利用

AGV

作为部件和 整车装配的载体

当前，我 国制造企业面临着巨大的转型压力。一方面，劳动力成本迅速攀升、产

能过剩、竞争激烈 、客户个性化需求日益增长等因素，迫使制造企业从低成本竞争策

略转向建立差异化竞争 优势。在工厂层面，制造企业面临着招工难，以及缺乏专业技

师的巨大压力，必须实现减 员增效，迫切需要推进智能工厂建设。另一方面，物联

网、协作机器人、增材制造、预测 性维护、机器视觉等新兴技术迅速兴起，为制造企

业推进智能工厂建设提供了良好的技术 支撑。再加上国家和地方政府的大力扶持，使

各行业越来越多的大中型企业开启了智能工 厂建设的征程。

我国汽 车、家电、轨道交通、食品饮料、制药、装备制造、家居等行业的企业

对生产和装配线进 行自动化、智能化改造，以及建立全新的智能工厂的需求十分旺

盛，涌现出海尔、美的、 东莞劲胜、尚品宅配等智能工厂建设的样板。

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例如，海尔佛山滚筒洗衣机工厂可以实现按订单配置、生产和装配，采用高柔

性的自动无人生产线，广泛应用精密装配机器人，采用

MES

系统全程订单执行管理系

统，通过

RFID

了从 款式设计到构造尺寸的全方位个性定制，建立了高度智能化的生产加工控制系

统，能够满 足消费者个性化定制所产生的特殊尺寸与构造板材的切削加工需求；东莞

劲胜全面采用国 产加工中心、国产数控系统和国产工业软件，实现了设备数据的自动

采集和车间联网，建 立了工厂的数字映射模型（

Digital Twin

），构建 了手机壳加工

的智能工厂。

但是，我 国制造企业在推进智能工厂建设方面，还存在诸多问题与误区：

①盲目购买自动化设备和自动化产线。很多制造企业仍然认为推进智能工厂就是自动

化 和机器人化，盲目追求“黑灯工厂”，推进单工位的机器人改造，推行机器换人，

上马只 能加工或装配单一产品的刚性自动化生产线。只注重购买高端数控设备，但却

没有配备相 应的软件系统。

②尚未实现设备数据的自动采集和车间联网。 企业在购买设备时没有要求开放数据接

口，大部分设备还不能自动采集数据，没有实现车 间联网。目前，各大自动化厂商都

有自己的工业总线和通信协议，

OPC UA

标准的应用还不普及。

③工厂运营层还是黑箱。在工厂运营方面还缺乏信息系统支撑，车间仍然是一个黑

箱， 生产过程还难以实现全程追溯，与生产管理息息相关的制造

BOM

数据、工时数据

也不准确。

④设备 绩效不高。生产设备没有得到充分利用，设备的健康状态未进行有效管理，常

常由于设备 故障造成非计划性停机，影响生产。

⑤依然存在大量信息化孤 岛和自动化孤岛。智能工厂建设涉及到智能装备、自动化控

制、传感器、工业软件等领域 的供应商，集成难度很大。很多企业不仅存在诸多信息

孤岛，也存在很多自动化孤岛，自 动化生产线没有进行统一规划，生产线之间还需要

中转库转运。

究其原因，是智能制造和智能工厂涵盖领域很多， 系统极其复杂，企业还缺乏

深刻理解。在这种状况下，制造企业不能贸然推进，搞“大跃 进”，以免造成企业的

投资打水漂。应当依托有实战经验的咨询服务机构，结合企业内部 的

IT

、自动化和精

益团队，高层积极 参与，根据企业的产品和生产工艺，做好需求分析和整体规划，在

此基础上稳妥推进，才 能取得实效。

二、何谓智能工厂？

究竟何谓智能工厂？智能工厂具有以下六个显著特征：

①

设备互联。能够实现设备与设备互 联（

M2M

），通过与设备控制系统集成，以及外

接传感器等方式，由

SCADA

（数据采集与监控系 统）实时采集设备的状态，生产完工的

信息、质量信息，并通过应用

RFID

（无线射频技术）、条码（一维和二维）等技术，

实现生产过程的可追溯。

②

广泛应用工业软件。广泛应用

MES

（制造执 行系统）、

APS

（先进生产排程）、能源

管理、质量管理等工业软件，实现生产现场的可视化和透明化。在新建工厂时，可以

通过数字化工厂仿真软件，进行设备和产线布局、工厂物流、人机工程等仿真，确保

工厂 结构合理。在推进数字化转型的过程中，必须确保工厂的数据安全和设备和自动

化系统安 全。在通过专业检测设备检出次品时，不仅要能够自动与合格品分流，而且

能够通过

SPC

（统计过程控制）等软件，分析出现质量问题的原因。

③充分结合精益生产理念。充分体现工业工程和精益生产的理念，能 够实现按订单驱

动，拉动式生产，尽量减少在制品库存，消除浪费。推进智能工厂建设要 充分结合企

业产品和工艺特点。在研发阶段也需要大力推进标准化、模块化和系列化，奠 定推进

精益生产的基础。

④实现柔性 自动化。结合企业的产品和生产特点，持续提升生产、检测和工厂物流的

自动化程度。产 品品种少、生产批量大的企业可以实现高度自动化，乃至建立黑灯工

厂；小批量、多品种 的企业则应当注重少人化、人机结合，不要盲目推进自动化，应

当特别注重建立智能制造 单元。工厂的自动化生产线和装配线应当适当考虑冗余，避

免由于关键设备故障而停线； 同时，应当充分考虑如何快速换模，能够适应多品种的

混线生产。物流自动化对于实现智 能工厂至关重要，企业可以通过

AGV

、行架式机械