【資訊】智能制造發(fā)展過程三個階段及特征

1 工業(yè)自動化系統(tǒng)的特點

經(jīng)過多年發(fā)展，鋼鐵行業(yè)工業(yè)自動化系統(tǒng)的主體架構一般分為 5 層，如圖 1 所示: 檢測及執(zhí)行設備級 L0、基礎自動化級 L1、過程自 動 化 級L2、制造執(zhí)行系統(tǒng) L3 和企業(yè)資源計劃 L4，每層根據(jù)功能或控制范圍又劃分為多個系統(tǒng)。各層系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通過接口協(xié)議互相傳遞，業(yè)務應用互相關聯(lián)。

隨著計算機和控制器的能力越來越強大，過程自動化級的很多功能“下沉”至基礎自動化級來執(zhí)行，融合形成“過程控制級”; 而管理的扁平化需求，使得制造執(zhí)行系統(tǒng)和企業(yè)資源計劃的分工界限變得不那么明顯，融合形成“生產(chǎn)管理級”。但無論是 5 層結構，還是其他類型的結構，總體上都是圍繞企業(yè)的核心發(fā)展目標，實現(xiàn)各系統(tǒng)的功能定位和分工合作。

圖 1 工業(yè)自動化系統(tǒng)的結構

通過總結工業(yè)生產(chǎn)對控制技術的要求，工業(yè)自動化系統(tǒng)一般需要具有以下特點。

( 1) 確定性。確定性是指工業(yè)自動化系統(tǒng)必須有確定的響應能力，主要包括: 1) 實時性。工業(yè)自動化系統(tǒng)一般都是實時系統(tǒng)，很多情況下延遲對于生產(chǎn)過程信息傳送來說是不可接受的。2) 可預測性。即在滿足一定條件下，系統(tǒng)的輸出是可預期的，差異在可控或可接受的范圍內(nèi)。3)手動優(yōu)先。在非正常的情況下，工業(yè)自動化系統(tǒng)的部分功能可以被操作人員確定性的手動接管，使得整個系統(tǒng)可以在降低部分性能( 包括便利性) 的手動模式下繼續(xù)運行。

( 2) 可用性?？捎眯允侵冈谕獠抠Y源得到一定程度的保證的前提下，工業(yè)自動化系統(tǒng)可執(zhí)行規(guī)定功能的能力。主要包括: 1) 可靠性。由于其控制對象的重要性，工業(yè)自動化系統(tǒng)一般要求連續(xù)工作，不允許控制系統(tǒng)的突然中斷和重新啟動，這也就意味著在傳統(tǒng) IT 技術中通過重啟動來復位系統(tǒng)的意外故障，在工業(yè)自動化系統(tǒng)中幾乎是不可接受的。因此，在工業(yè)自動化系統(tǒng)中要通過盡量簡潔、可控、必要的代碼去實現(xiàn)所需的功能，在投入運行前經(jīng)過反復詳細的測試，以確保盡量減少意外中斷的可能。2) 容錯性。工業(yè)自動化系統(tǒng)在設計和測試時就必須盡量多地考慮系統(tǒng)在各類輸入條件下的響應，在部分輸入信號出現(xiàn)異常時，系統(tǒng)可以繼續(xù)工作或自動進入安全狀態(tài)，避免產(chǎn)生極端的錯誤輸出，導致設備或產(chǎn)品損害，甚至人身傷害。3) 安全性。工業(yè)自動化系統(tǒng)一旦受到網(wǎng)絡攻擊所帶來的后果比 IT 領域要嚴重的多，會導致生產(chǎn)停機、設備損害或安全事故，因此必須結合應用場景，合理部署安全解決方案，實現(xiàn)功能安全和信息安全的有機融合。

( 3) 經(jīng)濟性。經(jīng)濟性是指企業(yè)從一項投資活動中得到的經(jīng)濟回報。鋼鐵企業(yè)有深厚的行業(yè)背景和鮮明的個性化特征，很多先進的技術難以在其他行業(yè)、不同生產(chǎn)線之間實現(xiàn)簡單的復制推廣，IT 領域的市場模式在工業(yè)領域并不一定適用。因此，技術的開發(fā)是否具備合適的經(jīng)濟性需要綜合考慮。

隨著計算機技術的發(fā)展，工業(yè)自動化系統(tǒng)大量使用計算機、操作系統(tǒng)和各類網(wǎng)絡協(xié)議，引入越來越多的IT技術。一些技術在引入的過程中，針對工業(yè)生產(chǎn)的要求進行了改造、驗證和推廣應用。智能制造系統(tǒng)中很多基礎性技術如人工智能、工業(yè)大數(shù)據(jù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺等也來源于IT技術，在引入工業(yè)生產(chǎn)的過程中，也需要根據(jù)要求，綜合考慮確定性、可用性、經(jīng)濟性因素，進行必要的調(diào)整改造。

智能制造的發(fā)展總體上應該是一個循序漸進的過程，需要依據(jù)生產(chǎn)需求和相關技術在不同發(fā)展階段的特點，合理確定相關技術所能發(fā)揮的作用，以及其在整個生產(chǎn)體系的地位，最終目標是實現(xiàn)各項技術與現(xiàn)有的工業(yè)自動化系統(tǒng)結合，形成有機的整體，有效地實現(xiàn)企業(yè)的發(fā)展目標。

2 智能制造系統(tǒng)發(fā)展過程的 3 個階段

依據(jù)智能制造系統(tǒng)所要解決的問題和在整個生產(chǎn)體系中的地位，可以粗略地將智能制造的發(fā)展過程分為 3 個階段。

2． 1 第一階段———智能制造初級階段

在這個階段，人工智能等先進技術不斷向傳統(tǒng)的工業(yè)自動化系統(tǒng)延伸，通過先進的手段，顯示生產(chǎn)過程中的可見或隱性的狀態(tài)，輔助人作出正確的操作或決策，優(yōu)化工業(yè)自動化系統(tǒng)的功能。智能制造系統(tǒng)所采用的很多技術，如工業(yè)大數(shù)據(jù)分析、人工智能等，在圖像識別、故障預測等某些特定的領域有可能超過人，然而在實際生產(chǎn)中，由于現(xiàn)實情況復雜多變，無法取代人憑借自身的經(jīng)驗或直覺作出正確的判斷，但可以作為一個很好的決策參考或?qū)ο到y(tǒng)進行輔助優(yōu)化。

在這個階段，由于智能制造系統(tǒng)主要是圍繞企業(yè)的某一方面功能發(fā)揮“畫龍點睛”的作用，在開發(fā)時需要在現(xiàn)有系統(tǒng)中以“打補丁”或局部改造的方式接入數(shù)據(jù)，如采用掃描方式搭建生產(chǎn)線三維模型，在生產(chǎn)線上增加安裝檢測設備等。但在實現(xiàn)過程中有很多因素會制約功能的實現(xiàn)，如掃描方式建立的模型會比較粗略，信息不足; 安裝檢測設備會受到現(xiàn)有工藝設備布置等因素影響等。在過去的幾年中，各企業(yè)從自身實際出發(fā)，圍繞企業(yè)的發(fā)展目標，克服不利因素，在多個領域?qū)χ悄苤圃爝M行了艱苦探索和深入實踐，取得了良好的效果。這些探索實踐工作對于智能制造的發(fā)展是非常有益的。

在這個階段，工業(yè)生產(chǎn)仍由傳統(tǒng)的工業(yè)自動化系統(tǒng)為主導來控制。智能制造系統(tǒng)總體上相當于是智囊團，隨著時間延伸到越來越多的領域，針對企業(yè)的痛點和問題提出解決方案，但仍需要人依據(jù)經(jīng)驗，在工業(yè)自動化系統(tǒng)的基礎上作最終決策或在限定的范圍內(nèi)發(fā)揮作用，在智能制造系統(tǒng)不能正常工作時，仍然可以依靠人的經(jīng)驗和工業(yè)自動化系統(tǒng)繼續(xù)進行生產(chǎn)。

從這個意義上來講，工業(yè)生產(chǎn)對于智能制造系統(tǒng)的確定性、可用性的要求與 IT 系統(tǒng)并沒有顯著區(qū)別，智能制造系統(tǒng)作用于工業(yè)生產(chǎn)的局部且作用有限，表現(xiàn)形式為與智能制造相關的多個“點”并行發(fā)展，沒有( 也不必追求) 形成一個完備自治的系統(tǒng)。在這個階段，由于智能制造系統(tǒng)本身沒有形成一個完備自治的系統(tǒng)，因此可以考慮采用以功能的實現(xiàn)過程來描述智能制造: 智能制造是面向企業(yè)的生 產(chǎn) 需 求，以信息系統(tǒng)為載體，模擬專家的智能進行分析判斷和決策，進而能夠擴大 /延伸 /部分取代專家的大腦思維過程的系統(tǒng)。

2． 2 第二階段———智能制造中級階段

隨著技術的發(fā)展，智能制造系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中的作用越來越重要，智能制造系統(tǒng)中集成的相關技術逐步成熟，經(jīng)過不同產(chǎn)線、不同工序、長時間的反復驗證，得到廣泛應用，如: ( 1) 傳感器和控制器變得簡單經(jīng)濟且易獲取，視頻和音頻等生物識別技術得到廣泛的應用，使系統(tǒng)可獲得更為全面、精準的信息; ( 2) 對于同一功能，不同子系統(tǒng)的計算結果互相印證和交互評價，并由智能制造系統(tǒng)自行決策輸出; ( 3) 在外部條件發(fā)生變化或出現(xiàn)故障時，局部子系統(tǒng)的失效不影響總體系統(tǒng)的運行，或自動進入安全狀態(tài); ( 4) 有關智能制造的基礎技術逐步成熟，確定性、可用性和經(jīng)濟性問題得到合理的解 決，如區(qū)塊鏈技術逐步成熟，在理論上可以解決工業(yè)數(shù)據(jù)的安全性和信任問題。

在這些前提下，智能制造系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中的作用將會變得越來越重要，逐步針對生產(chǎn)過程的特定單元或特定功能實現(xiàn)完全的控制，傳統(tǒng)的工業(yè)自動化系統(tǒng)出于安全生產(chǎn)的考慮，可作為智能制造系統(tǒng)的補充或后備。

在這個階段，針對生產(chǎn)過程的特定單元或特定功能，智能制造系統(tǒng)不僅是智囊團，同時也是決策者，在系統(tǒng)中占據(jù)統(tǒng)領地位，根據(jù)生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，判斷生產(chǎn)狀態(tài)并形成控制決策，輸出執(zhí)行，同時依據(jù)執(zhí)行后的信息對系統(tǒng)進行優(yōu)化和自適應。因此，工業(yè)生產(chǎn)對于智能制造系統(tǒng)的確定性、可用性的要求將會遠高于對 IT 系統(tǒng)的要求。

在這個階段，智能制造系統(tǒng)在局部( 生產(chǎn)過程的特定單元或特定功能) 形成了一個相對完備自治的系統(tǒng)，可以從生產(chǎn)單元的實施方法來描述: 智能制造通過構建“狀態(tài)感知 － 實時分析 － 自主決策 － 精準執(zhí)行 － 學習提升”的數(shù)據(jù)閉環(huán)，以軟件形成的數(shù)據(jù)自動流動來消除復雜系統(tǒng)的不確定性，在給定的時間、目標場景下，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的優(yōu)化。

智能制造系統(tǒng)由初級階段向中級階段的進化是一個長期的過程。在生產(chǎn)系統(tǒng)中，不同的生產(chǎn)單元由于需求各異，采用的技術成熟度也不一樣，處于智能制造初級階段和中級階段的系統(tǒng)將長期共存、協(xié)同作用。但總的來說，隨著技術的發(fā)展，越來越多的處于智能制造初級階段的技術將向中級階段進化。

2． 3 第三階段———智能制造高級階段

隨著智能制造系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中的推廣應用，在越來越多的生產(chǎn)單元中，智能制造系統(tǒng)由輔助地位過渡到統(tǒng)領地位，形成多個局部自治的智能制造系統(tǒng)。同時，圍繞著通過智能制造實現(xiàn)企業(yè)的發(fā)展目標，企業(yè)在規(guī)劃、設計階段，從智能制造的頂層設計出發(fā)，實現(xiàn)面向智能工廠的全生產(chǎn)線三維建模和數(shù)字交付，全面管理規(guī)劃、設計、施工、設備、產(chǎn)品、運維等各階段數(shù)據(jù)，建立完整的、功能豐富的數(shù)字化工廠和數(shù)字孿生模型，為全面深入實施智能制造奠定良好的基礎。

在中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會發(fā)布的《鋼鐵未來夢工廠》中，對未來的智能制造鋼鐵企業(yè)做了全面的描述: 工廠具有基于信息物理系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、邊緣計算等新一代信息技術的智能決策與綜合管控平臺。實時、科學的決策指令從這里發(fā)布，最優(yōu)化、高效化的資源配置將從這里開始。工廠具備自感知、自組織、自決策的智慧體系。能量流、物質(zhì)流和信息流組成有機體的“血 液”，高效、連續(xù)、平穩(wěn)運行的制造系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)組成有機體的“骨骼”，保證了物質(zhì)、能量、信息的動態(tài)平衡和運行優(yōu)化。做到“精準、高效、優(yōu)質(zhì)、低耗、安全、環(huán)保”，全面提升發(fā)展水平，實現(xiàn)鋼鐵行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

在智能制造高級階段，需要將智能制造的理念貫穿規(guī)劃、設計、施工、運維、生產(chǎn)、管理全 過程，實現(xiàn)統(tǒng)籌規(guī)劃和頂層設計，基 礎 性 工 作 包括: ( 1) 合理規(guī)劃面向智能制造的生產(chǎn)系統(tǒng)結構; ( 2) 合理安排生產(chǎn)車間的平面布置，保證生產(chǎn)有序、物流合理; ( 3) 合理配置儀表等檢測設備及其配套設施，保證數(shù)據(jù)的穩(wěn)定可靠; ( 4) 實現(xiàn)生產(chǎn)線設計和建設過程的三維設計和數(shù)字交付，全面實現(xiàn)數(shù)字化，搭建面向生產(chǎn)線全生命周期的數(shù)據(jù)平臺; ( 5) 合理配置智能制造基礎架構，包括工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺等。

在這個階段，智能制造系統(tǒng)貫穿整個生產(chǎn)過程，在企業(yè)生產(chǎn)活動的各個層面以決策者的身份出現(xiàn)，全面占據(jù)統(tǒng)領地位。生產(chǎn)過程對于智能制造系統(tǒng)的確定性、可用性的要求也遠高于對 IT系統(tǒng)的要求。智能制造系統(tǒng)形成了一個完備自治的系統(tǒng)體系，形成了一種新型生產(chǎn)方式，可以從系統(tǒng)層面來描述智能制造: 智能制造基于新一代信息通信技術與先進制造技術深度融合，貫穿于設計、生產(chǎn)、管理、服務等制造活動的各個環(huán)節(jié)，具有自感知、自學習、自決策、自執(zhí)行、自適應等功能的新型生產(chǎn)方式。

2． 4 智能制造系統(tǒng)發(fā)展過程 3 個階段的特征

如上所述，在智能制造初級階段，智能制造系統(tǒng)自身不構成完備的系統(tǒng)，而是作為工業(yè)自動化系統(tǒng)架構體系的重要補充，在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮重要的參考和補充作用; 在智能制造中級階段，智能制造圍繞特定的生產(chǎn)單元形成了完備的自治系統(tǒng)，在局部發(fā)揮決定性作用，傳統(tǒng)的工業(yè)自動化系統(tǒng)將作為后備; 在智能制造高級階段，形成了完整的智能制造架構體系，在生產(chǎn)過程的各個層面中全面發(fā)揮決定性作用。總結智能制造發(fā)展過程 3 個階段的特征見表 1。

表 1 智能制造發(fā)展過程 3 個階段的特征

3 對智能制造系統(tǒng)所處階段的認識

3． 1 生產(chǎn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流向

從宏觀上看，工業(yè)生產(chǎn)過程或產(chǎn)業(yè)鏈由若干個相對獨立的生產(chǎn)單元組成，生產(chǎn)單元可以是一個企業(yè)、一條生產(chǎn)線、一個工藝段、一個獨立的設備或一項相對獨立的功能等。為了對智能制造系統(tǒng)的不同發(fā)展階段有一個總體上的認識，將組成工業(yè)生產(chǎn)過程的每個生產(chǎn)單元廣義地分為 4個相對獨立的系統(tǒng)，通過分析各系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)流向和相互作用來判斷智能制造系統(tǒng)所處的發(fā)展階段。

系統(tǒng)包括: ( 1) 物理系統(tǒng)，包括生產(chǎn)線、產(chǎn)品等; ( 2) 傳統(tǒng)的工業(yè)自動化系統(tǒng)，包括輸入 /感知子系統(tǒng)和分析決策 /自學習子系統(tǒng); ( 3) 人，包括操作人員、維護人員、管理人員等; ( 4) 智能制造系統(tǒng)，包括輸入 /感知子系統(tǒng)和分析決策 /自學習子系統(tǒng)，以及數(shù)字孿生模型系統(tǒng)和虛擬生產(chǎn)系統(tǒng)。數(shù)字孿生模型是以物理模型為基礎，基于物理系統(tǒng)的參數(shù)和歷史數(shù)據(jù)在數(shù)字空間實現(xiàn)的，其輸出作為智能制造系統(tǒng)中分析 /決策 /自學習子系統(tǒng)的參考和評價。另外，基于數(shù)字孿生模型系統(tǒng)可以實現(xiàn)虛擬生產(chǎn)，對生產(chǎn)過程控制、生產(chǎn)組織管理、新產(chǎn)品開發(fā)等工作進行仿真驗證。

圖 2 生產(chǎn)單元的數(shù)據(jù)流

生產(chǎn)單元的數(shù)據(jù)流如圖 2 所示。圖 2 中: 箭頭方向表示數(shù)據(jù)的流向; 開關符號定義數(shù)據(jù)的接通或斷開; 實線表示實時數(shù)據(jù); 虛線表示非實時數(shù)據(jù)，包括歷史數(shù)據(jù)、系統(tǒng)參數(shù)等; S1 表示人對工業(yè)自動化系統(tǒng)的設定操作和干預是否有效; S2表示智能制造系統(tǒng)的輸出是否反饋給人作為設定操作和干預的參考; S3 表示智能制造系統(tǒng)的輸出是否作為工業(yè)自動化系統(tǒng)的設定。

3． 2 智能制造不同階段的分析

在圖 2 中，各系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)流向是由上述的S1 ～ S3 開關決定的，在智能制造的不同發(fā)展階段，開關的狀態(tài)組合不同，表 2 列舉出不同發(fā)展階段的數(shù)據(jù)流向特點。其中，1 代表開關接通，0代表開關斷開，* 代表開關狀態(tài)對智能制造所處階段的判斷無影響。

表 2 工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的控制模式

注 1: 在智能制造發(fā)展初期，智能制造系統(tǒng)的輸出用于輔助工業(yè)自動化系統(tǒng)優(yōu)化，以工業(yè)自動化系統(tǒng)的決策輸出為主，總體上處于智能制造初級階段; 隨著智能制造系統(tǒng)的發(fā)展和優(yōu)化，工業(yè)自動化系統(tǒng)的作用將逐步弱化，智能制造系統(tǒng)的輸出逐漸向決定性作用演變，過渡到智能制造中級階段。

注 2: 隨著智能制造技術的發(fā)展，針對特定生產(chǎn)單元，智能制造系統(tǒng)的輸出發(fā)揮決定性作用，在生產(chǎn)過程的其他環(huán)節(jié)，智能制造系統(tǒng)的輸出發(fā)揮輔助性作用，兩者長期共存，總體上處于智能制造中級階段; 在越來越多的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，智能制造系統(tǒng)的輸出發(fā)揮決定性作用，生產(chǎn)過程將逐步過渡到智能制造高級階段。圖 3 所示為智能制造由初級階段經(jīng)中級階段到高級階段的發(fā)展過程。

圖 3 智能制造系統(tǒng)的發(fā)展過程

3． 3 相關技術分析

下面以鋼鐵領域的兩個應用場景為例，分析相關智能制造技術在工業(yè)生產(chǎn)中所發(fā)揮的作用和所處的地位，判斷所處階段。

( 1) 面向智能天車的車輛識別。對于智能天車而言，一項重要的功能是通過圖像或激光的方式，識別運輸車輛的外形、鞍座位置和鋼卷形狀等參數(shù)，并將識別出的相關坐標數(shù)據(jù)發(fā)送至天車的吊運系統(tǒng)，作為吊運的目標位置。在智能制造初級階段，車輛識別系統(tǒng)輸出目標位置后，由操作人員確認位置的準確性和吊運過程的安全性，發(fā)出確認操作指令后開始吊運執(zhí)行。在這個過程中，即使由于外界原因引起偶然的識別錯誤，由于操作人員的確認而不會導致出現(xiàn)重大錯誤。在智能制造中級階段，車輛識別系統(tǒng)確定好目標位置后，直接發(fā)送吊運指令。這就對識別系統(tǒng)的確定性、可用性提出了很高的要求，不僅要求識別系統(tǒng)在任意工況條件下都要可靠準確的識別，同時也需要能夠判斷自身的輸出是否會產(chǎn)生意外的結果，并且必要時自動進入安全狀態(tài)或切換為手動操作模式。在智能制造高級階段，面向智能天車的車輛識別作為生產(chǎn)過程中一項關鍵的功能，是重要組成內(nèi)容之一。

( 2) 面向中厚板軋制過程的數(shù)字孿生系統(tǒng)。中厚板生產(chǎn)屬于多道次可逆軋制過程，軋制過程對產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率有重要的影響。傳統(tǒng)的方法需要工藝人員和操作人員經(jīng)過多次試驗后才能形成穩(wěn)定的生產(chǎn)過程。為此，考慮構建面向中厚板軋制過程的數(shù)字孿生系統(tǒng): 借助于設計過程的設備三維數(shù)據(jù)和生產(chǎn)線建設過程中的 BIM數(shù)據(jù)建立的虛擬模型，以三維形式再現(xiàn)生產(chǎn)過程; 以與生產(chǎn)過程控制邏輯高度一致的控制模型，再現(xiàn)對生產(chǎn)過程的操控; 以面向設備的動作和產(chǎn)品的變形過程為基礎，建立對象模型。模型的構建方式和精度決定了模型所能實現(xiàn)的目標。

在智能制造初級階段，在數(shù)字孿生系統(tǒng)中，采用簡化的機理模型構建設備的動作過程和產(chǎn)品的變形過程，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的模擬，控制功能的全面測試和各類故障的仿真，以及操作人員的仿真培訓，提高生產(chǎn)效率。在智能制造中級階段，對象機理模型精度不斷得到提升，借助于人工智能工具和大量生產(chǎn)數(shù)據(jù)對模型持續(xù)進行優(yōu)化，實現(xiàn)數(shù)字孿生模型與生產(chǎn)過程的高度一致。此時，數(shù)字孿生系統(tǒng)不僅能全面模擬生產(chǎn)過程，還可以精確地模擬和評估不同的生產(chǎn)過程對產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的影響，可以自動地對生產(chǎn)過程進行優(yōu)化和干預。在智能制造高級階段，數(shù)字孿生系統(tǒng)與生產(chǎn)過程的智能制造系統(tǒng)完美結合，在全面模擬生產(chǎn)過程和對生產(chǎn)過程進行優(yōu)化和干預的基礎上，基于數(shù)字孿生系統(tǒng)實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的全面監(jiān)控，實現(xiàn)新產(chǎn)品開發(fā)測試，并在測試完成后直接進行實際生產(chǎn)。這時，生產(chǎn)過程和新產(chǎn)品開發(fā)過程將變得簡單生 動，實現(xiàn)高效的智能化生產(chǎn)，可以形象地稱之為“軋鋼樂園”。

4 結語

經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)形成了一套成熟的工業(yè)系統(tǒng)架構，企業(yè)圍繞提質(zhì)增效的目標，推動智能制造將是一個長期的、循序漸進的過程。在現(xiàn)有系統(tǒng)的基礎上，利用智能制造系統(tǒng)的相關技術，不斷進行補充完善和升級迭代，解決產(chǎn)線的痛點問題，由傳統(tǒng)生產(chǎn)模式進入到智能制造的初級階段。隨著時間的推移和技術的發(fā)展，整條產(chǎn)線乃至車間的智能化程度會逐步提高，智能制造系統(tǒng)在生產(chǎn)中的作用也會變得更加重要，在局部領域逐步過渡到智能制造的中級階段; 隨著技術的進一步發(fā)展，逐步進入面向全生產(chǎn)線或全產(chǎn)業(yè)鏈的智能制造高級階段。

對于新建或改造的生產(chǎn)線，在規(guī)劃和設計階段需要圍繞智能制造高級階段的目標，開展頂層設計，統(tǒng)籌規(guī)劃工藝設計、產(chǎn) 品 設 計、設 備 布 置等，在設計階段全面考慮與工藝生產(chǎn)和設備維護相關的物流、數(shù)據(jù)檢測，全面真實反映生產(chǎn)線的狀態(tài)，實現(xiàn)生產(chǎn)線的數(shù)字建模和數(shù)字交付，建立完善的智能制造基礎性架構。高質(zhì)量的數(shù)字化設計和完整的智能制造基礎性架構是智能制造系統(tǒng)能夠不斷完善和提升效能的前提，是智能制造進入高級階段的必要基礎。

從目前落地的智能制造工作來看，智能制造系統(tǒng)的相關功能在生產(chǎn)線的作用多定位于初級階段，部分功能接近或達到了智能制造中級階段，這也與目前的技術發(fā)展相匹配，體現(xiàn)了這些企業(yè)的科學態(tài)度和務實精神。在學術界，對智能制造的探討更多的是面向智能制造高級階段，這是企業(yè)實施智能制造的目標，也是發(fā)展的動力。在企業(yè)實施智能制造的過程中，需要根據(jù)企業(yè)自身的發(fā)展特點及發(fā)展目標，基于智能制造技術的發(fā)展，從數(shù)字化設計的頂層設計開始，有針對性地提出解決方案和實施計劃，同步制定智能制造的發(fā)展戰(zhàn)略，分步實施，有序推進，最終實現(xiàn)企業(yè)的轉型升級和可持續(xù)發(fā)展。

原文刊載于《冶金自動化》2020年第5期 作者：中冶京誠工程技術有限公司電氣與自動化工程技術所 王云波，李鐵