近年來，智能制造熱潮席卷神州大地，成為推進“中國制造2025”國家戰(zhàn)略最重要的舉措。其中，智慧工廠作為智能制造重要的實踐領(lǐng)域，特別是對于化工廠采用的蘇州新導(dǎo)化工廠人員定位系統(tǒng)，已引起了制造企業(yè)的廣泛關(guān)注和各級政府的高度重視。

一、智慧工廠建設(shè)的現(xiàn)狀分析

近年來，全球各主要經(jīng)濟體都在大力推進制造業(yè)的復(fù)興。在工業(yè)4.0、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等熱潮下，全球眾多優(yōu)秀制造企業(yè)都開展了智慧工廠建設(shè)實踐。但是，蘇州新導(dǎo)認為我國制造企業(yè)在推進智慧工廠建設(shè)方面，還存在諸多問題與誤區(qū)：

①盲目購買自動化設(shè)備和自動化產(chǎn)線。很多制造企業(yè)仍然認為推進智慧工廠就是自動化和機器人化，盲目追求“黑燈工廠”，推進單工位的機器人改造，推行機器換人，上馬只能加工或裝配單一產(chǎn)品的剛性自動化生產(chǎn)線。只注重購買高端數(shù)控設(shè)備，但卻沒有配備相應(yīng)的軟件系統(tǒng)。

②尚未實現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)的自動采集和車間聯(lián)網(wǎng)。企業(yè)在購買設(shè)備時沒有要求開放數(shù)據(jù)接口，大部分設(shè)備還不能自動采集數(shù)據(jù)，沒有實現(xiàn)車間聯(lián)網(wǎng)。目前，各大自動化廠商都有自己的工業(yè)總線和通信協(xié)議，OPCUA標準的應(yīng)用還不普及。

③工廠運營層還是黑箱。在工廠運營方面還缺乏信息系統(tǒng)支撐，車間仍然是一個黑箱，生產(chǎn)過程還難以實現(xiàn)全程追溯，與生產(chǎn)管理息息相關(guān)的制造BOM數(shù)據(jù)、工時數(shù)據(jù)也不準確。

④設(shè)備績效不高。生產(chǎn)設(shè)備沒有得到充分利用，設(shè)備的健康狀態(tài)未進行有效管理，常常由于設(shè)備故障造成非計劃性停機，影響生產(chǎn)。

二、何謂化工廠人員定位系統(tǒng)？

該系統(tǒng)具有以下六個顯著特征：

①設(shè)備互聯(lián)。能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備與設(shè)備互聯(lián)（M2M），通過與設(shè)備控制系統(tǒng)集成，以及外接傳感器等方式，由SCADA（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)）實時采集設(shè)備的狀態(tài)，生產(chǎn)完工的信息、質(zhì)量信息，并通過應(yīng)用RFID（無線射頻技術(shù)）、條碼（一維和二維）等技術(shù)，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的可追溯。

②廣泛應(yīng)用工業(yè)軟件。廣泛應(yīng)用MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）、APS（先進生產(chǎn)排程）、能源管理、質(zhì)量管理等工業(yè)軟件，實現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場的可視化和透明化。在新建工廠時，可以通過數(shù)字化工廠仿真軟件，進行設(shè)備和產(chǎn)線布局、工廠物流、人機工程等仿真，確保工廠結(jié)構(gòu)合理。在推進數(shù)字化轉(zhuǎn)型的過程中，必須確保工廠的數(shù)據(jù)安全和設(shè)備和自動化系統(tǒng)安全。

③充分結(jié)合精益生產(chǎn)理念。充分體現(xiàn)工業(yè)工程和精益生產(chǎn)的理念，能夠?qū)崿F(xiàn)按訂單驅(qū)動，拉動式生產(chǎn)，盡量減少在制品庫存，消除浪費。

④實現(xiàn)柔性自動化。結(jié)合企業(yè)的產(chǎn)品和生產(chǎn)特點，持續(xù)提升生產(chǎn)、檢測和工廠物流的自動化程度。產(chǎn)品品種少、生產(chǎn)批量大的企業(yè)可以實現(xiàn)高度自動化，乃至建立黑燈工廠；小批量、多品種的企業(yè)則應(yīng)當注重少人化、人機結(jié)合，不要盲目推進自動化，應(yīng)當特別注重建立智能制造單元。工廠的自動化生產(chǎn)線和裝配線應(yīng)當適當考慮冗余，避免由于關(guān)鍵設(shè)備故障而停線；⑤注重環(huán)境友好，實現(xiàn)綠色制造。能夠及時采集設(shè)備和產(chǎn)線的能源消耗，實現(xiàn)能源高效利用。在危險和存在污染的環(huán)節(jié)，優(yōu)先用機器人替代人工，能夠?qū)崿F(xiàn)廢料的回收和再利用。

⑥可以實現(xiàn)實時洞察。從生產(chǎn)排產(chǎn)指令的下達到完工信息的反饋，實現(xiàn)閉環(huán)。通過建立生產(chǎn)指揮系統(tǒng)，實時洞察工廠的生產(chǎn)、質(zhì)量、能耗和設(shè)備狀態(tài)信息，避免非計劃性停機。

三、化工廠人員定位體系架構(gòu)

化工廠可以分為基礎(chǔ)設(shè)施層、智能裝備層、智能產(chǎn)線層、智能車間層和工廠管控層五個層級。

四、智慧工廠的成功之道

進行智慧工廠整體規(guī)劃

化工廠人員定位系統(tǒng)的建設(shè)需要實現(xiàn)IT系統(tǒng)與自動化系統(tǒng)的信息集成；處理來源多樣的異構(gòu)數(shù)據(jù)，包括設(shè)備、生產(chǎn)、物料、質(zhì)量、能耗等海量數(shù)據(jù)；應(yīng)當進行科學(xué)的廠房布局規(guī)劃，在滿足生產(chǎn)工藝要求，優(yōu)化業(yè)務(wù)流程的基礎(chǔ)上，提升物流效率，提高工人工作的舒適程度。智慧工廠的推進需要企業(yè)的IT部門、自動化部門、精益推進部門和業(yè)務(wù)部門的通力合作。制造企業(yè)應(yīng)當做好智慧工廠相關(guān)技術(shù)的培訓(xùn)，選擇有實戰(zhàn)經(jīng)驗的智能制造咨詢服務(wù)機構(gòu)，共同規(guī)劃推進智慧工廠建設(shè)的藍圖。在規(guī)劃時應(yīng)注意行業(yè)差異性，因為不同行業(yè)的產(chǎn)品制造工藝差別很大，智慧工廠建設(shè)的目標和重點也有顯著差異。

編輯：fqj