智能制造介绍三-杭州涵湛软件有限公司

智能制造介绍三

2016/6/9 18:35:26 点击：

6.智能工厂(Smart Factory)

一个工厂通常由多个车间组成，大型企业有多个工厂。前文已经提到了智能工厂与数字化工厂的区别，一个普遍的共识是，仅仅有自动化生产线和一大堆机器人，并不是智能工厂。作为智能工厂，不仅生产过程应实现自动化、透明化、可视化、精益化，同时，产品检测、质量检验和分析、生产物流也应当与生产过程实现闭环集成。一个工厂的多个车间之间要实现信息共享、准时配送、协同作业。一些离散制造企业也建立了类似流程制造企业那样的生产指挥中心，对整个工厂进行指挥和调度，及时发现和解决突发问题，这也是智能工厂的重要标志。智能工厂必须依赖无缝集成的信息系统支撑，主要包括PLM、ERP、CRM、SCM和MES五大核心系统。大型企业的智能工厂需要应用ERP系统制定多个车间的生产计划(Production planning)，并由MES系统根据各个车间的生产计划进行详细排产(production scheduling)，MES排产的粒度是天、小时，甚至分钟。MES是一个企业级的实时信息系统，MES的选型绝不允许各个车间或分厂各自为政。

三星开展了移动工厂(Mobile plant)的实践，工人可以通过智能手机查询工单，可以开视频会议，维修人员碰到疑难问题，可以通过手机视频寻求专家解答，还给智能手机配备了RFID和条码扫描的接口，这也是一个智能工厂的创新实践。还有一些企业实现了刀具管理的智能化，通过在刀柄上植入RFID芯片，对刀具的全生命周期进行管理，从而提高刀具的使用寿命。智能工厂还应当重视利用智能的检测仪器，检测结果直接进入信息系统，无需人工干预。而展望未来，AR(Augmented Reality，增强现实)技术也将在智能工厂大显身手。工人带上AR眼镜，就可以“看到”需要操作的工作位置，例如，需要拧紧螺栓的地方，拧紧力矩OK，也会有相应提示，从而提高作业人员的工作效率。

最近，美国GE公司宣布将工业互联网平台Predix开放。我理解，Predix实际上就是智能工厂的一个集成化的开发平台，GE力图抢占“工业操作系统”的阵地，成为智能工厂领域的“微软”。而思科公司提出万物互联(Internet of Everthing,IOE)理念、技术和解决方案，也可以支撑智能服务和智能工厂。

7.智能研发(Smart R&D)

离散制造企业在产品研发方面，已经应用了CAD/CAM/CAE/CAPP/EDA等工具软件和PDM/PLM系统，但是e-works在为制造企业提供咨询服务的过程中发现，很多企业应用这些软件的水平并不高。比如，很多企业还处于二维CAD和三维CAD软件混用的阶段，存档依然是二维，没有实现全三维设计(MBD，基于模型的产品定义);应用仿真技术仍然处于事后验证，没有实现仿真驱动设计;虽然应用了PDM系统，但还没有建立企业内部的通用件库，重用率不高;对工程/制造/服务BOM的管理还不到位等等。企业要开发智能产品，需要机电软多学科的协同配合;要缩短产品研发周期，需要深入应用仿真技术，建立虚拟数字化样机，实现多学科仿真，通过仿真减少实物试验;需要贯彻标准化、系列化、模块化的思想，以支持大批量客户定制或产品个性化定制;需要将仿真技术与试验管理结合起来，以提高仿真结果的置信度。流程制造企业已开始应用PLM系统实现工艺管理和配方管理，LIMS(实验室信息管理系统)系统比较广泛。

目前，在产品研发方面，已经出现了一些智能化的软件系统，成为智能研发的具体体现。例如Geometric的DFM PRO软件可以自动判断三维模型的工艺特征是否可制造、可装配、可拆卸;CAD Doctor软件可以自动分析三维模型中存在的问题;基于互联网与客户、供应商和合作伙伴协同设计，也是智能研发的创新形式;Altair的拓扑优化技术可以在满足产品功能的前提下，减轻结构的重量;系统仿真技术可以在概念设计阶段，分析与优化产品性能，这方面达索系统、西门子(LMS)已有成熟的技术，天喻软件也开发出系统仿真的平台，并在中国商飞得到应用;PLM向前延伸到需求管理，向后拓展到工艺管理，例如，西门子的Teamcenter Manufacturing系统将工艺结构化，可以更好地实现典型工艺的重用;开目软件推出的基于三维的装配CAPP、机加工CAPP，以及参数化CAPP也具有了一定智能，华天软件、湃睿软件也有类似产品;此外，索为高科和金航数码合作，开发了面向飞机机翼、起落架等大部件的快速设计系统，也是一种智能研发的软件，可以大大提高产品设计效率。

汽车整车企业和设计公司广泛应用Cave技术，利用虚拟现实技术辅助产品研发，也是一个智能研发技术。全球PLM领导厂商之一，达索系统公司提出了三维体验(3D Experience)的理念，在VR和AR方面提供了解决方案。仿真巨头ANSYS在多学科仿真技术方面已有很大突破，而仿真领域的先驱MSC.Software2014年发布了APEX，将CAD和CAE实现了融合，易学易用性得到极大提升。安世亚太最近提出工业再设计的理念，将仿真技术与精密制造紧密结合，可以将以为需要多个零件分散制造融合为一个复杂零件，从而提升了零件的工艺性能，降低了零件的重量。

8.智能管理(Smart Management)

一谈到管理，大家都会想到ERP(企业资源计划)系统。记得在2003年，国内就曾经出现过ERP过时的说法，事实上时至今日，ERP仍然是制造企业实现现代化管理的基石。以销定产是ERP最基本的思想，MRP(物料需求计划)是ERP的核心。制造企业核心的运营管理系统还包括人力资产管理系统(HCM)、客户关系管理系统(CRM)、企业资产管理系统(EAM)、能源管理系统(EMS)、供应商关系管理系统(SRM)、企业门户(EP)、业务流程管理系统(BPM)等，国内企业也把办公自动化(OA)作为一个核心信息系统。为了统一管理企业的核心主数据，近年来主数据管理(MDM)也在大型企业开始部署应用。实现智能管理和智能决策，最重要的条件是基础数据准确和主要信息系统无缝集成。

智能管理主要体现在与移动应用、云计算和电子商务的结合。例如，移动版的CRM系统可以自动根据位置服务确定销售人员是否按计划拜访了特定客户;许多消费品制造企业实现了全渠道营销，实现了多个网店系统与ERP系统的无缝集成，从而实现自动派单。此外，主流电梯制造企业纷纷研发了销售配置器软件系统，可以让销售人员根据客户的需求灵活地进行产品配置，快速进行报价，美国主流管理软件Epicor也包含了配置器功能。戴尔公司是基于互联网实现在线选配的先驱，宝马汽车也提供了在线选配的功能，海尔也开始了这方面的实践。业务流程管理(BPM)软件可以实现对业务流程进行建模，实现业务流程的可视化、模拟与优化，这也是一个典型的智能管理应用。