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智能制造已經(jīng)成為全球制造業(yè)的重要趨勢(shì)。隨著人口紅利的逐步消失，工廠企業(yè)需要找到一種全新的生產(chǎn)模式，以緩解昂貴的勞動(dòng)力成本和應(yīng)對(duì)快速更新的產(chǎn)品需求。而工業(yè)4.0模式的出現(xiàn)，為制造業(yè)提供了新的思路。通過物聯(lián)網(wǎng)連接產(chǎn)品生命周期的所有階段，從原料采購(gòu)到生產(chǎn)再到交付和進(jìn)入客戶家中，整個(gè)過程都能可視化管理。
這也是第四次工業(yè)革命的場(chǎng)景，物聯(lián)網(wǎng)為整個(gè)制造過程搭建了橋梁，創(chuàng)造了一個(gè)具有凝聚力的制造環(huán)境。原料供應(yīng)商知道何時(shí)應(yīng)該發(fā)貨，制造商知道如何保證產(chǎn)品質(zhì)量，每個(gè)客戶反饋的信息讓廠商獲得對(duì)產(chǎn)品和市場(chǎng)新的認(rèn)識(shí)，物聯(lián)網(wǎng)解決了供應(yīng)商、制造商和客戶之間信息隔斷的問題，智能工廠將制造業(yè)服務(wù)能力提升到一個(gè)全新的水平。
未來，物聯(lián)網(wǎng)將給制造業(yè)帶來巨大的價(jià)值，潛在價(jià)值可能會(huì)達(dá)數(shù)十萬億美元。據(jù)估計(jì)，在未來五年內(nèi)以每年6％的速度增長(zhǎng)，市場(chǎng)到2020年將接近700億美元。巨大的應(yīng)用場(chǎng)景包括汽車和運(yùn)輸、采礦、電子、化工、制藥、石油和天然氣等行業(yè)。那么，在新的制造場(chǎng)景將會(huì)怎樣變化，工廠企業(yè)又將如何迎接趨勢(shì)？
制造業(yè)供應(yīng)鏈的變革
消費(fèi)市場(chǎng)的需求變化如此之快，對(duì)于傳統(tǒng)的制造業(yè)無疑是一大難題。客戶實(shí)時(shí)期望不斷上升，供應(yīng)鏈越來越復(fù)雜，通過人力分析或者落后的工具去管理控制制造過程，已經(jīng)難以滿足當(dāng)前市場(chǎng)需求。而智能工廠通過智能傳感器和物聯(lián)網(wǎng)采集的大量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，再基于云端高算力服務(wù)器的分析，以及創(chuàng)造更靈活的生產(chǎn)流程來跟上客戶需求的步伐。
智能制造的模式與傳統(tǒng)制造完全不同，依托于先進(jìn)的數(shù)字化制造技術(shù)，工廠可以進(jìn)行按需生產(chǎn)，從世界各地供應(yīng)商采購(gòu)原料，避免了大量庫存的風(fēng)險(xiǎn)，并通過社交媒體管理客戶反饋，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的制造，達(dá)到更快、更靈活、更高效的產(chǎn)品交付水平。
得益于物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，智能制造為工廠帶來了新的能力，雖然升級(jí)智能工廠并不是必要的，但卻是非常有價(jià)值的事。利用優(yōu)化的供應(yīng)鏈，不僅可以減少交貨時(shí)間和成本，同時(shí)基于市場(chǎng)信息的掌握，還可以減少生產(chǎn)過程缺陷產(chǎn)品數(shù)量。
產(chǎn)品質(zhì)量保持一致性
過去的制造業(yè)，當(dāng)工廠收到車間信息或者從客戶調(diào)查到數(shù)據(jù)的時(shí)候，產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入了客戶群體，也就是損害已經(jīng)產(chǎn)生了，給用戶留下了低質(zhì)量的印象。而新的制造模式，借助于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，允許工廠企業(yè)實(shí)時(shí)收集到傳輸數(shù)據(jù)，可以及時(shí)洞察到問題所在，并在產(chǎn)品造成嚴(yán)重問題之前進(jìn)行更改。
未來的產(chǎn)品將放置智能傳感器，這些感知零件將能夠確保每件產(chǎn)品一致性的質(zhì)量水平，無論是電子消費(fèi)品、家用電器還是工業(yè)類設(shè)備，傳感器能夠?qū)a(chǎn)品的異常數(shù)據(jù)匯報(bào)給廠家，然后工廠提供更準(zhǔn)時(shí)的售后服務(wù)。還有，工廠可以從數(shù)據(jù)中分析產(chǎn)品的不足，在下一件產(chǎn)品上進(jìn)行優(yōu)化，最終能夠更好的保證產(chǎn)品的質(zhì)量。
這種方式避免了客戶投訴和公司品牌的損害，同時(shí)可能為公司節(jié)省巨大的成本。過去，汽車產(chǎn)品重大問題發(fā)生后，大量召回的事件屢見不鮮，不僅導(dǎo)致公司品牌影響力的下跌，還要負(fù)出沉重的金錢代價(jià)。
物聯(lián)網(wǎng)連接制造過程的好處在于，一旦發(fā)現(xiàn)問題或者缺陷，可以在錯(cuò)誤產(chǎn)生嚴(yán)重后果之前及時(shí)進(jìn)行自我修復(fù)。尤其在人工智能突破的今天，可以快速分析出存在的隱患，以近乎實(shí)時(shí)的速度完成生產(chǎn)質(zhì)量的管控，并帶來更好的產(chǎn)品和更少的損失。
預(yù)測(cè)性維護(hù)的重要價(jià)值
工廠生產(chǎn)線意外停機(jī)事件和計(jì)劃外的維護(hù)將會(huì)給企業(yè)帶來巨大損失，每一臺(tái)設(shè)備和機(jī)器都不可能保持不出問題，但停機(jī)在計(jì)劃之外發(fā)生，不僅讓公司蒙受生產(chǎn)損失的打擊，同時(shí)也拖低了生產(chǎn)效率。在成本越來越貴的今天，這種意外停機(jī)可能需要較長(zhǎng)時(shí)間去檢查維修，并要支付巨額金錢，對(duì)于中小企業(yè)更是無法承受的。
在工業(yè)4.0的模式里，有一種預(yù)測(cè)性維護(hù)的方法，通過在智能工廠中生產(chǎn)設(shè)備上放置各種傳感器，從而能夠?qū)崟r(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)機(jī)器磨損的情況。再借用于機(jī)器學(xué)習(xí)算法，可以準(zhǔn)確跟蹤零件和機(jī)器的更換時(shí)間。
預(yù)測(cè)性維護(hù)有助于在錯(cuò)誤發(fā)生之前安排更換設(shè)備部件，而且可以安排合理的更換時(shí)間，例如在機(jī)器閑置的時(shí)段，就不會(huì)占用生產(chǎn)時(shí)間。這樣不僅可以保證生產(chǎn)線的效率，同時(shí)提高了工廠整體敏捷性。
如何構(gòu)建智能工廠？
智能工廠是未來制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，目前已經(jīng)有一些優(yōu)秀的案例，例如全球大型制造商包括通用電氣、西門子、霍尼韋爾、三菱電機(jī)、羅克韋爾自動(dòng)化、施耐德電氣、通用動(dòng)力等都在嘗試新的制造模式。不過，升級(jí)智能工廠要結(jié)合自身的需要和環(huán)境特點(diǎn)，不同的企業(yè)應(yīng)該采用不同的方式，這樣才能達(dá)到其想要的效果。
通常企業(yè)轉(zhuǎn)型有幾個(gè)目標(biāo)方向，例如緩解決勞動(dòng)力成本，降低工廠的整體成本；提升生產(chǎn)線的效率，將產(chǎn)品的交付時(shí)間縮短；增加工廠的靈活性，以便于能夠快速響應(yīng)市場(chǎng)的需求等等。企業(yè)可以根據(jù)自身的需求，制造完善的升級(jí)方案。
首先要構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)將傳感器、電機(jī)、開關(guān)和其他各種小工具聯(lián)網(wǎng)，工業(yè)4.0時(shí)代的智能工廠包括生產(chǎn)線、機(jī)器人、物聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)程自動(dòng)化等內(nèi)容。此外，還涉及到生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)和定制生產(chǎn)系統(tǒng)、產(chǎn)品的虛擬規(guī)劃以及生產(chǎn)和遠(yuǎn)程維護(hù)等。
還有，智能工廠需要新型工人，引進(jìn)具有IT知識(shí)和OT運(yùn)行技術(shù)的專業(yè)人才。工廠里重復(fù)性勞動(dòng)任務(wù)會(huì)交給機(jī)器人，而人們將更多關(guān)注在產(chǎn)品設(shè)計(jì)，以及流程優(yōu)化和監(jiān)控等方面。
