文/李建安 唐麗雯 朱曉琳 鄭雅詩(shī) 廣東東軟學(xué)院

中國(guó)擁有較大數(shù)量的傳統(tǒng)生產(chǎn)企業(yè)，這些企業(yè)基本延續(xù)著高污染、高能耗、低效率的生產(chǎn)模式，急需通過(guò)智能工廠系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行改革。

工業(yè)改革存在的問(wèn)題

待轉(zhuǎn)型企業(yè)存在的問(wèn)題：

倉(cāng)庫(kù)流程混亂。傳統(tǒng)企業(yè)多存在缺乏流程的倉(cāng)庫(kù)管理問(wèn)題，許多操作員不需要登記便可直接接觸原材料，獲取原料后僅需人工登記，無(wú)法確保信息真實(shí)性和準(zhǔn)確性。通常存在配送信息無(wú)法及時(shí)核查，長(zhǎng)時(shí)間物料信息混亂引發(fā)后續(xù)低效率生產(chǎn)等一系列問(wèn)題。在陶瓷行業(yè)，粘土、石英、長(zhǎng)石等三大類礦山原料和一些化工原料通常會(huì)存放于倉(cāng)庫(kù)，但時(shí)常發(fā)生配送不及時(shí)、物料投放生產(chǎn)車(chē)間不匹配等問(wèn)題。

數(shù)據(jù)孤島。傳統(tǒng)陶瓷工廠生產(chǎn)流程不透明，物料使用不清晰，同時(shí)由于許多傳統(tǒng)企業(yè)未與云端聯(lián)通，物料信息僅存在于記錄表中，容易導(dǎo)致遺漏物料或數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確、不精細(xì)。

傳統(tǒng)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)中存在的問(wèn)題：

缺乏科學(xué)戰(zhàn)略的指引。數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略是指支持企業(yè)由數(shù)字技術(shù)應(yīng)用所帶來(lái)的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型以及轉(zhuǎn)型中和轉(zhuǎn)型后企業(yè)經(jīng)營(yíng)發(fā)展的戰(zhàn)略定位。傳統(tǒng)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)缺乏科學(xué)的戰(zhàn)略指引，具體表現(xiàn)在：傳統(tǒng)工業(yè)制造業(yè)企業(yè)缺乏對(duì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的了解；企業(yè)對(duì)轉(zhuǎn)型升級(jí)的認(rèn)知范圍較小、較模糊；企業(yè)把數(shù)字化轉(zhuǎn)型的目標(biāo)和戰(zhàn)略混為一談，缺少真正的戰(zhàn)略規(guī)劃。

戰(zhàn)略與模式不匹配。在陶瓷工廠轉(zhuǎn)型升級(jí)的過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)，經(jīng)常出現(xiàn)企業(yè)戰(zhàn)略與轉(zhuǎn)型升級(jí)方向存在偏差的情況，企業(yè)缺乏數(shù)字化管理，長(zhǎng)期的傳統(tǒng)模式導(dǎo)致工廠無(wú)法及時(shí)有效改變戰(zhàn)略方針。在數(shù)字化轉(zhuǎn)型實(shí)踐中，不少企業(yè)選擇的轉(zhuǎn)型模式與其戰(zhàn)略無(wú)法匹配，即企業(yè)的轉(zhuǎn)型實(shí)踐偏離了數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略，導(dǎo)致企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略無(wú)法得到有效貫徹和實(shí)施。

適應(yīng)能力與新生產(chǎn)模式不匹配。部分工業(yè)改革后的智能工廠存在操作較為復(fù)雜，使用難度較大等問(wèn)題，導(dǎo)致員工無(wú)法直接上崗，需要額外聘請(qǐng)高技能人才操作，增加了企業(yè)負(fù)擔(dān)。工業(yè)改革原本的目的是節(jié)省成本，然后僅僅做到了低成本生產(chǎn)，人工成本卻顯著上升。

智能工廠系統(tǒng)如何運(yùn)作

以MES系統(tǒng)為核心，兩核心三輔助技術(shù)組成管理系統(tǒng)，達(dá)到工廠高效率、低成本生產(chǎn)。以AGV小車(chē)調(diào)度系統(tǒng)智慧調(diào)度物流搬運(yùn)、智能網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)、MOM系統(tǒng)質(zhì)量大數(shù)據(jù)分析質(zhì)量預(yù)測(cè)模型、純B/S跨平臺(tái)架構(gòu)、需求管理（MPR）高級(jí)計(jì)劃排程APS系統(tǒng)為核心，組成智能工廠管理系統(tǒng)。

智能采集網(wǎng)關(guān)組態(tài)軟件。為用戶提供組態(tài)編輯器，用戶可以通過(guò)組態(tài)編輯器簡(jiǎn)單的拖拽，實(shí)現(xiàn)工藝流程圖，綁定數(shù)據(jù)直觀展示。幫助非專業(yè)工程師通過(guò)圖形化的界面，輕松搭建專業(yè)水準(zhǔn)的可視化應(yīng)用，使員工更方便上手操作。

WMS智能倉(cāng)儲(chǔ)、AGV小車(chē)調(diào)度。通過(guò)設(shè)計(jì)入庫(kù)出庫(kù)系統(tǒng)、區(qū)位理貨、單據(jù)流轉(zhuǎn)、收費(fèi)結(jié)算、報(bào)表圖表分析，可以為企業(yè)提供特種設(shè)備的無(wú)人調(diào)度，打造柔性、現(xiàn)代的智能物流系統(tǒng)。為大型倉(cāng)庫(kù)的日常業(yè)務(wù)處理提供智能化、自動(dòng)化的管理能力，并可作為柔性生產(chǎn)線、柔性裝配線應(yīng)用的基礎(chǔ)。該倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)采用出入庫(kù)消息傳遞、自動(dòng)轉(zhuǎn)向車(chē)輛識(shí)別和類似任務(wù)，執(zhí)行自動(dòng)存儲(chǔ)，同時(shí)解決路線規(guī)劃問(wèn)題期間的更多作業(yè)，實(shí)施擁塞解決方案，智能路徑選擇和擁塞規(guī)劃問(wèn)題，大大降低了勞動(dòng)力成本和勞動(dòng)力負(fù)擔(dān)，并顯著提高倉(cāng)庫(kù)的整體效率。該系統(tǒng)主要分為兩個(gè)子系統(tǒng)：路徑規(guī)劃子系統(tǒng)和機(jī)器人控制子系統(tǒng)。倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)和自動(dòng)化管理器之間的連接是為了確保自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)管理。該系統(tǒng)是自動(dòng)控制卡車(chē)和倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)之間的連接，也是倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)的上層，用于數(shù)據(jù)通信、倉(cāng)庫(kù)數(shù)據(jù)同步、任務(wù)數(shù)據(jù)交換、管理數(shù)據(jù)的日常維護(hù)。

APS系統(tǒng)高級(jí)計(jì)劃排程。針對(duì)傳統(tǒng)運(yùn)檢計(jì)劃的編制與執(zhí)行，依靠工作人員人工編制與現(xiàn)場(chǎng)管控，存在運(yùn)檢計(jì)劃編制緩慢、執(zhí)行管控疏漏等問(wèn)題。為提升運(yùn)檢工作質(zhì)效、保障電網(wǎng)本質(zhì)安全，搭建了運(yùn)檢計(jì)劃數(shù)字化管控系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)比運(yùn)檢業(yè)務(wù)與制造業(yè)業(yè)務(wù)異同點(diǎn)，建立映射模型。系統(tǒng)在生產(chǎn)車(chē)間的基礎(chǔ)上進(jìn)行微應(yīng)用改造，完成運(yùn)檢計(jì)劃數(shù)字化管控系統(tǒng)基本功能與全業(yè)務(wù)工作流程。通過(guò)對(duì)比數(shù)字化管控系統(tǒng)的應(yīng)用，可減少90%信息收集工作，避免因檢修不到位造成質(zhì)量事故。通過(guò)分析運(yùn)檢承載能力、辨識(shí)運(yùn)檢風(fēng)險(xiǎn)、制定差異化運(yùn)檢策略，切實(shí)保障生產(chǎn)安全。

MOM系統(tǒng)架構(gòu)。協(xié)調(diào)管理企業(yè)的人員、設(shè)備、物料和能源等資料，將原材料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品。訂單與物料協(xié)同優(yōu)化模型旨在加強(qiáng)訂單信息與物料需求信息之間的關(guān)聯(lián)強(qiáng)度，通過(guò)針對(duì)生產(chǎn)輸入信息源頭的優(yōu)化處理策略降低配送活動(dòng)的復(fù)雜度，從而降低某些工位資源緊張以及物料供應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)。具有車(chē)輛載重及配送時(shí)間窗約束的配送車(chē)輛路徑優(yōu)化模型，可以針對(duì)產(chǎn)線物料配送任務(wù)制定成本最優(yōu)的車(chē)輛路徑規(guī)劃，該路徑規(guī)劃在滿足各工位物料種類、數(shù)量和時(shí)間等要求的基礎(chǔ)上，使車(chē)輛配送成本最小，從而降低企業(yè)物流成本。最后通過(guò)兩種不同交叉算子的遺傳算法對(duì)路徑最優(yōu)模型進(jìn)行求解，使得生產(chǎn)車(chē)間高效生產(chǎn)。

智能工廠系統(tǒng)在工業(yè)改革中不可或缺

智能工廠系統(tǒng)擁有設(shè)備互聯(lián)，可廣泛使用工業(yè)的虛擬仿真軟件，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化生產(chǎn)，在節(jié)能減排上，更加注重綠色生產(chǎn)，通過(guò)檢測(cè)能及時(shí)了解能源消耗情況并及時(shí)調(diào)整，可在大型生產(chǎn)車(chē)間實(shí)現(xiàn)可視化生產(chǎn)、調(diào)節(jié)人員，達(dá)到高效率生產(chǎn)的目的。因此，智能工廠系統(tǒng)在工業(yè)改革中不可或缺。

定制個(gè)性化專業(yè)管理系統(tǒng)。提供追溯監(jiān)控、質(zhì)量管理、設(shè)備工程、綜合生產(chǎn)、物流管理、計(jì)劃協(xié)同的六大核心功能，為工廠提供數(shù)據(jù)采集服務(wù)、工廠機(jī)械設(shè)備調(diào)度。

智能化專業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)平臺(tái)。直接參與自動(dòng)化產(chǎn)線的生產(chǎn)和控制流程，實(shí)時(shí)采集設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行管理分析，擅長(zhǎng)整合對(duì)接第三方，采用高可用集群網(wǎng)實(shí)時(shí)設(shè)備、實(shí)現(xiàn)無(wú)縫切換。

簡(jiǎn)易遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)。本系統(tǒng)使用可視化的平臺(tái)界面，降低了員工操作難度，同時(shí)將信息傳遞到云端，可進(jìn)行遠(yuǎn)程操控。

智能工廠系統(tǒng)在工業(yè)改革中的必要性。在工業(yè)改革中，智能工廠明確提出，其能夠提高效能，完成節(jié)能減排，降低生產(chǎn)成本，重點(diǎn)工業(yè)行業(yè)能效全面提升，數(shù)據(jù)中心等重點(diǎn)領(lǐng)域能效明顯提升，綠色低碳能源利用比例顯著提高，節(jié)能提效工藝技術(shù)裝備廣泛應(yīng)用。在智能工廠系統(tǒng)中，可精準(zhǔn)計(jì)算配方物料，智能化、“無(wú)紙化”均在工業(yè)改革中取得重要成效。

當(dāng)下，部分傳統(tǒng)制造業(yè)存在安全隱患以及低效的生產(chǎn)方式。以陶瓷行業(yè)為例，時(shí)常出現(xiàn)反應(yīng)爐投放錯(cuò)誤引發(fā)的事故，倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)不合理不規(guī)范引發(fā)的事故，在效能上也出現(xiàn)了大面積耗材問(wèn)題。隨著智能化的普及，在國(guó)家政策的積極推動(dòng)下，智能化工廠系統(tǒng)已是工業(yè)改革不可或缺的一部分，相信在未來(lái)，云組態(tài)技術(shù)必將延伸出更多的應(yīng)用服務(wù)，不斷被賦予新的內(nèi)容。商