在當前智慧型製造的熱潮之下，很多企業都在規劃建設智慧型工廠。眾所周知，智慧型工廠的規劃建設是乙個十分複雜的系統工程，為了少走彎路，本文整理了在建設中要考慮的十個核心要素以及需要關注的重點維度。
1、資料的採集和管理
資料是智慧型工廠建設的血液，在各應用系統之間流動。在智慧型工廠運轉的過程中，會產生設計、工藝、製造、倉儲、物流、質量、人員等業務資料，這些資料可能分別來自erp、mes、aps、wms、qis等應用系統。生產過程中需要及時採集產量、質量、能耗、加工精度和裝置狀態等資料，並與訂單、工序、人員進行關聯，以實現生產過程的全程追溯。
此外，在智慧型工廠的建設過程中，需要建立資料管理規範，來保證資料的一致性和準確性。還要預先考慮好資料採集的介面規範，以及scada(監控和資料採集)系統的應用。企業需要根據採集的頻率要求來確定採集方式，對於需要高頻率採集的資料，應當從裝置控制系統中自動採集。
另外，必要時，還應當建立專門的資料管理部門，明確資料管理的原則和構建方法，確立資料管理流程與制度，協調執行中存在的問題，並定期檢查落實優化資料管理的技術標準、流程和執**況。
▲資料管理
2、裝置聯網
實現智慧型工廠乃至工業4.0，推進工業網際網路建設，實現mes應用，最重要的基礎就是要實現m2m，也就是裝置與裝置之間的互聯，建立工廠網路。
企業應該對裝置與裝置之間如何互聯，採用怎樣的通訊方式、通訊協議和介面方式等問題建立統一的標準。在此基礎上，企業可以實現對裝置的遠端監控，工具機聯網之後，可以實現dnc(分布式數控)應用。裝置聯網和資料採集是企業建設工業網際網路的基礎。
3、工廠智慧型物流
推進智慧型工廠建設，生產現場的智慧型物流十分重要，尤其是對於離散製造企業。智慧型工廠規劃時，要儘量減少無效的物料搬運。很多製造企業在裝配車間建立了集中揀貨區(kitting area)，根據每個客戶訂單集中配貨，並通過dps(digital picking system)方式進行快速揀貨，配送到裝配線，消除了線邊倉。
離散製造企業在兩道機械工序之間可以採用帶有導軌的工業機械人、桁架式機械手等方式來傳遞物料，還可以採用a**、r**(有軌穿梭車)或者懸掛式輸送鏈等方式傳遞物料。立體倉庫和輥道系統的應用，也是企業在規劃智慧型工廠時，需要進行系統分析的問題。
4、生產質量管理和裝置管理
提高質量是企業永恆的主題，在智慧型工廠規劃時，生產質量管理和裝置管理更是核心的業務流程。貫徹質量是設計、生產出來，而非檢驗出來的理念。
質量控制在資訊系統中需嵌入生產主流程，如檢驗、試驗在生產訂單中作為工序或工步來處理；質量控制的流程、表單、資料與生產訂單相互關聯、穿透；構建質量管理的基本工作路線：質量控制設定→檢測→記錄→評判→分析→持續改進。
裝置是生產要素，發揮裝置的效能(oee—裝置綜合效率)是智慧型工廠生產管理的基本要求。oee的提公升標誌產能的提高和成本的降低。生產管理資訊系統需設定裝置管理模組，使裝置釋放出最高的產能，通過生產的合理安排，使裝置尤其是關鍵、瓶頸裝置減少等待時間。
在裝置管理模組中，要建立各類裝置資料庫、設定編碼，及時對裝置進行維保；通過實時採集裝置狀態資料，為生產排產提供裝置的能力資料；建立裝置的健康管理檔案，根據積累的裝置執行資料建立故障**模型，進行**性維護，最大限度地減少裝置的非計畫性停機；要進行裝置的備品備件管理。
5、智慧型廠房設計
整個廠房的的工作分割槽(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，可以使用數位化製造**軟體對裝置布局、產線布置、車間物流進行**。在廠房設計時，還應當思考如何降低噪音，如何能夠便於裝置靈活調整布局，多層廠房如何進行物流輸送等問題。
6、智慧型裝備的應用
製造企業在規劃智慧型工廠時，必須高度關注智慧型裝備的最新發展。工具機裝置正在從數控化走向智慧型化，很多企業在裝置上下料時採用了工業機械人。未來的工廠中，金屬增材製造裝置將與切削加工(減材)、成型加工(等材)等裝置組合起來，極大地提高材料利用率。
除了六軸的工業機械人之外，還應該考慮scara機械人和併聯機械人的應用，而協作機械人則將會出現在生產線上，配合工人提高作業效率。
7、智慧型產線規劃
智慧型產線是智慧型工廠規劃的核心環節，企業需要根據生產線要生產的產品族、產能和生產節拍，採用價值流圖等方法來合理規劃智慧型產線。
智慧型產線的特點是：
△在生產和裝配的過程中，能夠通過感測器、數控系統或rfid自動進行生產、質量、能耗、裝置績效(oee)等資料採集，並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；能夠支援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；
△具有一定冗餘，如果出現裝置故障，能夠調整到其他裝置生產；
△針對人工操作的工位，能夠給予智慧型的提示，並充分利用人機協作。
設計智慧型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。
8、製造執行系統mes
mes是智慧型工廠規劃落地的著力點，上接erp系統，下接現場的plc程式控制器、資料採集器、條形碼、檢測儀器等裝置。mes旨在加強mrp計畫的執行功能，貫徹落實生產策劃，執行生產排程，實時反饋生產進展：
△面向生產一線工人：指令做什麼、怎麼做、滿足什麼標準，什麼時候開工，什麼時候完工，使用什麼工具等；記錄「人、機、料、法、環、測」等生產資料，建立可用於產品追溯的資料鏈；反饋進展、反饋問題、申請支援、拉動配合等；
△面向班組：發揮基層班組長的管理效能，班組任務管理和派工；
△面向一線生產保障人員：確保生產現場的各項需求，如料、工裝刀量具的配送，工件的周轉等等。
為提高產品準時交付率、提公升裝置效能、減少等待時間，mes系統需匯入生產作業排程功能，為生產計畫安排和生產排程提供輔助工具，提公升計畫的準確性。
9、生產無紙化
隨著資訊化技術的提高和智慧型終端成本的降低，在智慧型工廠規劃可以普及資訊化終端到每個工位。操作工人將可在終端接受工作指令，接受圖紙、工藝、更單等生產資料，可以靈活第適應生產計畫變更、圖紙變更和工藝變更。
10、生產監控及指揮系統
流程行業企業的生產線配置了dcs系統或plc控制系統，通過組態軟體可以檢視生產線上各個裝置和儀表的狀態，但絕大多數離散製造企業還沒有建立生產監控與指揮系統。
實際上，離散製造企業也非常需要建設集中的生產監控與指揮系統，在系統中呈現關鍵的裝置狀態、生產狀態、質量資料，以及各種實時的分析圖表。通過看板直觀展示。提供多種型別的內容呈現，輔助決策。
總之，要做好智慧型工廠的規劃，需要綜合運用這些核心要素，從各個視角綜合考慮，從投資預算、技術先進性、投資**期、系統複雜性、生產的柔性等多個方面進行綜合權衡、統一規劃，建立具有前瞻性和實效性的智慧型工廠。
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