1、智能工廠
智能工廠是智能制造的核心內容,20世紀90年代,學者們開始將人工智能概念應用于制造領域中。當前,學術界尚未有對智能工廠定義的唯一標準,主流認知有以下幾種:
2013年4月在漢諾威工業博覽會德國率先提出的“工業4.0”概念,并將智能工廠定義為以CPS為載體,運用大數據、虛擬仿真和人工智能等關鍵技術,實現信息世界和物理世界的動態結合,建立一個可以提供個性化產品和服務的創新平臺。
學者張益等將智能工廠定義為:生產各環節仿真及可視化支持計劃與控制、信息集成應用支持智能工廠核心技術、學習人和專家的知識與能力進行管控、個性化定制滿足顧客的異化需求、工廠運行各環節實現全面自動化。
徐英(2020)認為智能工廠源自最新信息技術變革和知識經濟快速發展,是運營技術和信息技術深度融合并邁向更高階段,是基于智能制造的嶄新生產方式,體現在設計、建設、生產、管理、維護、服務等各個環節,具有自感知、自學習、自決策、自執行、自適應等能力的生產技術平臺,最終成為具有高效、節能、綠色、安全、舒適等特征的工廠。
2、智能工廠的特點
智能工廠的特點體現在多平臺數據系統互聯互通、全過程數字化以及智能供應鏈。IIoT是智能工廠基礎,智能制造車間是智能工廠核心部分。智能工廠分為協同設計與制造過程仿真優化、IIoT體系、智能制造車間和供應鏈與運營服務管理4部分,依靠無線傳感器網絡(Wireless
Sensor Network,WSN)對產品、設備、人員等實時定位跟蹤,對制造過程智能管控。
3、智能工廠與傳統工廠的對比
1)運作模式
智能工廠是產品、服務相互結合;而傳統工廠只提供產品。
2)生產模式
智能工廠的生產單元之間沒有明確界限,各生產加工環節并行進行且充分參與,具有強大的協調能力;傳統工廠生產單元間無實際聯結,按照流程按部就班的進行,無法打破彼此之間的壁壘。
3)過程能力
智能工廠:制造與服務環節均進行仿真優化模擬、三維可視化。實際操作前就可高度真切的進行察看。從生產源頭降低風險、提高可控性。
傳統工廠:仿真優化與三維可視化能力較低,多圍繞設計關鍵環節進行。無法提前對各設計加工環節進行觀察,幾乎沒有對風險的預估能力。
4)信息系統
智能工廠:企業已建立完整的信息知識庫與數據庫,并實時更新與維護。充分利用數據采集、數據存儲、數據分析與決策能力。
傳統工廠:數字化能力較低,依舊停留在書面材料的數據整理或用計算機對部分數據進行分析。
5)設備設施
智能工廠:智能化設備遍布工廠,生產線自動化,實現機器換人,人只作為生產環節中的部分要素,降低人的主觀操縱空間,提高可控性。設備間數據共享。工廠基礎設施完備,無線網絡實現工廠全覆蓋,辦公和工作環境良好。
傳統工廠:智能化程度低,主要依賴人工作業,可控性較低。工廣環境較差,機械化設備較多,制造環境雜亂,工廠無線網絡應用程度較低,基礎設施還有較大改善空間。
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