智能制造及其十大关键技术

智能制造及其十大关键技术德国的工业4.0、中国制造2025、智能制造这三个词想必大家都不陌生，不过对于智能制造的内涵以及十大关键技术并不是每个人都了解，通过阅读本文你将对智能制造有一个更全面的了解。

智能制造是实现整个制造业价值链的智能化和创新，是信息化与工业化深度融合的进一步提升。

智能制造融合了信息技术、先进制造技术、自动化技术和人工智能技术。

智能制造包括开发智能产品；应用智能装备；自底向上建立智能产线，构建智能车间，打造智能工厂；践行智能研发；形成智能物流和供应链体系；开展智能管理；推进智能服务；最终实现智能决策。

目前智能制造的“智能”还处于Smart的层次，智能制造系统具有数据采集、数据处理、数据分析的能力，能够准确执行指令，能够实现闭环反馈；而智能制造的趋势是真正实现“Intelligent”，智能制造系统能够实现自主学习、自主决策，不断优化。

在智能制造的关键技术当中，智能产品与智能服务可以帮助企业带来商业模式的创新；智能装备、智能产线、智能车间到智能工厂，可以帮助企业实现生产模式的创新；智能研发、智能管理、智能物流与供应链则可以帮助企业实现运营模式的创新；而智能决策则可以帮助企业实现科学决策。

智能制造的十项技术之间是息息相关的，制造企业应当渐进式、理性地推进这十项智能技术的应用。

1智能产品智能产品通常包括机械、电气和嵌入式软件，具有记忆、感知、计算和传输功能。

典型的智能产品包括智能手机、智能可穿戴设备、无人机、智能汽车、智能家电、智能售货机等，包括很多智能硬件产品。

智能装备也是一种智能产品。

企业应该思考如何在产品上加入智能化的单元，提升产品的附加值。

2智能服务基于传感器和物联网（IoT），可以感知产品的状态，从而进行预防性维修维护，及时帮助客户更换备品备件，甚至可以通过了解产品运行的状态，帮助客户带来商业机会。

还可以采集产品运营的大数据，辅助企业进行市场营销的决策。

此外，企业通过开发面向客户服务的APP，也是一种智能服务的手段，可以针对企业购买的产品提供有针对性的服务，从而锁定用户，开展服务营销。

3智能装备制造装备经历了机械装备到数控装备，目前正在逐步发展为智能装备。

智能装备具有检测功能，可以实现在机检测，从而补偿加工误差，提高加工精度，还可以对热变形进行补偿。

以往一些精密装备对环境的要求很高，现在由于有了闭环的检测与补偿，可以降低对环境的要求。

4智能产线很多行业的企业高度依赖自动化生产线，比如钢铁、化工、制药、食品饮料、烟草、芯片制造、电子组装、汽车整车和零部件制造等，实现自动化的加工、装配和检测，一些机械标准件生产也应用了自动化生产线，比如轴承。

但是，装备制造企业目前还是以离散制造为主。

很多企业的技术改造重点，就是建立自动化生产线、装配线和检测线。

美国波音公司的飞机总装厂已建立了U型的脉动式总装线。

自动化生产线可以分为刚性自动化生产线和柔性自动化生产线，柔性自动化生产线一般建立了缓冲。

为了提高生产效率，工业机器人、吊挂系统在自动化生产线上应用越来越广泛。

5智能车间一个车间通常有多条生产线，这些生产线要么生产相似零件或产品，要么有上下游的装配关系。

要实现车间的智能化，需要对生产状况、设备状态、能源消耗、生产质量、物料消耗等信息进行实时采集和分析，进行高效排产和合理排班，显着提高设备利用率（OEE）。

因此，无论什么制造行业，制造执行系统（MES）成为企业的必然选择。

6智能工厂一个工厂通常由多个车间组成，大型企业有多个工厂。

作为智能工厂，不仅生产过程应实现自动化、透明化、可视化、精益化，同时，产品检测、质量检验和分析、生产物流也应当与生产过程实现闭环集成。

一个工厂的多个车间之间要实现信息共享、准时配送、协同作业。

一些离散制造企业也建立了类似流程制造企业那样的生产指挥中心，对整个工厂进行指挥和调度，及时发现和解决突发问题，这也是智能工厂的重要标志。

智能工厂必须依赖无缝集成的信息系统支撑，主要包括PLM、ERP、CRM、SCM和MES五大核心系统。

大型企业的智能工厂需要应用ERP系统制定多个车间的生产计划（ProducTIon planning），并由MES系统根据各个车间的生产计划进行详细排产（producTIon scheduling），MES排产的力度是天、小时，甚至分钟。

7智能研发离散制造企业在产品研发方面，已经应用了CAD/CAM/CAE/CAPP/EDA等工具软件和PDM/PLM系统，但是很多企业应用这些软件的水平并不高。

企业要开发智能产品，需要机电软多学科的协同配合；要缩短产品研发周期，需要深入应用仿真技术，建立虚拟数字化样机，实现多学科仿真，通过仿真减少实物试验；需要贯彻标准化、系列化、模块化的思想，以支持大批量客户定制或产品个性化定制；需要将仿真技术与试验管理结合起来，以提高仿真结果的置信度。

流程制造企业已开始应用PLM系统实现工艺管理和配方管理，LIMS（实验室信息管理系统）系统比较广泛。

8智能管理制造企业核心的运营管理系统还包括人力资产管理系统（HCM）、客户关系管理系统（CRM）、企业资产管理系统（EAM）、能源管理系统（EMS）、供应商关系管理系统（SRM）、企业门户（EP）、业务流程管理系统（BPM）等，国内企业也把办公自动化（OA）作为一个核心信息系统。

为了统一管理企业的核心主数据，近年来主数据管理（MDM）也在大型企业开始部署应用。

实现智能管理和智能决策，最重要的条件是基础数据准确和主要信息系统无缝集成。

9智能物流与供应链制造企业内部的采购、生产、销售流程都伴随着物料的流动，因此，越来越多的制造企业在重视生产自动化的同时，也越来越重视物流自动化，自动化立体仓库、无人引导小车（AGV）、智能吊挂系统得到了广泛的应用；而在制造企业和物流企业的物流中心，智能分拣系统、堆垛机器人、自动辊道系统的应用日趋普及。

WMS （Warehouse Management System，仓储管理系统）和TMS（Transport Management System，运输管理系统）也受到制造企业和物流企业的普遍关注。

10智能决策企业在运营过程中，产生了大量的数据。

一方面是来自各个业务部门和业务系统产生的核心业务数据，比如与合同、回款、费用、库存、现金、产品、客户、投资、设备、产量、交货期等数据，这些数据一般是结构化的数据，可以进行多维度的分析和预测，这就是BI（Business Intelligence，业务智能）技术的范畴，也被称为管理驾驶舱或决策支持系统。

同时，企业可以应用这些数据提炼出企业的KPI，并与预设的目标进行对比，同时，对KPI进行层层分解，来对干部和员工进行考核，这就是EPM （Enterprise Performance Management，企业绩效管理）的范畴。

从技术角度来看，内存计算是BI的重要支撑。

车间主管都在用10大管理法则和8大浪费想要打败敌人必先了解敌人，对于车间现场管理来讲，浪费恐怕是最大的敌人。

因为浪费，企业付出了高额的生产成本还毫不知情；因为浪费，本来2个人能完成的工作偏偏需要5个人；因为浪费，企业付出大量的人力成本。

凡是不能创造价值的活动都称之为浪费，想要消除车间现场管理中的浪费，一定要认识这八项浪费现象。

1.车间现场管理八项浪费之一：不良、返修的浪费所谓不良、返修的浪费，指的是由于制衣厂内出现不良品，需要进行处置的时间、人力、物力上的浪费，以及由此造成的相关损失。

这类浪费具体包括：材料的损失、不良品变成废品；设备、人员和工时的损失；额外的返修、QC、追加检查的损失；有时需要降价处理服装，或者由于耽误出货而导致工厂信誉的下降。

2. 车间现场管理八项浪费之二：加工的浪费加工的浪费也叫过分加工的浪费，主要包含两层含义：第一是多余的缝制和过分精确的加工，例如实际缝制针脚过多造成资源浪费；第二是需要多余的作业时间和辅助设备，还要增加生产用电等能源的浪费，另外还增加了管理的工时。

3.车间现场管理八项浪费之三：动作的浪费动作的浪费现象在很多服装企业的生产线中都存在，常见的动作浪费主要有以下12种：两手空闲、单手空闲、作业动作突然停止、作业动作过大、左右手交换、步行过多、转身的角度太大，移动中变换“状态”、不明技巧、伸背动作、弯腰动作以及重复动作和不必要的动作等等，这些动作的浪费造成了时间和体力上的不必要消耗。

4.车间现场管理八项浪费之四：搬运的浪费搬运是一种不产生附加价值的动作，而不产生价值的工作都属于浪费。

搬运的浪费具体表现为放置、堆积、移动、整列等动作浪费，由此而带来物品移动所需空间的浪费、时间的浪费和人力工具的占用等不良后果。

国内目前有不少服装企业管理者认为搬运是必要的，不是浪费。

因此，很多人对搬运浪费视而不见，更谈不上去消灭它。

也有一些服装企业利用传送带或机器搬运的方式来减少人工搬运，这种做法是花大钱来减少工人体力的消耗，实际上并没有排除搬运本身的浪费。

5.车间现场管理八项浪费之五：库存的浪费按照过去的管理理念，人们认为库存虽然是不好的东西，但却是必要的。

其实库存是没有必要的，甚至库存是万恶之源。

例如，有些服装企业生产线出现故障，造成停机、停线，但由于有库存而不至于断货，这样就将故障造成停机、停线的问题掩盖住了，耽误了故障的排除。

如果降低库存，就能将上述问题彻底暴露于水平面，进而能够逐步地解决这些库存浪费。

6.车间现场管理八项浪费之六：制造过多过早的浪费制造过多或过早，提前用掉了生产费用，不但没有好处，还隐藏了由于等待所带来的浪费，失去了持续改善的机会。

有些服装企业由于生产能力比较强大，为了不浪费生产能力而不中断生产，增加了在制品，使得制品周期变短、空间变大，还增加了搬运、堆积的浪费。

此外，制造过多或过早，会带来庞大的库存量，利息负担增加，不可避免地增加了贬值的风险。

7.车间现场管理八项浪费之七：等待的浪费由于生产原料供应中断、作业不平衡和生产计划安排不当等原因造成的无事可做的等待，被称为等待的浪费。

服装生产线上不同款式之间的切换，如果准备工作不够充分，势必造成等待的浪费；每天的工作量变动幅度过大，有时很忙，有时造成人员、设备闲置不用；上游的工序出现问题，导致下游工序无事可做。

此外，生产线劳逸不均等现象的存在，也是造成等待浪费的重要原因。

8.车间现场管理八项浪费之八：管理的浪费管理浪费指的是问题发生以后，管理人员才采取相应的对策来进行补救而产生的额外浪费。

管理浪费是由于事先管理不到位而造成的问题，科学的管理应该是具有相当的预见性，有合理的规划，并在事情的推进过程中加强管理、控制和反馈，这样就可以在很大程度上减少管理浪费现象的发生。

以上我们就了解了车间现场管理中普遍存在的八项浪费，这仅仅是消除浪费“万里长征”路上的第一步，接下来还需要识别工序中哪里存在浪费，然后使用合适的工具来消除已经识别的特定浪费，最后是重复实施上述步骤，实施持续性改进措施。