1 應用背景
最近一段時間，筆者幫助很多客戶做了智能工廠中的房間或數字化工廠中的房間的規劃，感覺各行各業對數字化工廠中的房間和智能工廠中的房間的建設熱情很高，一上來就說要建設什麼系統，要達到設計、工藝和生産一體化，物流、資訊流和資金流一緻等目标。這些都沒錯，但仔細分析，發現這些應該是實施智能工廠中的房間帶來的效果，完全作為目标顯然丢失了智能制造和資訊化的“初心”。而且，很多人對資訊化了解有偏差，将“資訊化”了解成“資訊系統的規劃和應用”，其實資訊化更是孕育着企業商業模式、生産模式、營運模式、決策模式等的創新和發展，核心依然是産品設計、工藝、生産、供應鍊等業務，而這些資訊系統是為其服務的。
目前，大多數制造類型的企業，尤其軍工企業，大多都處于“工業2.0”階段，隻有一少部分逐漸邁向了“工業3.0”。而這個生産水準，無論數字化工廠中的房間還是智能工廠中的房間建設，都要緊貼企業目前的實際，依然要将生産工藝的改進，産品品質提高，生産效率提升，将落實精益管理作為重點。
2 智能工廠中的房間規劃和實施建議2.1 明确智能制造含義
明确智能制造含義，是首要前提。制造業資訊化專家甯振波和趙敏老師提出了智能制造的二十字箴言：狀态感覺、實時分析、自主決策、精準執行、學習提升，來從多方面來定義智能制造，推動其實踐和落地。
智能制造五大方面
1) 清晰的狀态感覺：生産過程中任何變化都被被實時檢測到，而且能夠實時量化。這類變化包括資源的變化（如裝置工況、物料資訊和狀态、人員操作、能耗等變化）、産品品質變化、環境的變化等。
2) 實時資料分析：對擷取的資料，如計劃、産品設計、工藝、品質、物料、裝置、工裝刀具、環境等資料，以及産品營運、服務與營銷等活動産生的資料，實時進行大資料分析，形成具有豐富可視化效果的圖表。
3) 實作自主決策：根據大資料分析的結果，進行預測，做出切合實際情況和發展趨勢的經營和生産決策。
4) 精準執行：經營和生産決策逐級轉變為設計、工藝、生産、物流、售後等環節的指令，都能得到精準地執行，彼此節拍協調。
5) 自主學習，不斷提升：通過大資料分析，能夠通過專家系統，或者自适應系統進行學習，使整個系統的表現越來越“聰明”，表現為真正意義的智能化。
6) 全生命周期産品品質管理：使用線上檢測技術，開展各個過程（包括産品需求、設計、工藝、生産、物流、售後、能耗等）的産品品質資料擷取，建立産品全生命周期的産品品質追溯系統。
在這幾大方面有所創新和改進，都可以認為向智能制造的方向邁進。
2.2 回歸初心
回歸初心，就是回歸智能制造最終的目标是什麼，肯定不是上一堆的智能硬體，部署很多資訊化軟體，目标的落腳點仍然是“制造”二字，即智能工廠中的房間的建設和應用是為生産服務，充分展現精益，即提高生産效率，改進品質，縮短交貨期，适應多種小批量的柔性定制生産。
業内專家經常說，我國制造的現狀和發展思路是“2.0補課，3.0普及，4.0示範”。工業2.0主要補自動化、數字化、網絡化等軟硬體裝備。工業3.0的重點是普及精益生産，以及人員素質、企業管理水準的提高等。目前，很多企業生産水準遠沒達到精益生産的要求，是以，很有必要通過硬體裝備更新，資訊化軟體和手段的應用，推動精益生産的落地，達到以下幾點目标：
1) 生産計劃的科學性：通過計劃的制定和分解、下發、執行進度回報等進行閉環，實時報警或提醒，及時處理計劃變更和插單，通過對生産計劃的柔性調整來适應多品種小批量生産模式下的工廠中的房間作業，提高制造資源的使用率。
2) 生産過程的執行管控與可視化：按照标準的工藝路線進行加工和流轉，并在過程中通過品質記載完成質檢資訊的記錄，通過調測裝置運作參數等資訊，監控生産工過程重要的工藝參數的變化，達到生産計劃、制造執行、品質記載、工藝參數等完整的制造過程追溯，實作可視化化管理、資訊最大程度透明化。
3) 實作真正意義的“流”生産：通過現場排程和管理，確定物流與資訊流時刻保持一緻。
4) 建構完整的品質管理體系：建立品質控制、品質資料收集、品質追蹤的品質管理平台。實作産品制造全過程的品質管控與追蹤以及過程統計分析。完善産品設計和生産制造過程，實作品質管理PDCA閉環管理。
5) 實作生産輔助決策分析：确定物料采購周期，合理配置設定計劃，減少非增值勞動，提升産品品質，改進生産效率等提供分析依據。
2.3 生産現場分析
回歸初心就是要聚焦點集中在生産本身進行分析，尋找生産的優化點和提升點。例如：
1) 明晰智能化産品，定義産品的屬性、功能等，确定符合哪些特征的産品能在智能工廠中的房間的生産線上生産，将所有産品部署到智能工廠中的房間生産對絕大多數企業來講，是個長期的過程。同時，需要确定智能化産品需要的工裝以及檢驗方法，是否需要自動化？
2) 工廠中的房間生産布局是否需要改進，是否利于新品生産，利于開展生産創新？
3) 确定生産主模式，是柔性還是脈動，展現拉式生産？
4) 生産過程中采集什麼資料，它能帶來什麼價值？
5) 物流如何規劃，工廠中的房間物流通道是否利于物料和半成品流轉，是否利于RFID、AGV、自動化輥道等技術手段應用？
6) 生産工藝哪些工序是瓶頸，有無改進的可能，提高要依賴哪些方面，是否要實作數字化？
7) 生産哪些環節自動，自動解決什麼問題？人工參與哪些環節，為什麼人工參與，不參與帶來哪些問題？而且要考慮綜合成本。
8) 品質改進方面，如何采取手段不會裝錯，漏裝；對關鍵工序、關鍵零部件實作一定意義的線上檢測？生産品質目标有哪些提升？
9) 提升生産效率，需要分析哪些生産過程資料，分析方法有哪些？
以這些問題為線索，對産品技術、工藝和生産的各個環節進行創新性思考和分析，才能把握住智能工廠中的房間建設的實質。
2.4 确定建設目标
基于生産現場進行全面分析後，就明白智能工廠中的房間建設的必要性、生産的優化點和提升點，明确智能工廠中的房間的建設目标，核心是生産創新、産品和工藝的改進，确定建設的具體内容，産生哪些真正的效益，也就了解了建設内容之間内在的邏輯性和必然性。例如，對機加工廠中的房間來說，将機床資料采集不僅僅停留在MDC系統提供的支援上，還可進一步精細化機床采集資料，如主軸電流和功率，進刀量和刀具轉速，并與NC程式運作結合起來，來優化NC程式編寫。對裝配工廠中的房間來說，更要确定生産線建設是“柔性”的，還是“脈動”的，這與産品的特點嚴格相關，産品裝配哪些環節能優化成自動操作，哪些環節需要人工參與和閉環等。
2.5 明晰建設思路
智能工廠中的房間建設思路沿着“智能單元-->智能生産線-->智能工廠中的房間”，逐漸建設，突出試點和示範，摸索經驗。
1) 智能單元：完成關鍵工序、瓶頸工序和重要工序。根據生産任務需要，通過采集和分析物料、裝置、品質資料，實作特定的複雜、關聯的生産操作要求，對智能工裝、工藝優化、人工參與程度等進行嘗試和摸索。
2) 智能生産線：多個智能單元拼成生産線，覆寫特定産品生産的所有工序或主要工序。智能生産線實時存儲、提取、分析與處理工藝、工裝等各類制造資源資料，以及裝置運作參數、運作狀态等過程資料，據此進行故障診斷、維護報警等行為。同時，摸索産線内不同裝置的協同關系，可根據不同的生産需求，對物料、工裝、生産方案等進行實時優化與重組，優化配置産線内生産資源。它是智能工廠中的房間的建設關鍵。
3) 智能工廠中的房間：打造多條智能生産線，完成多種産品的智能生産。
2.6 資訊化系統規劃與建設
将智能工廠中的房間建設定位于生産制造，圍繞工廠中的房間現場生産和工藝的布局進行分析，确定出建設目标，沿着從簡到繁的思路進行建設，就可明晰資訊化規劃，并進行配套裝置的選型。現以某企業智能工廠中的房間的規劃來舉例說明。
其中：
1) 梳理産品資料，打好基礎。确定在智能生産線需要生産的産品以及對應的産品工藝，這些産品具有典型的生産工藝、産品尺寸和體積。梳理出這些産品資料、産品工藝、BOM及其結構下的物料資訊（如物料編碼、物料名稱、型号/規格等），形成産品生産的主資料，并確定在整個企業範圍内保持一緻性、完整性。這一步基礎建設尤其關鍵。
2) 數字化立體庫房：依靠二維碼或RFID識别等技術，控制存取機器人在倉庫内的升降、移動和抓取，實作物料的高效快速地存取與精細化存儲。
3) 智能物流系統：利用先進的資料采集技術、智能搬運技術、無線通信技術等實作對物流資訊進行采集、傳輸、加工、存儲和監控，能夠對整個生産線上每個環節進行全程的記錄，實作全面物流管控。
4) 視訊監控系統：借助攝像頭拍攝的視訊，進行生産區域進行監控和管理，及時發現問題進行報警等。
5) 智能資料采集系統：針對智能物料、裝置、各類控制系統的不同，靈活選取采集驅動模式，直接讀取裝置和智能物料在加工、控制和檢測過程中的生産和品質資料，裝置運作狀态和參數等；并根據使用者需要，對資料進行實時分析、存儲和輸出和可視化管理。
6) 品質線上檢測系統：動态測量正在生産線上産品品質資料，來判斷産品的生産和裝配的過程中的品質，及時發現問題及時解決。
7) 智能MES系統：圍繞工廠中的房間産品材料庫存、資源管理、品質管理三條主線進行生産計劃管理、進階排産、工廠中的房間執行管理，并伴随工序進行開展相應的品質檢測，以及物料、半成品和産品的自動物流配送等，實作工廠中的房間生産高效、品質可靠保障、成本有效控制的機制，形成工廠中的房間制造與管理閉環。
8) 現場內建監控系統：通過對生産現場的裝置狀态、生産程序、維護情況等進行資料采集、傳輸、分析處理，完成裝置運作狀态監控、現場環境監控、生産現場異常監控等，若條件允許，可以考慮進行沉浸式虛拟制造場景展示。
3 結束語
通過對以上分析，核心建議就是：結合企業生産發展現狀，圍繞采購、産品技術、工藝、生産、銷售等各個環節進行紮實分析，開展生産、營運、決策等模式的創新，實作真正意義的精益生産，才能把握住智能工廠中的房間建設的方向。
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