游伴奏

一直以來，自動(dòng)化在某種程度上始終是工廠的一部分，甚至高水平的自動(dòng)化也非新生事物。然而，“自動(dòng)化”一詞通常表示單一且獨(dú)立的任務(wù)或流程的執(zhí)行。過去，機(jī)器自行“決策”的情況往往是以自動(dòng)化為基礎(chǔ)的線性行為，如基于一套預(yù)定的規(guī)則完成燙金版的合壓與離壓。隨著人工智能的引入，以及成熟度不斷深化的信息物理系統(tǒng)將實(shí)體機(jī)器與業(yè)務(wù)流程相結(jié)合，自動(dòng)化日益覆蓋了通常由人類進(jìn)行的復(fù)雜優(yōu)化決策。由此，“智能工廠”逐漸進(jìn)入工業(yè)化視野。智能工廠是通過互聯(lián)互通的信息技術(shù)/運(yùn)營技術(shù)格局，實(shí)現(xiàn)工廠車間決策及洞察與供應(yīng)鏈以及整個(gè)企業(yè)其他部分的融合。這將從根本上改變生產(chǎn)流程，大大增強(qiáng)與供應(yīng)商和客戶之間的聯(lián)系。

通過以上描述，我們可清楚地了解智能工廠并不僅僅是簡單的自動(dòng)化。智能工廠代表了從傳統(tǒng)自動(dòng)化向完全互聯(lián)和柔性系統(tǒng)的飛躍，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)技術(shù)、設(shè)備監(jiān)控技術(shù)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(shí)準(zhǔn)確地采集生產(chǎn)線數(shù)據(jù)，以合理編排生產(chǎn)計(jì)劃與生產(chǎn)進(jìn)度，并通過綠色智能手段和智能系統(tǒng)等新興技術(shù)的運(yùn)用，構(gòu)建一個(gè)高效節(jié)能、綠色環(huán)保、環(huán)境舒適的人性化工廠。其表現(xiàn)為三大特征：①包括生產(chǎn)設(shè)備、機(jī)器人、操作人員、物料和成品等信息基礎(chǔ)設(shè)施的高度互聯(lián);②系統(tǒng)之間可以及時(shí)進(jìn)行信息傳輸和對(duì)接;③從柔性化、敏捷化、智能化到信息化。

隨著工業(yè)4.0時(shí)代的到來，以及在《印刷業(yè)“十三五”時(shí)期發(fā)展規(guī)劃》和《中國制造2025》等相關(guān)政策的指引下，印刷工廠都希望能夠整合全系統(tǒng)內(nèi)的物理資產(chǎn)、運(yùn)營資產(chǎn)和人力資本，對(duì)環(huán)境的調(diào)整能力能夠?qū)崿F(xiàn)不同產(chǎn)品需要，實(shí)現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)，同時(shí)能控制這種個(gè)性化生產(chǎn)所帶來的成本飆升問題，推動(dòng)制造、維護(hù)、庫存跟蹤、通過數(shù)字孿生實(shí)現(xiàn)運(yùn)營數(shù)字化以及整個(gè)制造網(wǎng)絡(luò)中其他類型的活動(dòng)，逐步建設(shè)完成具備三大特征的智能印刷工廠。

人、機(jī)、物等信息基礎(chǔ)設(shè)施的高度互聯(lián)

智能制造的核心在于數(shù)據(jù)，智能工廠的核心在于連接，如果生產(chǎn)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)設(shè)備、機(jī)器人、操作人員、物料和成品等元素之間沒有實(shí)現(xiàn)互相連接，則發(fā)揮不了智能工廠的作用。受傳統(tǒng)印刷市場萎縮和生產(chǎn)成本增長等眾多因素影響，印刷行業(yè)加速洗牌。知識(shí)經(jīng)濟(jì)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息化對(duì)傳統(tǒng)的管理觀念和模式形成了極大沖擊和挑戰(zhàn)。印刷企業(yè)要在這樣的態(tài)勢(shì)中繼續(xù)生存下去并保持持續(xù)增長和發(fā)展，就必須轉(zhuǎn)型升級(jí)，走創(chuàng)新管理之路：通過建立一套科學(xué)的印刷企業(yè)信息管理系統(tǒng)，將企業(yè)包括人力、資金、信息、物料、設(shè)備、技術(shù)等方面資源，經(jīng)過數(shù)據(jù)的采集、匯總、分析，作用于企業(yè)管理和決策，提高生產(chǎn)效率和管理效率，降低生產(chǎn)成本和管理成本，以此讓企業(yè)在當(dāng)前激烈的競爭中立于不敗之地，并實(shí)現(xiàn)印刷企業(yè)可持續(xù)、高效率、綠色的發(fā)展。

例如，九星印刷以往的信息采集是手工或者通過版本較低的ERP系統(tǒng)完成，現(xiàn)如今該方面有較大升級(jí)，包括傳感器、具有深度分析能力的OA或ERP系統(tǒng)建設(shè)，將整個(gè)工廠的運(yùn)作分為“信息流”和“物品流”兩條線。突出的一點(diǎn)便是物料信息流處方化。隨著定制化、個(gè)性化需求日益增多，每個(gè)工廠的物料庫存便會(huì)上漲。品種越來越多，需求量越來越少，這一方面會(huì)影響整個(gè)生產(chǎn)內(nèi)部運(yùn)作，同時(shí)也會(huì)沉淀部分資金。所以，通過升級(jí)改造，訂單就像醫(yī)院的處方一樣，這個(gè)產(chǎn)品做出去要發(fā)什么、大概的成本在哪兒，一目了然。

在包裝產(chǎn)品個(gè)性化、高端化需求的推動(dòng)下，上海艾錄對(duì)生產(chǎn)流水線系統(tǒng)進(jìn)行全面升級(jí)改造，所有的關(guān)鍵設(shè)備都從德國W&H進(jìn)口，積極倡導(dǎo)生產(chǎn)過程信息化、集約化管控，全力推進(jìn)工廠物聯(lián)網(wǎng);通過云平臺(tái)，對(duì)原料進(jìn)行管理;通過交互式下單與智能制造管理，對(duì)訂單與生產(chǎn)進(jìn)行管理;通過智能倉儲(chǔ)與智慧物流配送服務(wù)，對(duì)車輛運(yùn)輸進(jìn)行管理，提高包裝效率，幾百人可以完成幾千人的產(chǎn)品。

談到“上下互通、整體互聯(lián)”這一目標(biāo)，龍利得股份的生產(chǎn)副總徐強(qiáng)說，他們把ERP系統(tǒng)與生產(chǎn)設(shè)備上的生產(chǎn)管理系統(tǒng)、PLC（可編程邏輯控制器）系統(tǒng)連接在一起，使企業(yè)的管理信息能第一時(shí)間傳輸?shù)矫颗_(tái)機(jī)器的芯片系統(tǒng)，控制生產(chǎn)環(huán)節(jié);機(jī)器的芯片系統(tǒng)也能將生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)狡髽I(yè)管理系統(tǒng)，讓企業(yè)優(yōu)化管理。隨著生產(chǎn)管理系統(tǒng)和PLC積累的數(shù)據(jù)越來越多，生產(chǎn)設(shè)備會(huì)越來越聰明，自行按照一套標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)某種類型的產(chǎn)品。

互聯(lián)或許是智能工廠最重要的特征，同時(shí)也是其最大的價(jià)值所在。智能工廠須確?；玖鞒膛c物料的互聯(lián)互通，以生成實(shí)時(shí)決策所需的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。在真正意義的印刷智能工廠中，傳感器遍布各項(xiàng)資產(chǎn)印刷工廠中，賦予生產(chǎn)設(shè)備、機(jī)器人、操作人員、物料和成品等信息基礎(chǔ)設(shè)施唯一的ID，實(shí)現(xiàn)各類元素的高度互聯(lián)，是信息化的唯一方式，也是智能化的必備基礎(chǔ)。

系統(tǒng)間實(shí)時(shí)信息傳輸與對(duì)接

實(shí)時(shí)信息傳輸與對(duì)接以人、物、機(jī)器與系統(tǒng)為基本要素，以物聯(lián)網(wǎng)作為基礎(chǔ)，通過傳感器、RFID、二維碼和無線局域網(wǎng)等實(shí)現(xiàn)信息的實(shí)時(shí)采集，通過PLC和本地及遠(yuǎn)程服務(wù)器實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面的交互，在本地服務(wù)器和云存儲(chǔ)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)讀寫，在ERP、PLM、MES和SCADA等平臺(tái)實(shí)現(xiàn)無縫對(duì)接，從而達(dá)到信息的實(shí)時(shí)傳輸，實(shí)現(xiàn)人機(jī)的實(shí)時(shí)性協(xié)作運(yùn)轉(zhuǎn)。

實(shí)現(xiàn)智能印刷工廠各個(gè)生產(chǎn)單元、各個(gè)車間的實(shí)時(shí)信息通訊，一方面可以通過這些技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能工廠內(nèi)部從訂單、采購、生產(chǎn)與設(shè)計(jì)等的信息實(shí)時(shí)處理與通暢;另一方面相關(guān)設(shè)計(jì)供應(yīng)商、采購供應(yīng)商、服務(wù)商和客戶等與智能工廠實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，確保生產(chǎn)信息、服務(wù)信息等的同步，采購供應(yīng)商隨時(shí)可以提取生產(chǎn)訂單信息，客戶隨時(shí)可以提交自己的個(gè)性化訂單且可以查詢自己訂單的生產(chǎn)進(jìn)展，服務(wù)商隨時(shí)保持與客戶等的溝通與相關(guān)事物 ? ?處理。

例如，盛通股份通過信息化將原來的粗放管理變精細(xì)化，實(shí)現(xiàn)商流、物流、資金流同步發(fā)展以及生產(chǎn)、供應(yīng)鏈、財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)共享與實(shí)時(shí)監(jiān)控，從而更加精準(zhǔn)地對(duì)生產(chǎn)流程進(jìn)行管控。2016年，深圳冠為在一期項(xiàng)目中初步搭建了WiFi智能工廠體系，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品研發(fā)、多產(chǎn)品管理、供應(yīng)鏈管理、質(zhì)量管理、生產(chǎn)協(xié)同、財(cái)務(wù)管理、產(chǎn)品追溯、成本分析和報(bào)表管理的數(shù)據(jù)化，將可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)指令實(shí)時(shí)接收、實(shí)時(shí)調(diào)度、進(jìn)度實(shí)時(shí)反饋、效率分析和經(jīng)營分析等，真正實(shí)現(xiàn)精益生產(chǎn)和精益流程。裕同科技也利用ERP（SAP）、MES、WMS等系統(tǒng)集成，有效對(duì)物料、訂單、人員、倉儲(chǔ)等控制管理，實(shí)現(xiàn)整個(gè)企業(yè)的訂單、人員、倉儲(chǔ)和成本等的實(shí)時(shí)綜合規(guī)劃與管理。通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)可視化，將從流程與成品或半成品獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并轉(zhuǎn)變?yōu)榍袑?shí)可行的洞見，從而協(xié)助人工以及自動(dòng)化決策流程。

隨著數(shù)字化的發(fā)展，制造工業(yè)在工廠里安裝了大量的組件和設(shè)備，對(duì)工廠系統(tǒng)的全面了解、實(shí)時(shí)追蹤變得越來越重要。印刷企業(yè)如何組織和管理生產(chǎn)以適應(yīng)客戶個(gè)性化需求快捷生產(chǎn)的同時(shí)還能提高工作效率，如何在復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境中提供更好的現(xiàn)場服務(wù)，是當(dāng)前印刷業(yè)也是制造業(yè)面臨的共同挑戰(zhàn)。而5G的快速發(fā)展，將以高數(shù)據(jù)傳輸速率、高帶寬、超短延遲的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的傳輸與對(duì)接，為智能工廠的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集、參數(shù)傳輸?shù)忍峁┍Ｕ稀?/p>

從柔性化、敏捷化、智能化到信息化

從柔性化、敏捷化、智能化到信息化，這是印刷智能工廠的發(fā)展趨勢(shì)。每個(gè)階段，柔性化對(duì)環(huán)境的調(diào)整能力能夠?qū)崿F(xiàn)不同產(chǎn)品需要，實(shí)現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)，同時(shí)能控制這種個(gè)性化生產(chǎn)所帶來的成本飆升問題。當(dāng)前印刷業(yè)的轉(zhuǎn)型可以看作是自動(dòng)化升級(jí)和信息技術(shù)的融合提升，這不僅僅是自動(dòng)化和機(jī)器換人，而且工廠能實(shí)現(xiàn)自主化決策，靈活生產(chǎn)出多樣化的印刷產(chǎn)品，并能快速應(yīng)對(duì)更多的市場變化。

為了滿足全球各地不同市場對(duì)印刷產(chǎn)品的多樣化、個(gè)性化需求，印刷企業(yè)內(nèi)部需要更新現(xiàn)有的生產(chǎn)模式，基于柔性技術(shù)的生產(chǎn)模式成為趨勢(shì)。即在最少人的干預(yù)下，能夠生產(chǎn)任何范圍的產(chǎn)品族，系統(tǒng)的柔性通常受到系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)所考慮的產(chǎn)品族的限制。柔性生產(chǎn)的到來，催生了對(duì)新技術(shù)的需求。

所以，人工智能和制造系統(tǒng)的結(jié)合是必然的，利用機(jī)器學(xué)習(xí)、模式識(shí)別、認(rèn)知分析等算法模型，以提升工廠控制管理系統(tǒng)的能力，實(shí)現(xiàn)所謂的智能制造，才能使企業(yè)在今天競爭激烈的環(huán)境獲得更好的優(yōu)勢(shì)。榮彩科技致力于打造集自動(dòng)化、信息化、智能化于一體的物聯(lián)網(wǎng)與智慧工廠整體解決方案，通過建立生產(chǎn)控制中心，以三維虛擬化方式實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場生產(chǎn)運(yùn)作情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)人員、設(shè)備和物料等制造資源的監(jiān)控與調(diào)度，形成基于車間現(xiàn)場實(shí)時(shí)狀態(tài)信息和可視化監(jiān)控、智能化協(xié)同交互決策的新型業(yè)務(wù)管理模式。賢俊龍針對(duì)個(gè)性化市場的柔性化生產(chǎn)需求，大力發(fā)展“可變印刷，按需印刷”的服務(wù)模式，積極布局設(shè)備柔性化、智能化建設(shè)，一張即印，即刻印取。對(duì)于產(chǎn)品印刷缺陷能夠?qū)崿F(xiàn)在線檢測(cè)并自動(dòng)剔除，還可實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程維護(hù)與故障診斷。

陜西北人智能印刷工廠包含了企業(yè)資源計(jì)劃ERP、生產(chǎn)制造執(zhí)行MES、智能倉儲(chǔ)WMS、智能物流AGVS、數(shù)據(jù)采集、智能生產(chǎn)設(shè)備及配套裝置、智能包裝產(chǎn)線、生產(chǎn)中央控制等系統(tǒng)。通過對(duì)各系統(tǒng)間無縫連接、互相聯(lián)通，以信息流驅(qū)動(dòng)物流，實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)的信息流與物流的高度統(tǒng)一，讓生產(chǎn)人員只專注于產(chǎn)品本身，而不必考慮其他因素。透明化的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步擴(kuò)大對(duì)印刷設(shè)備運(yùn)行情況的認(rèn)識(shí)，并通過基于角色的觀點(diǎn)、實(shí)時(shí)警告與通知以及實(shí)時(shí)追蹤與監(jiān)控等手段，確保企業(yè)決策更加精準(zhǔn)。

智能印刷工廠應(yīng)具備敏捷的靈活性，可快速適應(yīng)生產(chǎn)進(jìn)度以及產(chǎn)品變更，并將其影響降至最低。先進(jìn)的智能工廠還可根據(jù)正在生產(chǎn)的產(chǎn)品以及進(jìn)度變更，自動(dòng)配置印刷設(shè)備與物料流程，進(jìn)而實(shí)時(shí)掌控這些變更所造成的影響。此外，靈活性還促使智能工廠在進(jìn)度與產(chǎn)品發(fā)生變更時(shí)，最大程度上降低調(diào)整幅度，從而提高運(yùn)行時(shí)間與產(chǎn)量并確保靈活的訂單進(jìn)度安排。

智能印刷工廠以數(shù)字化智能制造為核心，以互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)為兩翼。在生產(chǎn)過程中，人只是生產(chǎn)指令的組織者和計(jì)劃變更的協(xié)調(diào)者，由智能軟件系統(tǒng)和自動(dòng)化的裝置來執(zhí)行生產(chǎn)任務(wù)，從而將印前、印刷和印后整個(gè)生產(chǎn)流程整合為一體，各工藝環(huán)節(jié)柔性化配合，通過真實(shí)的數(shù)據(jù)分析與總結(jié)，以敏捷化決策實(shí)現(xiàn)工廠的信息化運(yùn)營。

結(jié)語

當(dāng)前，印刷企業(yè)面臨著巨大的轉(zhuǎn)型壓力。勞動(dòng)力成本迅速攀升、產(chǎn)能過剩、競爭激烈、客戶個(gè)性化需求日益增長等因素，迫使制造企業(yè)從低成本競爭策略轉(zhuǎn)向建立差異化競爭優(yōu)勢(shì)。而物聯(lián)網(wǎng)、協(xié)作機(jī)器人、增材制造、預(yù)測(cè)性維護(hù)、機(jī)器視覺等新興技術(shù)迅速興起，為制造企業(yè)推進(jìn)智能工廠建設(shè)提供了良好的技術(shù)支撐。再加上國家和地方政府的大力扶持，使行業(yè)越來越多的大中型企業(yè)開啟了智能工廠建設(shè)的征程。

智能印刷工廠是一個(gè)柔性系統(tǒng)，能夠自行優(yōu)化整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的表現(xiàn)，自行適應(yīng)并實(shí)時(shí)或近實(shí)時(shí)學(xué)習(xí)新的環(huán)境條件，并自動(dòng)運(yùn)行整個(gè)印刷生產(chǎn)流程。能夠在工廠車間內(nèi)自動(dòng)運(yùn)作，同時(shí)與具有類似生產(chǎn)系統(tǒng)的全球網(wǎng)絡(luò)甚至整個(gè)數(shù)字化供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。其真正強(qiáng)大之處在于其根據(jù)企業(yè)不斷變化的需要發(fā)展和成長的能力，無論這些需要是客戶需求的轉(zhuǎn)變、進(jìn)入新市場的擴(kuò)張、新產(chǎn)品或服務(wù)的開發(fā)，還是預(yù)測(cè)性更強(qiáng)、響應(yīng)度更高的運(yùn)行和維護(hù)方法、新流程或技術(shù)的引入，或是生產(chǎn)流程的準(zhǔn)實(shí)時(shí)變化。由于具備更為強(qiáng)大的計(jì)算和分析能力，并擁有更為廣泛的智能互聯(lián)資產(chǎn)生態(tài)系統(tǒng)，智能工廠能使印刷企業(yè)以過去相對(duì)困難甚至不可能的方式適應(yīng)變化。

未來，建設(shè)智能印刷工廠無疑是印刷企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要方式，這也是當(dāng)代印刷行業(yè)發(fā)展的大勢(shì)所趨?；诳蛻魝€(gè)性化需求及激烈競爭的市場環(huán)境下，傳統(tǒng)印刷企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，都將向柔性化、敏捷化、智能化、信息化方向發(fā)展。但是，智能工廠的建設(shè)應(yīng)圍繞企業(yè)的中長期發(fā)展戰(zhàn)略，根據(jù)自身印刷產(chǎn)品、工藝、設(shè)備和訂單的特點(diǎn)，合理規(guī)劃智能工廠的建設(shè)藍(lán)圖。在推進(jìn)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上，從最緊迫需要解決的問題入手，由點(diǎn)及面，逐步布局，務(wù)實(shí)推進(jìn)智能工廠的 ?建設(shè)。

責(zé)任編輯：薛金萍 xjp@cprint.cn