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 6.智能工廠(Smart Factory)

一個工廠通常由多個車間組成，大型企業有多個工廠。前文已經提到了 智能工廠 與數字化工廠的區別，一個普遍的共識是，僅僅有自動化生產線和一大堆機器人，并不是智能工廠。作為智能工廠，不僅生產過程應實現自動化、透明化、可視化、精益化，同時，產品檢測、質量檢驗和分析、生產物流也應當與生產過程實現閉環集成。一個工廠的多個車間之間要實現信息共享、準時配送、協同作業。一些離散制造企業也建立了類似流程制造企業那樣的生產指揮中心，對整個工廠進行指揮和調度，及時發現和解決突發問題，這也是智能工廠的重要標志。智能工廠必須依賴無縫集成的信息系統支撐，主要包括PLM、ERP、CRM、SCM和MES五大核心系統。大型企業的智能工廠需要應用ERP系統制定多個車間的生產計劃(Production planning)，并由MES系統根據各個車間的生產計劃進行詳細排產(production scheduling)，MES排產的粒度是天、小時，甚至分鐘。MES是一個企業級的實時信息系統，MES的選型絕不允許各個車間或分廠各自為政。

三星開展了移動工廠(Mobile plant)的實踐，工人可以通過智能手機查詢工單，可以開視頻會議，維修人員碰到疑難問題，可以通過手機視頻尋求專家解答，還給智能手機配備了RFID和條碼掃描的接口，這也是一個智能工廠的創新實踐。還有一些企業實現了刀具管理的智能化，通過在刀柄上植入RFID芯片，對刀具的全生命周期進行管理，從而提高刀具的使用壽命。智能工廠還應當重視利用智能的檢測儀器，檢測結果直接進入信息系統，無需人工干預。而展望未來，AR(Augmented Reality，增強現實)技術也將在智能工廠大顯身手。工人帶上AR眼鏡，就可以“看到”需要操作的工作位置，例如，需要擰緊螺栓的地方，擰緊力矩OK，也會有相應提示，從而提高作業人員的工作效率。

最近，美國GE公司宣布將工業互聯網平臺Predix開放。我理解，Predix實際上就是智能工廠的一個集成化的開發平臺，GE力圖搶占“工業操作系 統”的陣地，成為智能工廠領域的“微軟”。而思科公司提出萬物互聯(Internet of Everthing,IOE)理念、技術和解決方案，也可以支撐智能服務和智能工廠。

7.智能研發(Smart R&D)

離散制造企業在產品研發方面，已經應用了CAD/CAM/CAE/CAPP/EDA等工具軟件和PDM/PLM系統，但是e-works在為制造企業提供咨詢服務的過程中發現，很多企業應用這些軟件的水平并不高。比如，很多企業還處于二維CAD和三維CAD軟件混用的階段，存檔依然是二維，沒有實現全三維設計(MBD，基于模型的產品定義);應用仿真技術仍然處于事后驗證，沒有實現仿真驅動設計;雖然應用了PDM系統，但還沒有建立企業內部的通用件庫，重用率不高;對工程/制造/服務BOM的管理還不到位等等。企業要開發智能產品，需要機電軟多學科的協同配合;要縮短產品研發周期，需要深入應用仿真技術，建立虛擬數字化樣機，實現多學科仿真，通過仿真減少實物試驗;需要貫徹標準化、系列化、模塊化的思想，以支持大批量客戶定制或產品個性化定制;需要將仿真技術與試驗管理結合起來，以提高仿真結果的置信度。流程制造企業已開始應用PLM系統實現工藝管理和配方管理，LIMS(實驗室信息管理系統)系統比較廣泛。

目前，在產品研發方面，已經出現了一些智能化的軟件系統，成為智能研發的具體體現。例如Geometric的DFM PRO軟件可以自動判斷三維模型的工藝特征是否可制造、可裝配、可拆卸;CAD Doctor軟件可以自動分析三維模型中存在的問題;基于互聯網與客戶、供應商和合作伙伴協同設計，也是智能研發的創新形式;Altair的拓撲優化技術可以在滿足產品功能的前提下，減輕結構的重量;系統仿真技術可以在概念設計階段，分析與優化產品性能，這方面達索系統、西門子(LMS)已有成熟的技術，天喻軟件也開發出系統仿真的平臺，并在中國商飛得到應用;PLM向前延伸到需求管理，向后拓展到工藝管理，例如，西門子的Teamcenter Manufacturing系統將工藝結構化，可以更好地實現典型工藝的重用;開目軟件推出的基于三維的裝配CAPP、機加工CAPP，以及參數化CAPP也具有了一定智能，華天軟件、湃睿軟件也有類似產品;此外，索為高科和金航數碼合作，開發了面向飛機機翼、起落架等大部件的快速設計系統，也是一種智能研發的軟件，可以大大提高產品設計效率。

汽車整車企業和設計公司廣泛應用Cave技術，利用虛擬現實技術輔助產品研發，也是一個智能研發技術。全球PLM領導廠商之一，達索系統公司提出了三維體驗(3D Experience)的理念，在VR和AR方面提供了解決方案。仿真巨頭ANSYS在多學科仿真技術方面已有很大突破，而仿真領域的先驅MSC.Software2014年發布了APEX，將CAD和CAE實現了融合，易學易用性得到極大提升。安世亞太最近提出工業再設計的理念，將仿真技術與精密制造緊密結合，可以將以為需要多個零件分散制造融合為一個復雜零件，從而提升了零件的工藝性能，降低了零件的重量。

8.智能管理(Smart Management)

一談到管理，大家都會想到ERP(企業資源計劃)系統。記得在2003年，國內就曾經出現過ERP過時的說法，事實上時至今日，ERP仍然是制造企業實現現代化管理的基石。以銷定產是ERP最基本的思想，MRP(物料需求計劃)是ERP的核心。制造企業核心的運營管理系統還包括人力資產管理系統(HCM)、客戶關系管理系統(CRM)、企業資產管理系統(EAM)、能源管理系統(EMS)、供應商關系管理系統(SRM)、企業門戶(EP)、業務流程管理系統(BPM)等，國內企業也把辦公自動化(OA)作為一個核心信息系統。為了統一管理企業的核心主數據，近年來主數據管理(MDM)也在大型企業開始部署應用。實現智能管理和智能決策，最重要的條件是基礎數據準確和主要信息系統無縫集成。

智能管理主要體現在與移動應用、云計算和電子商務的結合。例如，移動版的CRM系統可以自動根據位置服務確定銷售人員是否按計劃拜訪了特定客戶;許多消費品制造企業實現了全渠道營銷，實現了多個網店系統與ERP系統的無縫集成，從而實現自動派單。此外，主流電梯制造企業紛紛研發了銷售配置器軟件系統，可以讓銷售人員根據客戶的需求靈活地進行產品配置，快速進行報價，美國主流管理軟件Epicor也包含了配置器功能。戴爾公司是基于互聯網實現在線選配的先驅，寶馬汽車也提供了在線選配的功能，海爾也開始了這方面的實踐。業務流程管理(BPM)軟件可以實現對業務流程進行建模，實現業務流程的可視化、模擬與優化，這也是一個典型的智能管理應用。

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