在信息化高速發(fā)展的時代，企業(yè)工廠的數(shù)字化轉(zhuǎn)型已經(jīng)不是想不想轉(zhuǎn)的問題，而是必須得轉(zhuǎn)的形勢。

智慧工廠是現(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)的技術(shù)和設(shè)備監(jiān)控技術(shù)加強(qiáng)信息管理和服務(wù)；清楚掌握產(chǎn)銷流程、提高生產(chǎn)過程的可控性、減少生產(chǎn)線上人工的干預(yù)、即時正確地采集生產(chǎn)線數(shù)據(jù)，以及合理的生產(chǎn)計(jì)劃編排與生產(chǎn)進(jìn)度。

近年，“智慧工廠”悄然興起。為適應(yīng)市場的發(fā)展，提高企業(yè)管理效率和水平，許多傳統(tǒng)工廠也紛紛走上數(shù)字化轉(zhuǎn)型之路。

利用機(jī)器視覺和視頻物聯(lián)等技術(shù)，通過工業(yè)機(jī)器人和各類傳感器的融合應(yīng)用，為工廠生產(chǎn)和管理帶來全新的變革，從而提高工廠管理效率，實(shí)現(xiàn)企業(yè)效益最大化，已經(jīng)成為現(xiàn)代工廠的發(fā)展趨勢。

先來說說智慧工廠的優(yōu)勢和魅力：
智慧工廠是現(xiàn)代工廠信息化發(fā)展的必然階段。智慧工廠是利用機(jī)器視覺、視頻物聯(lián)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)工廠辦公、管理自動化，對整個生產(chǎn)過程進(jìn)行仿真、評估和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)工廠作業(yè)規(guī)范化、智能化、自動化，提高產(chǎn)品的可靠性，降低不良率，從而達(dá)到加強(qiáng)及規(guī)范企業(yè)管理、減少工作失誤、堵塞各種漏洞、提高工作效率、保障安全生產(chǎn)的目的。
智慧工廠旨在構(gòu)建一個高效節(jié)能、綠色環(huán)保、環(huán)境舒適的人性化工廠。其應(yīng)用場景包括智能倉儲、智能車間、追溯管理等。
智慧工廠體現(xiàn)在制造生產(chǎn)上，具有如下主要特征：系統(tǒng)具有自主、自控能力；生產(chǎn)過程可視化、智能化；自我學(xué)習(xí)及維護(hù)能力；人機(jī)共存的作業(yè)系統(tǒng)等。
特征在制造生產(chǎn)上體現(xiàn)為：
1、系統(tǒng)具有自主能力：可采集與理解外界及自身的資訊，并以之分析判斷及規(guī)劃自身行為

2、整體可視技術(shù)的實(shí)踐：結(jié)合訊號處理、推理預(yù)測、仿真及多媒體技術(shù)，將實(shí)境擴(kuò)增展示現(xiàn)實(shí)生活中的設(shè)計(jì)與制造過程。

3、協(xié)調(diào)、重組及擴(kuò)充特性：系統(tǒng)中各組承擔(dān)為可依據(jù)工作任務(wù)，自行組成最佳系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

4、自我學(xué)習(xí)及維護(hù)能力：透過系統(tǒng)自我學(xué)習(xí)功能，在制造過程中落實(shí)資料庫補(bǔ)充、更新，及自動執(zhí)行故障診斷，并具備對故障排除與維護(hù)，或通知對的系統(tǒng)執(zhí)行的能力。

5、人機(jī)共存的系統(tǒng)：人機(jī)之間具備互相協(xié)調(diào)合作關(guān)系，各自在不同層次之間相輔相成。

基于AI和物聯(lián)網(wǎng)的智慧工廠，為工廠管理和生產(chǎn)帶來了全新的變革，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，也提高了生產(chǎn)效率和企業(yè)的市場競爭力，因此受到許多企業(yè)的青睞。

打造智慧工廠，加速制造業(yè)生產(chǎn)
2021年4月14日，工信部發(fā)布了《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃（征求意見稿）》，提出到2025年，建設(shè)2000個以上新技術(shù)應(yīng)用智能場景、1000個以上智能車間、100個以上引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展的標(biāo)桿智能工廠，重點(diǎn)行業(yè)骨干企業(yè)初步實(shí)現(xiàn)智能轉(zhuǎn)型；到2035年，規(guī)模以上制造業(yè)企業(yè)全面普及數(shù)字化。

近年，各地政府對加快產(chǎn)業(yè)升級也十分重視，工廠數(shù)字化轉(zhuǎn)型正在成為行業(yè)發(fā)展趨勢。

2020年9月，上海市發(fā)布《上海市建設(shè)100+智能工廠專項(xiàng)行動方案（2020-2022年）》，要求上海三年內(nèi)完成100家智能工廠建設(shè)，其中汽車行業(yè)20家，電子信息行業(yè)20家，高端裝備行業(yè)20家，生物醫(yī)藥行業(yè)10家，航空航天行業(yè)10家，綠色化工及新材料行業(yè)10家，快銷品、節(jié)能環(huán)保等行業(yè)10家。

2020年12月22日，上海市召開智能制造推進(jìn)工作大會。會上舉行了授牌儀式，為首批上海市20家智能工廠授牌。20家智能工廠中包括上汽大眾汽車有限公司（MEB智能工廠）、上汽通用汽車有限公司（凱迪拉克數(shù)字化工廠）、上海汽車集團(tuán)股份有限公司乘用車公司（臨港基地?cái)?shù)字化工廠）、光明乳業(yè)股份有限公司（乳制品全產(chǎn)業(yè)鏈智能工廠）等。

為促進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，深圳市專門出臺了《深圳市關(guān)于加快工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的若干措施》和《深圳市工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展行動計(jì)劃）2018－2020年）》，每年財(cái)政拿出1.5億元左右的資金，扶持工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。

根據(jù)相關(guān)規(guī)劃，深圳將大力發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，支持龍頭企業(yè)搭建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，鼓勵中小企業(yè)上云上平臺，提升智能制造水平。加快新產(chǎn)品、新技術(shù)推廣應(yīng)用。

近年，安徽省制造業(yè)數(shù)字化不斷加快?！笆濉逼陂g，全省共建成國家級工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)示范平臺20個、省級制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展試點(diǎn)企業(yè)305個，認(rèn)定了98個省級智能工廠、472個數(shù)字化車間，推廣應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人超過3萬臺?！笆奈濉逼陂g，安徽省計(jì)劃培育數(shù)字化車間、智能工廠1000家。

2020年12月23日，浙江省經(jīng)信廳、杭州市余杭區(qū)政府舉行了首屆“未來工廠”發(fā)布會，會上發(fā)布了首批“未來工廠”名單，海康威視、大華股份等12家企業(yè)入選。

首批認(rèn)定的12家“未來工廠”在創(chuàng)新應(yīng)用數(shù)字孿生、人工智能、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)，積極探索協(xié)同制造、共享制造、個性化定制、“產(chǎn)品+服務(wù)”等智能制造新模式、新業(yè)態(tài)方面，均有各自優(yōu)勢和特點(diǎn)。

2021年4月28日，杭州召開全市制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展大會暨“未來工廠”建設(shè)推進(jìn)會，為杭州市部分優(yōu)秀企業(yè)授牌，并發(fā)布“未來工廠”政策。?？低?、阿里巴巴、大華、新華三、麥樂克等140家企業(yè)分別入選杭州市首批“聚能工廠”、“鏈主工廠”、“智能工廠”和“數(shù)字化車間”培育企業(yè)名單。

2021年5月25日，杭州市委、杭州市人民政府發(fā)布《關(guān)于加快建設(shè)“未來工廠”的若干意見》，提出到2025年，全市制造業(yè)發(fā)展質(zhì)效達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平。

到2025年，力爭培育“聚能工廠”“鏈主工廠”和“智能工廠”150家以上，培育“數(shù)字化車間”1000個以上。

《意見》還提出，積極推廣“產(chǎn)業(yè)大腦”六大“新場景”，“產(chǎn)業(yè)大腦”聚焦數(shù)字產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)業(yè)數(shù)字化，重點(diǎn)圍繞“互聯(lián)網(wǎng)+”“大數(shù)據(jù)+”“人工智能+”，持續(xù)深化制造業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈體系的數(shù)字化場景創(chuàng)新和應(yīng)用推廣，全面提升數(shù)字化發(fā)展水平；打造示范型“智能工廠”，以打造智能化標(biāo)桿為目標(biāo)，圍繞六大“新場景”，深化應(yīng)用5G、人工智能、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)適用技術(shù)，培育一批技術(shù)水平領(lǐng)先、應(yīng)用效果顯著的“智能工廠”。

到2025年，力爭全市培育示范型“智能工廠”120家以上，其中認(rèn)定80家左右。同時，力爭全市培育效率型“數(shù)字化車間”1000個以上，其中認(rèn)定200個左右。

為加快推進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，浙江提出全面推進(jìn)“機(jī)器換人”計(jì)劃。2013年至2017年，實(shí)施“機(jī)器換人”的五年間，浙江規(guī)模以上工業(yè)人均勞動生產(chǎn)率累計(jì)提高51.2%，浙江在役機(jī)器人數(shù)量遙遙領(lǐng)先。

根據(jù)杭州市經(jīng)信局?jǐn)?shù)據(jù)，截至目前杭州市累計(jì)實(shí)施機(jī)器換人項(xiàng)目4084項(xiàng)、工廠物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目1167項(xiàng)，實(shí)施智能制造試點(diǎn)示范項(xiàng)目114項(xiàng)，推廣工業(yè)機(jī)器人6648臺，上云企業(yè)超過8.9萬家。這一切，為浙江制造從自動化走向智能化打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

眾泰控股集團(tuán)就是“機(jī)器換人”的受益企業(yè)。眾泰通過引進(jìn)12臺全自動智能焊接機(jī)器人，生產(chǎn)線員工從120人減至30人，產(chǎn)品一次性合格率提高至99%。
由此，可以看出，智慧工廠的優(yōu)勢和價值。可以預(yù)見，未來將會有越來越多的“智慧工廠”誕生。
數(shù)字孿生助力智慧工廠的數(shù)字化轉(zhuǎn)型
雖然市場前景一片廣闊，但建立智慧工廠是一個系統(tǒng)性工程，包括設(shè)備改造、數(shù)據(jù)采集、接口接入、方案制定、數(shù)字孿生模擬、可視化呈現(xiàn)、綜合運(yùn)營等等復(fù)雜的環(huán)節(jié)，其中最困難的部分之一就是數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析和可視化呈現(xiàn)。
數(shù)字孿生技術(shù)，在智慧工廠的應(yīng)用中，起到監(jiān)測、遠(yuǎn)程可視化、3D模擬、支持決策、降本增效的作用。
智慧工廠可視化應(yīng)用——項(xiàng)目建設(shè)思路

智能工廠由網(wǎng)絡(luò)空間的虛擬數(shù)字工廠和物理系統(tǒng)中的物理工廠構(gòu)成。
其中，實(shí)體工廠部署了大量的車間、生產(chǎn)線、加工設(shè)備等，為生產(chǎn)制造全過程給予硬件基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和生產(chǎn)制造資源，也是具體生產(chǎn)制造全過程的最終載體；虛擬數(shù)字工廠是根據(jù)這些生產(chǎn)制造資源和生產(chǎn)制造全過程的數(shù)字化模型，本次智慧車間建設(shè)將圍繞電器生產(chǎn)產(chǎn)線進(jìn)行全仿真還原。

某智慧工廠可視化智慧應(yīng)用項(xiàng)目架構(gòu)圖

智慧工廠可視化建設(shè)痛點(diǎn)：
建設(shè)目標(biāo)高：結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場，采用虛擬環(huán)境對工藝規(guī)劃、物流路徑、工藝參數(shù)進(jìn)行仿真驗(yàn)證，通過虛擬制造與物理生產(chǎn)的循環(huán)迭代，指導(dǎo)技術(shù)決策，優(yōu)化工藝，縮短研制周期，實(shí)現(xiàn)快速制造。
智慧工廠可視化具體建設(shè)內(nèi)容：
1、車間總覽
默認(rèn)場景為車間總覽場景，根據(jù)車間現(xiàn)場的實(shí)際情況，根據(jù)提供的cad圖紙進(jìn)行還原建模 ，實(shí)現(xiàn)物理產(chǎn)線到三維產(chǎn)線的數(shù)字化，場景內(nèi)對各產(chǎn)線設(shè)備及AGV小車進(jìn)行數(shù)據(jù)對接，滿足在具有多模態(tài)、高通量、強(qiáng)關(guān)聯(lián)特征的工業(yè)大數(shù)據(jù)環(huán)境中支撐工業(yè)應(yīng)用。

2、智慧產(chǎn)線
智能產(chǎn)線的物流建模與仿真:應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)和虛擬仿真技術(shù)，對智能生產(chǎn)線、智能包裝線的運(yùn)行情況進(jìn)行仿真分析，根據(jù)仿真結(jié)果對生產(chǎn)系統(tǒng)、包裝系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，形成智能工廠系統(tǒng)優(yōu)化場景。

智慧工廠可視化建設(shè)價值
1、數(shù)字孿生車間
對車間產(chǎn)線、生產(chǎn)設(shè)備等進(jìn)行三維建模，實(shí)現(xiàn)物理產(chǎn)線到三維產(chǎn)線的數(shù)字化、監(jiān)控可視化的轉(zhuǎn)變。
2、生產(chǎn)監(jiān)控一體化
實(shí)時采集設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)，統(tǒng)一匯總到可視化平臺；通過動畫仿真模塊中模型狀態(tài)的實(shí)時更新，使模擬數(shù)據(jù)同真實(shí)設(shè)備狀態(tài)保持一致，實(shí)現(xiàn)車間設(shè)備真實(shí)運(yùn)行情況的實(shí)時同步監(jiān)控。
3、數(shù)據(jù)價值可視化
在大屏展示的基礎(chǔ)上，增加車間設(shè)備的三維可視化效果， 實(shí)時掌握車間設(shè)備的動態(tài)，對現(xiàn)場的生產(chǎn)狀態(tài)以及企業(yè)資產(chǎn)一目了然。

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