一、智能生產(chǎn)目前存在的問(wèn)題

智能生產(chǎn)所包含的就是使用智能裝備、傳感器、過(guò)程控制、智能物流、制造執(zhí)行系統(tǒng)、信息物理系統(tǒng)組成的人機(jī)一體化系統(tǒng)；按照工藝設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)制造過(guò)程的智能化生產(chǎn)、有限能力排產(chǎn)、物料自動(dòng)配送、狀態(tài)跟蹤、優(yōu)化控制、智能調(diào)度、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控、質(zhì)量追溯和管理、車間績(jī)效等；對(duì)生產(chǎn)、設(shè)備、質(zhì)量的異常做出正確的判斷和處置；實(shí)現(xiàn)制造執(zhí)行與運(yùn)營(yíng)管理、研發(fā)設(shè)計(jì)、智能裝備的集成；實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)制造一體化，管控一體化。

長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)勞動(dòng)力成本偏低，裝備的自動(dòng)化、數(shù)控化、智能化方面的資金投入不足，使得我國(guó)生產(chǎn)自動(dòng)化、智能化的總體水平不高。目前的智能生產(chǎn)還存在以下問(wèn)題：

1）生產(chǎn)裝備的數(shù)字化、智能化水平不高，聯(lián)網(wǎng)率低，嚴(yán)重妨礙了數(shù)字化、智能化車間的建設(shè)。

2）物流的自動(dòng)化、智能化水平低，進(jìn)出廠物流、自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)不多，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的物料配送、工序間的物料傳輸自動(dòng)化水平更低。

3）車間實(shí)施MES的比例很低，造成車間生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃粗放，設(shè)備負(fù)荷不均，物料供應(yīng)協(xié)同性差。還有車間物料管理混亂、車間作業(yè)進(jìn)度監(jiān)控不力等。

4）有些企業(yè)購(gòu)置數(shù)量相當(dāng)?shù)臄?shù)控機(jī)床或自動(dòng)化生產(chǎn)線，但系統(tǒng)的集成性差。

5）數(shù)據(jù)采集嚴(yán)重不足，生產(chǎn)工序進(jìn)度、質(zhì)量狀況、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、物料配送情況等信息不能及時(shí)反饋，整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的透明度、可視化程度不高，生產(chǎn)調(diào)度的科學(xué)性大打折扣。

二、智能生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)

目標(biāo)

1）裝備數(shù)字化、智能化

2）倉(cāng)儲(chǔ)、物流智能化

3）生產(chǎn)執(zhí)行管理智能化

4）效益目標(biāo)

三、智能生產(chǎn)系統(tǒng)分項(xiàng)描述

智能裝備與控制系統(tǒng)

智能裝備與控制系統(tǒng)是智能生產(chǎn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)裝備，它由若干柔性制造系統(tǒng)FMS組成。按照國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)定義：“柔性制造系統(tǒng)是由數(shù)控加工設(shè)備、物料運(yùn)儲(chǔ)裝置和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成的自動(dòng)化制造系統(tǒng)，它包括多個(gè)柔性制造單元，能根據(jù)制造任務(wù)或生產(chǎn)環(huán)境的變化迅速進(jìn)行調(diào)整，適用于多品種、中小批量生產(chǎn)�！�

柔性制造系統(tǒng)有以下特征：機(jī)器柔性、工藝柔性、生產(chǎn)能力柔性、維護(hù)柔性、擴(kuò)展柔性、運(yùn)行柔性。

智能倉(cāng)儲(chǔ)和物流系統(tǒng)

從精益生產(chǎn)的角度，我們希望庫(kù)存越少越好，但是受到供貨批量、供貨半徑、運(yùn)輸成本等因素的影響，有時(shí)庫(kù)存又是必需的。建設(shè)智能倉(cāng)儲(chǔ)和物流配送系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)的重要組成部分。

智能倉(cāng)儲(chǔ)和物流系統(tǒng)由倉(cāng)儲(chǔ)物流信息管理系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)、物流設(shè)施設(shè)備系統(tǒng)組成。

智能制造執(zhí)行系統(tǒng)

制造執(zhí)行系統(tǒng)（Manufacturing Execution System，MES）是美國(guó)先進(jìn)制造研究機(jī)構(gòu)AMR于20世紀(jì)90年代提出的概念。AMR將MES定義為“位于上層的計(jì)劃管理系統(tǒng)與底層的工業(yè)控制之間的、面向車間層的管理信息系統(tǒng)”，它為操作人員/管理人員提供計(jì)劃的執(zhí)行、跟蹤以及所有資源（人、設(shè)備、物料、客戶需求等）的當(dāng)前狀態(tài)。

制造執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)會(huì)（Manufacturing Execution System Association，MESA）對(duì)MES所下的定義是：“MES在工廠綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中起著中間層的作用，在ERP系統(tǒng)產(chǎn)生的長(zhǎng)期計(jì)劃指導(dǎo)下，MES根據(jù)底層控制系統(tǒng)采集的與生產(chǎn)有關(guān)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)短期生產(chǎn)作業(yè)的計(jì)劃調(diào)度、監(jiān)控、資源配置和生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化�！�

制造執(zhí)行系統(tǒng)為企業(yè)創(chuàng)造的價(jià)值是：縮短在制品周轉(zhuǎn)和等待時(shí)間，提高設(shè)備利用率和車間生產(chǎn)能力，提高現(xiàn)場(chǎng)異常情況的響應(yīng)和處理能力，縮短計(jì)劃編制周期，以及計(jì)劃人員的人力成本，提高計(jì)劃準(zhǔn)確性，從計(jì)劃的粗放式管理向細(xì)化到工序的詳細(xì)計(jì)劃轉(zhuǎn)變，提高生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)的準(zhǔn)確性和及時(shí)性，降低庫(kù)存水平和在制品數(shù)量，不斷改善質(zhì)量控制過(guò)程，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

生產(chǎn)指揮系統(tǒng)以及智能生產(chǎn)系統(tǒng)

與其他系統(tǒng)的集成

生產(chǎn)指揮系統(tǒng)

① 生產(chǎn)動(dòng)態(tài)的綜合展現(xiàn)

② 生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)呈現(xiàn)

③ 生產(chǎn)指揮系統(tǒng)

集成

智能生產(chǎn)系統(tǒng)與企業(yè)資源計(jì)劃ERP、研發(fā)設(shè)計(jì)系統(tǒng)CAX/PLM有密切的集成關(guān)系，它們通過(guò)智能生產(chǎn)系統(tǒng)中的MES與其進(jìn)行集成。MES再將這些信息傳遞至智能裝備與控制系統(tǒng)、智能物流系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)從底層設(shè)備至經(jīng)營(yíng)管理、研發(fā)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的全面集成。

① 與ERP系統(tǒng)的集成

ERP系統(tǒng)向MES系統(tǒng)傳遞的信息包括生產(chǎn)任務(wù)、采購(gòu)（外協(xié)）在途、庫(kù)存信息、物料配送計(jì)劃。MES系統(tǒng)向ERP系統(tǒng)傳遞的信息包括生產(chǎn)完成情況、物料再制、物料配送情況、異常信息、生產(chǎn)過(guò)程的質(zhì)量。

② 與研發(fā)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的集成

研發(fā)設(shè)計(jì)系統(tǒng)CAD/CAPP/CAM/PLM系統(tǒng)向MES系統(tǒng)傳遞的信息包括物料主數(shù)據(jù)、物料清單、設(shè)計(jì)文檔、工藝文檔、數(shù)控程序、技術(shù)變更，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、工藝、制造一體化。MES系統(tǒng)向智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)反饋工藝異常和設(shè)計(jì)異常數(shù)據(jù)。

③ 與智能服務(wù)系統(tǒng)的集成

MES系統(tǒng)向智能服務(wù)系統(tǒng)傳遞產(chǎn)品質(zhì)量追溯信息，以便進(jìn)行產(chǎn)品召回、索賠等。智能服務(wù)系統(tǒng)向MES傳遞用戶反饋信息。

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