料利用率。除了六軸的工業機器人之外，還應該考慮SCARA機器人和并聯機器人的應用，而協作機器人則將會出現在生產線上，配合工人提高作業效率。
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? ? ? 能源管理
? ? ? ?為了降低智能工廠的綜合能耗，提高勞動生產率，特別是對于高能耗的工廠，進行能源管理是非常有必要的。采集能耗監測點（變配電、照明、空調、電梯、給排水、熱水機組和重點設備）的能耗和運行信息，形成能耗的分類、分項、分區域統計分析，可以對能源進行統一調度、優化能源介質平衡，達到優化使用能源的目的。
? ? ? ?同時，通過采集重點設備的實時能耗，還可以準確知道設備的運行狀態（關機、開機還是在加工），從而自動計算OEE。通過感知設備能耗的突發波動，還可以預測刀具和設備故障。此外，企業也可以考慮在工廠的屋頂部署光伏系統，提供部分能源。
華工賽百能源管理解決方案?????
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? ? ? 數據可視化
? ? ? ?數據大屏是當前流行的數據可視化工具，它將工廠、車間、倉庫、實驗室的關鍵業務指標以可視化的方式展示到大屏上，不僅能讓生產人員快速從繁雜的業務數據中找到目標數據，還可以對決策者起到輔助作用。隨著可視化時代的到來，規?；a的出現，華工賽百不斷更新HG-BI工業大數據可視化平臺。
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? ? ? ?對于數據可視化，很多人會理解成頁面設計，認為沒有什么難度。如果在單純的技術層面解讀也許沒有問題，但更多的價值是數據維度的設計，這些并不是技術難度，而是業務難度。這其中核心的價值是數據分析的結果是否有用，圖表分析目的是讓更多的人看得懂，分析維度的準確更加重要。所以，單純的數據呈現已經不能滿足當前的需求，數據可視化，要從業務角度、技術角度、交互角度、美術設計角度、算法角度綜合考慮。
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?智慧橋梁項目數據可視化
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? ? ? ?華工賽百HG-BI工業大數據可視化平臺基于多年來對各個行業的業務理解和多種智能裝備數據采集項目實施經驗，用5G網絡和高速計算機實現工業數據的實時更新、分類整理、快速查詢、及時反饋等?？赏献У淖远x界面，有效展示經過提煉的、有價值的數據，并且通過權限設置，杜絕一些敏感數據（工藝配方、個人信息）的泄露風險。
