智能制造工厂设计与规划

随着工业4.0、中国制造2025的深度推进，越来越多的制造企业开始准备迈入智能制造的领域，那智能工厂要从何入手呢？今天我们就来简单的聊聊智能工厂的设计与规划。

首先我们从制造工厂的流程分析，所有的制造工厂都有3个重要的流程：信息流、物流、作业流。这“三个流”几乎贯穿了产品的整生命周期，同时这“三个流”也是CPS（信息物理系统）的基础，CPS的意义在于将物理设备联网，是连接到互联网上，让物理设备具有计算、通信、**控制、远程协调和自治等五大功能，而CPS也是智能工厂的重要组成。由此来看，制造工厂的这“三个流”也是智能制造工厂的基础。

智能工厂的规划与设计的核心，也正是信息域和物理域这两个维度，如下图所示，那我们就从这两个维度来进行分析，看如何来进行智能工厂的规划与设计。

我们先来看看物理域，记得我上一篇文章《智能制造与精益》中说到，一个精益的工厂，才适合推行智能制造改善，如果一个工厂连管理标准化和作业标准化都没做到，推行智能工厂是会比较吃力的。 我们可以看到，物理维度就包含了工厂的精益化和自动化，精益化的工厂除了前面提到的管理标准化和作业标准化之外，还包括了一系列的内容，如精益的产线设计与车间布局、精益的价值流程、稳定的产品质量等等。这些都是为物理域这个维度的另一重要部分“自动化”打基础的，在此基础上，我们就可以来设计规划工厂自动化了，从上图我们可以看到，自动化也包含了两大方面，一个是制程自动化，一个是物流自动化。制程自动化也就是整个作业流程的自动化设计和规划，通过对作业流程的梳理，识别出可以“以机替人”的改善机会点，进行自动化的提升改造，达到减员增效、提高质量稳定性等目的。物流自动化则指的是厂内物料收发、运输、配送的自动化、智能化，这里可以根据工厂特点，设计无人智能运输配送、智能仓库等，目的是实现无人化的仓库管理和物料配送。

再来看看信息域维度，信息域里面包含了数字化和智能化，大家都在说我们要打造数字化工厂，那数字化工厂有什么特点呢？我认为可以从两个方面来入手，一个是工艺数字化，数字化工艺平台包括几个方面的主要内容：结构化工艺设计、数字化工艺仿真分析、数字化工艺文档审批和管理。也就是说在智能工厂中我们可以通过仿真工厂，来验证我们的工艺设计是否可行，可以加快产品开发的速度，规避风险。另一个及是流程的数字化，流程的数字化可以让我们整个产品的生命周期进行有效的追溯，同时也可以为我们提供实时管理的数据，随时了解生产现场状况，使管理更加轻松、透明、有效。而数字化工厂的实现，则为工厂大数据的管理提供了有力的支撑，管理层可以通过大数据，对战略性的预测进行分析，也为高层决策提供有效的支持。

总体来说，通过CPS对工厂信息、物理两个维度进行互联互通，使工厂具备“智慧”，利用大数据的平台，使工厂具备“分析、学习”的能力，从而实现工厂的智能化管理。