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隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)4.0、數(shù)字孿生、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等概念的出現(xiàn)和普及，“智慧工廠”也悄然興起。作為工業(yè)4.0的大難題，智慧工廠可謂貫穿產(chǎn)業(yè)升級全過程，到底什么是智慧工廠？

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智慧工廠的定義

智慧工廠是現(xiàn)代工廠信息化發(fā)展的新階段。是在數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)上，利用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)和設(shè)備監(jiān)控技術(shù)加強信息管理和服務(wù)；清楚掌握產(chǎn)銷流程、提高生產(chǎn)過程的可控性、減少生產(chǎn)線上人工的干預(yù)、及時正確地采集生產(chǎn)線數(shù)據(jù)，以及合理的生產(chǎn)計劃編排與生產(chǎn)進度。并加上綠色智能的手段和智能系統(tǒng)等新興技術(shù)于一體，構(gòu)建一個高效節(jié)能的、綠色環(huán)保的、環(huán)境舒適的人性化工廠。

自德國政府于2013年在漢諾威工業(yè)博覽會上正式公布，“工業(yè)4.0”概念就已席卷全球，并被認為是以信息物理系統(tǒng)（CPS）技術(shù)為核心的第四次工業(yè)革命。

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智慧工廠的主要特征

“智慧工廠”的發(fā)展，是智能工業(yè)發(fā)展的新方向。特征體現(xiàn)在制造生產(chǎn)上：

①、利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)設(shè)備間高效的信息互聯(lián)，數(shù)字工廠向“物聯(lián)工廠”升級，操作人員可實現(xiàn)獲取生產(chǎn)設(shè)備、物料、成品相互間的動態(tài)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，滿足工廠24小時監(jiān)測需求；

②、基于龐大數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘與分析，使工廠具備自我學(xué)習(xí)能力，并在此基礎(chǔ)上完成能源消耗的優(yōu)化、生產(chǎn)決策的自動判斷等任務(wù)；

③、引入基于計算機數(shù)控機床、機器人等高度智能化的自動化生產(chǎn)線，滿足個性化定制柔性化生產(chǎn)需求，有效縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，并同時大幅降低產(chǎn)品成本；

④、配套智能物流倉儲系統(tǒng)，通過自動化立體倉庫、自動輸送分揀系統(tǒng)、智能倉儲管理系統(tǒng)等實現(xiàn)倉庫管理過程中各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)錄入的實時性以及對于貨物出入庫管理的高效性；

⑤、工廠內(nèi)配備電子看板顯示生產(chǎn)的實時動態(tài)，同時，操作人員可遠程參與生產(chǎn)過程的修正或指揮。

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智慧工廠的功能模塊

①、智能倉儲：自動備料，自動上料

智能倉儲轉(zhuǎn)運系統(tǒng)（WCS、WMS、TCS）：成品（半成品）自動轉(zhuǎn)運，自動出入庫，倉庫管理實現(xiàn)完全自動化。智能倉儲轉(zhuǎn)運系統(tǒng)扮演著工廠生產(chǎn)調(diào)度者的重要角色，它接收來自生產(chǎn)車間的成品（半成品），轉(zhuǎn)運來自訂單需求的成品（或下一級生產(chǎn)車間的半成品加工需求）。

②、智能車間：自動生產(chǎn)，組裝，包裝

智能車間為整個智慧工廠的核心功能模塊，它在原有工廠電氣化的基礎(chǔ)上進行升級改造，加裝各種控制器，將生產(chǎn)過程變得簡單易學(xué)，可實現(xiàn)工人的快速培訓(xùn)、快速上崗、減少培訓(xùn)費用支出，降低生產(chǎn)成本。

③、智能品質(zhì)管控：自動品質(zhì)管控

智能品質(zhì)管控依托工廠大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，對智慧工廠品質(zhì)管控環(huán)節(jié)歷史數(shù)據(jù)以及當前數(shù)據(jù)進行處理分析，搭建計算機視覺識別網(wǎng)絡(luò)，運用統(tǒng)計學(xué)原理對產(chǎn)品進行精準品質(zhì)分析，避免殘次品流入市場，影響企業(yè)品牌形象。

④、集成其他系統(tǒng)：與ERP,MES系統(tǒng)集成

與工廠現(xiàn)有ERP和MES系統(tǒng)集成，實現(xiàn)訂單、原料管控、人員管理、成本分析、生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)具體實施、倉儲物流、成品進入市場全過程無縫銜接，工廠生產(chǎn)管理完全智能化。

⑤、追溯管理：對材料，生產(chǎn)環(huán)節(jié)，品質(zhì)管控等各個環(huán)節(jié)的追溯

產(chǎn)品問題追溯一直是困擾工廠生產(chǎn)的較為嚴重問題之一，產(chǎn)品追溯系統(tǒng)從半成品開始就生成此項產(chǎn)品的唯一工廠標識碼，存在于整個生產(chǎn)周期，通過追溯標識碼可以定位到其生產(chǎn)機臺，轉(zhuǎn)運時間，入庫時間，存儲庫位信息，出庫時間，有效降低不合格品的管理成本，做到責任到人。

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智慧工廠的基本架構(gòu)

智慧工廠擁有三個層次的基本架構(gòu)，分別為頂層的計劃層、中間層的執(zhí)行層以及底層的設(shè)備控制層，大致可對應(yīng)為ERP系統(tǒng)（企業(yè)資源計劃）、MES系統(tǒng)（制造執(zhí)行系統(tǒng)）以及PCS系統(tǒng)（過程控制系統(tǒng)）。

智慧工廠的基本結(jié)構(gòu)

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智慧工廠的下游應(yīng)用

按MES系統(tǒng)的分類，智慧工廠的下游行業(yè)可粗略地劃分為離散型與流程型。其中，離散型行業(yè)主要包括機械、航空航天、汽車等，流程性行業(yè)主要包括石油化工、生物醫(yī)藥、食品飲料、紡織等。

智慧工廠的主要下游應(yīng)用