智能化工厂是企业实现自动化后的下一目标

第一篇：智能化工厂是企业实现自动化后的下一目标

智能化工厂是企业实现自动化后的下一目标

2014-07-25 来源：中国机床商务网

导读：从自动化到智能化，要走很长的路，自动化可以让工业制造流程达到效率面的要求，但要达到随时应对市场要求，弹性调整产能、促进空间有效利用，以及有效降低生产成本等智能化的要求，就不能光靠自动化技术解决，需要工厂有一个聪明的“大脑”，可以进行判断、调控。

从自动化到智能化，要走很长的路，自动化可以让工业制造流程达到效率面的要求，但要达到随时应对市场要求，弹性调整产能、促进空间有效利用，以及有效降低生产成本等智能化的要求，就不能光靠自动化技术解决，需要工厂有一个聪明的“大脑”，可以进行判断、调控。

近日，第十三届工业自动化与标准化研讨会在北京召开，相关专家在会上提出了智能化工厂的方向目标。

智能化已成趋势

智能化工厂已经不仅仅是一个概念性的模式。当前世界各国十分重视发展“智能化生产技术”，包括企业资源规划系统、应用链管理、实时数据库、先进过程控制，以及分散控制系统和现场总线控制系统。

许多跨国公司应用上述系统并将它们集成在一起，实现了设计、生产管理和经营一体化，大大增强了企业的竞争力，增强了市场的优势。例如，世界前五百强企业中有70%以上的美国企业在使用SAP的ERP解决方案，取得了明显的经济效益。

为占领智能化生产技术的制高点，许多国家提出了跨世纪的研究计划。美国政府提出了《美国国家关键技术》计划，欧共体提出了《信息技术研究发展战略》、德国政府提出了《工业4.0》，以及日本的《智能制造系统计

划》，韩国的《高级先进技术国家计划》等。这些国家均将智能化生产技术、先进制造技术列为重要研究内容。通过政府、企业、大学和科研院所的合作实施，促进“智能生产技术”的发展。

智能化工厂的发展其实与工业自动化的趋势息息相关。根据有关统计，自动化设备、自动化产品与自动化规划服务业，2011年合计产值已达到8650亿元。这个数据显示在科技日新月异和产品制造复杂性的趋势下，如何有效智能化管理自动化设备，已成为未来发展的重点。

我国大型企业智能化发展的需求日益提高。中国石化工程建设公司副总工程师林融表示，石化工业作为技术能源和原材料产业，面临资源短缺问题，石油化工企业大型化、一体化、园区化、智能化与生产过程网络化、数字化的需求日益明显。有专家认为，智能化工厂将是未来5~15年的发展趋势。

工厂将装上“大脑”

智能化工厂到底是什么样？就好像工厂装上了一个能自主思考的“大脑”。未来智能化工厂的系统将具有自主能力，可采集与理解外界及自身资讯，并可分析判断及规划自身行为。整体可视技术的实践，结合讯号处理、推理预测、仿真及多媒体技术，将展示现实生活中的设计与制造。

目前，智能化工厂的发展已经进入新阶段。在数字化工厂的技术上，利用物联网技术、设备监控技术等加强信息管理和服务，并掌控产销流程、提高生产过程中的可控性、减少生产线上人工干预、即时正确地采集生产线数据，以及合理的管理生产进度等。

ABB（中国）有限公司增效节能中心负责人张毅勐介绍，ABB将推出拥有先进体系化能源管理解决方案。通过体系化的能源管理，公司将自身的能效理念、先进技术与设备、行业知识和项目管理经验等融合到用户的能源管理项目中，帮助用户显著提高能源效率，实现增效节能。此外，西门子工业自动化集团、三菱电机公司都纷纷加入智能化生产技术的方阵。

实现智能化工厂的关键

智能化工厂的技术在迅速更新换代。让制造流程有判断能力，仪器、仪表、传感器等控制系统的基本构成要素是关注的焦点。

目前仪器仪表的智能化，主要以微处理器和人工智慧技术的发展与应用为主，包括运用人工智能、专家系统、遗传演算法、进化计算等技术，使仪器仪表实现高效、多功能、机动灵活等性能。此外，随着工厂制造流程连接的嵌入式设备越来越多，透过云端架构部署控制系统，无疑是当今最重要的趋势之一。

在工业自动化领域，随着应用和服务向云端运算转移，资料和运算位置的主要模式都已经被改变了，由此也给嵌入式设备领域带来了颠覆性变革。未来，云端运算将可提供完整的系统和服务，生产设备将不再是过去单一而独立的个体。一旦完成连线，一切制造规则都可能会改变。

此外，工业通信无线化也是当前智能化工厂探讨比较热烈的问题。专家分析，全球工厂自动化的无线通讯系统应用，每年将增加约40%。随着无线技术日益普及，各家供应商正在提供一系列软硬件技术，协助在产品中增加通信功能。

专家认为，无线技术虽然在实施便利性方面，对比有线技术具有相当的优势，但无线技术目前的完善、可靠性、确定性与即时性、相容性等还有待加强和完善。

第二篇：柔性生产线——让企业实现生产自动化

柔性生产线——让企业实现生产自动化

自70年代柔性自动化系统进入实用阶段以来，它已由一台数控机床的应用逐渐发展到加工中心、柔性制造单元、柔性生产线和计算机集成制造系统。近年来,在西欧、美国、日本柔性生产线更是受到普遍重视，因为采用这种生产线,可大幅度提高劳动生产率,降低成本,且质量又有保证，尤其值得注意的是,这种生产线能适应多品种、小批量的产品生产。

众所周知，产品更新换代的越来越快，由于科技的发达和人类的需求，再加上社会竞争的日趋激烈，使之对产品的要求也越来越高，在传统的大批量生产方式中，只有品种单

一、批量大、设备专用、工艺稳定、效率高，才能构成规模经济效益；反之，多品种、小批量生产，设备的专用性低，在加工形式相似的情况下，频繁的调整工夹具，工艺稳定难度增大，生产效率势必受到影响。而柔性生产线恰好解决了这一问题，它在保证产品质量的前提下，缩短产品生产周期，降低产品成本，使中小批量生产能与大批量生产抗衡，让柔性和生产率已不在相互矛盾，如此完美的设计，难怪柔性生产线会成为制造业的宠儿！

就机械制造业而言，它们的柔性生产线一般由四大部分组成：

一、自动加工系统，指以成组技术为基础，把外形尺寸(形状不必完全一致)、重量大致相似，材料相同，工艺相似的零件集中在一台或数台数控机床或专用机床等设备上加工的系统。

二、物流系统，指由多种运输装置构成，如传送带、轨道一转盘以及机械手等，完成工件、刀具等的供给与传送的系统，它是柔性生产线主要的组成部分。

三、信息系统，指对加工和运输过程中所需各种信息收集、处理、反馈，并通过电子计算机或其他控制装置(液压、气压装置等)，对机床或运输设备实行分级控制的系统。

四、软件系统，指保证柔性生产线用电子计算机进行有效管理的必不可少的组成部分，它包括设计、规划、生产控制和系统监督等软件。因此柔性生产线特别适合于年产量1000～100,000件之间的中小批量生产。

那么柔性生产线到底有何优势，在制造业中娇宠不断？

首先柔性生产线是一种技术复杂、高度自动化的系统，它将微电子学、计算机和系统工程等技术有机地结合起来，这样就圆满地解决了机械制造高自动化与高柔性化之间的矛盾。具体优点如下：第一，能充分利用设备，提高生产产量。一组机床编入柔性生产线后，产量比这组机床在分散单机作业时的产量提高数倍。

第二，故障少，提高生产效率。自动加工系统由一自或多台机床组成，发生故障时，有降级运转的能力，物料传送系统也有自行绕过故障机床的能力。

第三，加工一次性到位，提高产品质量。零件在加工过程中，装卸一次完成，加工精度嵩，加工形式稳定。

第四，生产系统智能化，能够防患于未然。有些柔性生产线的检验、装卡和维护工作可在第一班完成，第二、第三班可在无人照看下正常生产。在理想的柔性生产线中，其监控系统还能处理诸如刀具的磨损调换、物流的堵塞疏通等运行过程中不可预料的问题。

第五，能够适应频繁变化。刀具、夹具及物料运输装置具有可调性，且系统平面布置合理，便于增减设备，满足市场需要。

放眼未来，柔性制造系统将有两大发展趋势：一方面是与计算机辅助设计扣辅助制造系统相结合，利用原有产品系列的典型工艺资料，组合设计不同模块，构成各种不同形式的具有物料流和信息流的模块化柔性系统。另一方面是实现从产品决策、产品设计、生产到销售的整个生产过程自动化，特别是管理层次自动化的计算机集成制造系统。在这个大系统中，柔性制造系统只是它的一个组成部分。

1、模块化的柔性制造系统

为了保证系统工作的可靠性和经济性，可将其主要组成部分标准化和模块化。加工件的输送模块，有感应线导轨小车输送和有轨小车输送；刀具的输送和调换模块，有刀具交换机器人和与工件共用输送小车的刀盒输送方式等。利用不同的模块组合，构成不同形式的具有物料流和信息流的柔性制造系统，自动地完成不同要求的全部加工过程。图1是典型模块化柔性制造系统特征图。由图1可见，刀具的供给方式、工件的输送存储和交换方式，是影响系统复杂程度的最大因素。

2、计算机集成制造系统

据统计，从1870～1970年的100年中，加工过程的效率提高了2000%，而生产管理的效率只提高了80%，产品设计的效率仅提高了20%左右。显然，后两种的效率已成为进一步发展生产的制约因素。因此，制造技术的发展就不能局限在车间制造过程的自动化，而要全面实现从生产决策、产品设计到销售的整个生产过程的自动化，特别是管理层次工作的自动化。这样集成的一个完整的生产系统就是计算机集成制造系统(CIMS)。

CIMS的主要特征是集成化与智能化。集成化即自动化的广度，它把系统的空间扩展到市场、产品设计、加工制造、检验、销售和为用户眼务等全部过程；智能化的自动化朝深度，不仅包含物料流的自动化，而且还包括信息流的自动化。

通过管理信息系统掌握扔连接各部门的信息。虚框内是产品制造过程的信息流。生产活动的信息源来自生产对象——产品的订货。根据用户对产品功能的要求，CAD(计算机辅助设计)系统提供有关产品的全部信息和数据。产品原始数据是企业生产活动初始的信息源，所以，智能化的CAD系统是CIMS的基础。CAPP(计算机辅助工艺过程设计)系统不仅要编制工艺规程，设计工夹量具，确定工时和工序费用，还要与CAM(计算机辅助制造)系统连接，为数控机床提供工艺数据，为生产计划、作业调度、质量管理和成本核算提供数据，井将诸如制造可能性和成本等信息反馈至CAD系统，生产计划与控制系统是全厂的生产指挥枢纽。为使生产有条不紊地进行，必须相应建立生产数据来集系统，以此构成一个能反映生产过程真实情况的信息反馈系 在一些工业化国家中，柔性制造系统已作为迈向工厂自动化的第一步，可以说柔性生产线已成为企业保证生产而适应市场需求变化的一种有效手段。

第三篇：大目标是由小目标实现的

大目标要靠小目标实现

今天在朋友圈被王建林虐到了。王健林在一个节目里不仅曝光了他的办公室和他的收藏王国和商业理想。在访谈环节，他耐心教导年轻人说：“有自己目标，比如想做首富是对的，奋斗的方向，但是最好先定一个小目标，比方说，我先挣它一个亿，你看看能用几年挣到一个亿。你是规划五年还是三年。到了以后，下一个目标，再我奔10亿，100亿。”！被虐到的不只我一个，网友纷纷留言称：“这个小目标把我惊到了”、“久久不能平静”、“王健林的一小步，人类的一大步”...首富的世界和我们不同，但首富的经历以及告诉我们的经验肯定是值得研究的。

曾经在一个微博中看到，一个加油站的值班班长感觉工作失去了激情和斗志，活的空虚。他一直以来在领导眼中都是一个好员工，学习知识和技能较快，工作也一直比较踏实。他作为一名老员工在加油站已经工作多年，感觉加油站的各种经营业务知识都已经了解，自己虽然没做过站经理，但却已经对加油站各个岗位的业务都有所了解，即使通过竞聘成为一名加油站经理也没啥意思，眼前工作失去了挑战性，而自己远大的志向和抱负却是遥不可及，所以倍感失落和惘然。

这让我想起了倪萍写的《姥姥语录》中的一句话“快乐你别嫌小，一个小，两个加起来，三个加起来，你加到一百试试？快乐就大了，你不能老想着一天一百个快乐，你一辈子能碰上几个一百的快乐？”，并让我想起了关于大目标和小目标的关系。在我看来大目标是方向，而每一个小目标则是向实现大目标迈出的每一步，大目标是由小目标实现的。如果这名值班长明白这个道理，他也许就不会感觉活的空虚，不会失去工作的激情和斗志。细想一下就知道，自己虽然进步较快，但不是进步最快的一个，自己虽然已经是一名比较出色的加油站值班长，但不是公司最优的一个加油站值班长，自己虽然对加油站的各项业务都有所了解，但却不是对加油站的每一项业务都精通，如果突然转岗，自己也无法马上就适应新的工作岗位。

日本著名的马拉松运动员山田本一之所以能够夺得一个又一个世界冠军的原因正就在于他总是将四十多公里的长跑路程分解成一个个小目标，通过实现每一个小目标所获得的喜悦和成就激励自己不断的实现一个又一自己设定的小目标，并最终夺得冠军。所以无论是在工作中还是在生活中，我们每一个人都应该试着不断的制定一些小目标，不断的感受来自实现小目标的成就和喜悦，并最终通过一个个小目标的实现积攒成自己要追求的梦想。

第四篇：实现综合自动化是氧化铝工业的发展趋势

实现综合自动化是氧化铝工业的发展趋势

【本文作者龙凤翔先生，沈阳铝镁设计研究院教授级高工】

关键词：流程工业 综合自动化 先进控制 氧化铝工业

引言

流程工业是对生产过程为连续或半连续的工业企业的总称。氧化铝生产是连续过程，属典型的流程工业。它不仅对流程中各工序本身有实现自动控制的需求，而且与其上下游工序的物流在质与量等方面都有直接的关联，所以还必须从整个生产流程的全局，统筹对各工序的控制需求和信息交换需求进行优化。

我国氧化铝工业受资源限制，大多不能简单地采用国外普遍应用的拜耳法工艺。因此，不能直接套用国外已成功应用的相关自控技术，更不可能依靠国外开发适合我国氧化铝生产工艺的自控技术，而只能靠我们自己。

加入WTO后，我国铝厂必须从氧化铝的产量、质量、能耗、劳动生产率、经营成本、环境保护等方面提升其竞争力，实现自动化是重要途径之一。但目前我国氧化铝生产自动化水平较低，迫切需要采用工业自动化高新技术成果，提升我国氧化铝生产的自动化水平。

一 现状与差距

我国氧化铝工业大部分以高铝、高硅、低铁、难溶出的一水硬铝石为原料，采用碱石灰烧结法和混联法工艺。与国外采用三水软铝石为原料的拜耳法工艺相比，不利于信号检测和实现自动化。这主要因为工艺流程更为复杂(混联法工艺中还有3处物流交叉)，对上下游工艺的衔接质量的要求更高，且能耗高、结疤严重，使自动检测和控制的难度加大。

我国氧化铝生产应用过程控制技术起步于20世纪80年代。近20年来，各厂已经做了大量的工作。在信号检测方面，山东和郑州铝厂采用中子活化分析仪进行生料浆组分的在线分析；山西铝厂采用从匈牙利引进的铝酸钠溶液在线分析仪对蒸发母液进行检测；山东、中州铝厂采用红外测温技术对大窑烧成带温度进行检测；郑州铝厂采用摄像仪和温度图像分析技术，检测大窑烧成带温度并了解结圈状况；各厂均已大量采用放射线密度计、雷达物位计、超声料位计、放射线料位计等非接触式检测仪表。在控制方面，通过采用DCS，对大窑、石灰炉、溶出、分解、蒸发、焙烧等主要工序实现了常规控制；PLC的应用较为普遍。在信息集成方面，郑铝和贵铝已走出了一大步；采用拜耳法工艺的平果铝厂，通过引进5家公司的自动化技术，已达到较高的自动化水平。

但是，与国外先进水平相比，目前我国氧化铝厂在自动化方面仍存在较大的差距，这主要表现在以下3个方面：

(1)检测水平亟待提高

由于氧化铝生产流程中的很多检测点具有高温、高压、易结疤、易磨损、强腐蚀等特点，要求某些在线仪表能在恶劣的使用环境下长期可靠地运行，其中有的参数测量可以通过引进仪表来解决，有的可以通过非接触式测量仪表进行检测，有的可以采用软测量技术，如大窑烧成带温度、蒸发母液浓度等的检测。对于那些早期建设的项目，很多仪表需要更新换代。有些在当时尚无法检测的参数，如今已能实现。

现场总线技术在数字化、智能化、抗干扰、信息集成化等方面具有很大的优势，在国内化工、石油、钢铁、热电等领域已有不少成功应用的先例，而在氧化铝行业还未见其应用。

(2)DCS应用中尚未实现过程优化

某些工序尽管采用了功能强大的DCS，但是应用软件的开发水平还较低，一般只是按供货厂家提供的软件平台完成组态和简单的PID调节，实现常规监控，谈不上过程优化，更谈不上本工序与上下游工序的优化衔接。因此迫切需要应用先进控制技术，对多变量强耦合系统开发数学模型，研制高水平的应用软件。

(3)没有建立全生产过程的执行系统(MES)

目前国内氧化铝厂虽在某些工序实现了自动控制，但多是自成系统，形成若干个自动化孤岛。特别是不同工序采用不同厂家的主控设备时，受当时技术的局限，在参数控制和信息方面，“彼此不相往来”。与此同时，生产过程的信息管理，也仅限于本工序有限的信息，缺乏对整个生产流程实现物料控制、成本控制、质量控制、设备监控等进行优化调度和科学决策的信息基础，更缺乏行之有效的分析手段。有的厂虽然从硬件角度讲已经建成了MES系统，但因缺少基础信息和分析手段，远远没有二 实现综合自动化所需的基本条件已经具备

目前，我国氧化铝工业的产量、质量已成为制约生产发展的瓶颈；加入WTO后，我国的氧化铝工业在成本方面也将成为突出问题。因此，当务之急是把氧化铝生产综合自动化提到重要位置，以提升我国氧化铝工业的竞争力。

实现综合自动化所需的硬件条件已经具备。无论是进口的还是国产的DCS，都能为综合自动化提供可靠的硬件平台。大部分检测仪表都可以现购解决，不能直接检测的参数还可以通过软测量技术解决。与自动控制相配套的电气设备如变频调速装置等都是成熟可靠的。

DCS的软件平台功能强大，各种应用软件开发工具、网络技术与设备都很完备，可随意选择。

剩下的问题就是采用先进控制策略开发高性能的应用软件。对于先进控制，目前尚无准确完整的定义，但其特点和实际应用价值已为业内所瞩目。

传统的处理单变量的控制技术，不能满足多变量强耦合的复杂过程对控制和优化的要求。20世纪80年代末，以多变量预测控制与优化控制为主要特征的先进控制技术，首先在石油、化工、钢铁等行业得到了广泛应用。90年代，以多变量解耦、推断控制和预估、多变量约束控制、预测控制、人工神经元网络控制等先进控制技术为代表，实现了过程优化控制；在此基础上，将生产调度、计划优化、经营管理与决策纳入进来，形成了综合自动化。

与传统的 PID控制不同，先进控制是一种基于模型和知识的控制策略，它以现代控制理论和人工智能为基础，在常规控制之上建立动态协调约束控制，以适应实际生产过程的动态特性，如模型预测、推断控制、智能控制、模糊控制、无模型自适应控制等。对于氧化铝生产过程中的大时滞、多变量强耦合、被控变量与控制变量存在各种约束等工况，先进控制可以在该领域大显身手，解决常规控制所无法解决的问题。

实施了过程控制软件后，下一步就是在此基础上建立计算机网络，利用基础信息建立相关的管理信息系统。该系统不仅具备常规的信息处理能力，还应该具备对整个生产过程和管理等的分析决策能力，这就形成了整个氧化铝生产综合自动化系统。

三 实施策略

实施综合自动化的基本原则是“效益驱动”，指导方针是“先下后上、先易后难、重点突破”。

工作的出发点和落脚点，都应该是获取最大的经济效益，即解决目前存在的问题，使之在产量、质量、成本等方面，都能产生明显的效果，这就是“效益驱动”。“先下后上”是指在组成的综合自动化计算机网络拓扑结构中，应先从最下层的现场信号检测开始，进而实施现场过程控制系统，使处于上层的生产执行系统能够获取足够的、可靠的、自动生成的基础信息。否则MES成了空中楼阁，不能创造经济效益。“先易后难”是指在诸多现场控制子系统中，应根据本厂的实际基础条件，选择那些经过短期努力就能完成并见效的子项，先行实施，积累经验，为以后攻克较难的子项奠定技术基础。“重点突破”是指那些在整个流程中卡脖子的重要工序，应尽早投入人力、物力进行攻关，使整个系统的效益更为明显。

在实施生产自动化系统过程中，必将涉及到原有设备甚至局部系统的改造，如取消一些易结疤流程中的阀门，改为变频调速系统；对于大型专用设备的故障检测，需要安装必要的传感器或监控装置；增加对电、水、汽、压缩空气等计量的装置，等等。在实施MES过程中，除实施好生产自动化系统之外，还必然涉及上下左右各部门之间的信息交换、管理与决策的优化，甚至涉及到现有各部门的设置和职责。以上这些，都需要厂领导加以组织、协调、统筹运作。

四 结语

综上所述，综合自动化是提升我国氧化铝工业竞争力的重要途径。目前我国氧化铝工业的自动化水平较低，亟待以先进控制技术实施改造。国家计委已批准在山西铝厂实施“氧化铝生产过程综合自动化技术产业化示范工程”。相信，通过多方的密切合作，该项目定能取得成功，为推动氧化铝工业的技术进步，为先进控制技术在我国氧化铝工业中的推广应用，起到示范作用。发挥其作用。

第五篇：大目标是由小目标实现的

大目标要靠小目标实现

笔者在与一名值班长沟通时，得知他最近一段时间感觉工作失去了激情和斗志，活的空虚。但他一直以来在领导眼中都是一个好员工，学习知识和技能较快，工作也一直比较踏实。通过进一步了解才得知其真正的原因，他作为一名老员工在加油站已经工作多年，感觉加油站的各种经营业务知识都已经了解，自己虽然没做过站经理，但却已经对加油站各个岗位的业务都有所了解，即使通过竞聘成为一名加油站经理也没啥意思，眼前工作失去了挑战性，而自己远大的志向和抱负却是遥不可及，所以倍感失落和惘然。

这让我想起了倪萍写的《姥姥语录》中的一句话“快乐你别嫌小，一个小，两个加起来，三个加起来，你加到一百试试？快乐就大了，你不能老想着一天一百个快乐，你一辈子能碰上几个一百的快乐？”，并让我想起了关于大目标和小目标的关系。在我看来大目标是方向，而每一个小目标则是向实现大目标迈出的每一步，大目标是由小目标实现的。如果这名值班长明白这个道理，他也许就不会感觉活的空虚，不会失去工作的激情和斗志。细想一下就知道，自己虽然进步较快，但不是进步最快的一个，自己虽然已经是一名比较出色的加油站值班长，但不是公司最优的一个加油站值班长，自己虽然对加油站的各项业务都有所了解，但却不是对加油

站的每一项业务都精通，如果突然转岗，自己也无法马上就适应新的工作岗位。

日本著名的马拉松运动员山田本一之所以能够夺得一个又一个世界冠军的原因正就在于他总是将四十多公里的长跑路程分解成一个个小目标，通过实现每一个小目标所获得的喜悦和成就激励自己不断的实现一个又一自己设定的小目标，并最终夺得冠军。所以无论是在工作中还是在生活中，我们每一个人都应该试着不断的制定一些小目标，不断的感受来自实现小目标的成就和喜悦，并最终通过一个个小目标的实现积攒成自己要追求的梦想。