智能工厂系统这样“改造”传统企业

文/李建安 唐丽雯 朱晓琳 郑雅诗 广东东软学院

中国拥有较大数量的传统生产企业，这些企业基本延续着高污染、高能耗、低效率的生产模式，急需通过智能工厂系统对其进行改革。

工业改革存在的问题

待转型企业存在的问题：

仓库流程混乱。传统企业多存在缺乏流程的仓库管理问题，许多操作员不需要登记便可直接接触原材料，获取原料后仅需人工登记，无法确保信息真实性和准确性。通常存在配送信息无法及时核查，长时间物料信息混乱引发后续低效率生产等一系列问题。在陶瓷行业，粘土、石英、长石等三大类矿山原料和一些化工原料通常会存放于仓库，但时常发生配送不及时、物料投放生产车间不匹配等问题。

数据孤岛。传统陶瓷工厂生产流程不透明，物料使用不清晰，同时由于许多传统企业未与云端联通，物料信息仅存在于记录表中，容易导致遗漏物料或数据不准确、不精细。

传统企业转型升级中存在的问题：

缺乏科学战略的指引。数字化转型战略是指支持企业由数字技术应用所带来的战略转型以及转型中和转型后企业经营发展的战略定位。传统企业转型升级缺乏科学的战略指引，具体表现在：传统工业制造业企业缺乏对数字化转型的了解；企业对转型升级的认知范围较小、较模糊；企业把数字化转型的目标和战略混为一谈，缺少真正的战略规划。

战略与模式不匹配。在陶瓷工厂转型升级的过程中我们发现，经常出现企业战略与转型升级方向存在偏差的情况，企业缺乏数字化管理，长期的传统模式导致工厂无法及时有效改变战略方针。在数字化转型实践中，不少企业选择的转型模式与其战略无法匹配，即企业的转型实践偏离了数字化转型战略，导致企业的数字化转型战略无法得到有效贯彻和实施。

适应能力与新生产模式不匹配。部分工业改革后的智能工厂存在操作较为复杂，使用难度较大等问题，导致员工无法直接上岗，需要额外聘请高技能人才操作，增加了企业负担。工业改革原本的目的是节省成本，然后仅仅做到了低成本生产，人工成本却显著上升。

智能工厂系统如何运作

以MES系统为核心，两核心三辅助技术组成管理系统，达到工厂高效率、低成本生产。以AGV小车调度系统智慧调度物流搬运、智能网关系统、MOM系统质量大数据分析质量预测模型、纯B/S跨平台架构、需求管理（MPR）高级计划排程APS系统为核心，组成智能工厂管理系统。

智能采集网关组态软件。为用户提供组态编辑器，用户可以通过组态编辑器简单的拖拽，实现工艺流程图，绑定数据直观展示。帮助非专业工程师通过图形化的界面，轻松搭建专业水准的可视化应用，使员工更方便上手操作。

WMS智能仓储、AGV小车调度。通过设计入库出库系统、区位理货、单据流转、收费结算、报表图表分析，可以为企业提供特种设备的无人调度，打造柔性、现代的智能物流系统。为大型仓库的日常业务处理提供智能化、自动化的管理能力，并可作为柔性生产线、柔性装配线应用的基础。该仓库管理系统采用出入库消息传递、自动转向车辆识别和类似任务，执行自动存储，同时解决路线规划问题期间的更多作业，实施拥塞解决方案，智能路径选择和拥塞规划问题，大大降低了劳动力成本和劳动力负担，并显著提高仓库的整体效率。该系统主要分为两个子系统：路径规划子系统和机器人控制子系统。仓库管理系统和自动化管理器之间的连接是为了确保自动化仓库管理。该系统是自动控制卡车和仓库管理系统之间的连接，也是仓库管理系统的上层，用于数据通信、仓库数据同步、任务数据交换、管理数据的日常维护。

APS系统高级计划排程。针对传统运检计划的编制与执行，依靠工作人员人工编制与现场管控，存在运检计划编制缓慢、执行管控疏漏等问题。为提升运检工作质效、保障电网本质安全，搭建了运检计划数字化管控系统。通过对比运检业务与制造业业务异同点，建立映射模型。系统在生产车间的基础上进行微应用改造，完成运检计划数字化管控系统基本功能与全业务工作流程。通过对比数字化管控系统的应用，可减少90%信息收集工作，避免因检修不到位造成质量事故。通过分析运检承载能力、辨识运检风险、制定差异化运检策略，切实保障生产安全。

MOM系统架构。协调管理企业的人员、设备、物料和能源等资料，将原材料转化为产品。订单与物料协同优化模型旨在加强订单信息与物料需求信息之间的关联强度，通过针对生产输入信息源头的优化处理策略降低配送活动的复杂度，从而降低某些工位资源紧张以及物料供应的风险。具有车辆载重及配送时间窗约束的配送车辆路径优化模型，可以针对产线物料配送任务制定成本最优的车辆路径规划，该路径规划在满足各工位物料种类、数量和时间等要求的基础上，使车辆配送成本最小，从而降低企业物流成本。最后通过两种不同交叉算子的遗传算法对路径最优模型进行求解，使得生产车间高效生产。

智能工厂系统在工业改革中不可或缺

智能工厂系统拥有设备互联，可广泛使用工业的虚拟仿真软件，同时可以实现柔性自动化生产，在节能减排上，更加注重绿色生产，通过检测能及时了解能源消耗情况并及时调整，可在大型生产车间实现可视化生产、调节人员，达到高效率生产的目的。因此，智能工厂系统在工业改革中不可或缺。

定制个性化专业管理系统。提供追溯监控、质量管理、设备工程、综合生产、物流管理、计划协同的六大核心功能，为工厂提供数据采集服务、工厂机械设备调度。

智能化专业数据采集系统平台。直接参与自动化产线的生产和控制流程，实时采集设备数据进行管理分析，擅长整合对接第三方，采用高可用集群网实时设备、实现无缝切换。

简易远程操作系统。本系统使用可视化的平台界面，降低了员工操作难度，同时将信息传递到云端，可进行远程操控。

智能工厂系统在工业改革中的必要性。在工业改革中，智能工厂明确提出，其能够提高效能，完成节能减排，降低生产成本，重点工业行业能效全面提升，数据中心等重点领域能效明显提升，绿色低碳能源利用比例显著提高，节能提效工艺技术装备广泛应用。在智能工厂系统中，可精准计算配方物料，智能化、“无纸化”均在工业改革中取得重要成效。

当下，部分传统制造业存在安全隐患以及低效的生产方式。以陶瓷行业为例，时常出现反应炉投放错误引发的事故，仓库存储不合理不规范引发的事故，在效能上也出现了大面积耗材问题。随着智能化的普及，在国家政策的积极推动下，智能化工厂系统已是工业改革不可或缺的一部分，相信在未来，云组态技术必将延伸出更多的应用服务，不断被赋予新的内容。商