智慧工厂报告

智慧工厂调研指导性文件背景当前全球制造业面临四大困境：批量定制业务增加，满足个性化需求；需求更复杂，货期更短；劳动力短缺，劳动成本增加；能源利用率不高。面对制造业越来越大的压力，各国分别从本国国情出发，寻求突围路径，即引发了第四次工业革命。第四次工业革命的目标是，将前两次工业革命中发展完善的"工业系统"和第三次工业革命中出现的"信息系统"融合，通过数据驱动的方式，推动工业效率和产能的进一步提升。智慧工厂的主要特征包括：1、利用物联网技术实现设备间高效的信息互联，数字工厂向“物联工厂”升级，操作人员可实现获取生产设备、物料、成品灯相互间的动态生产数据，满足工厂24小时监测需求；2、基于庞大数据库实现数据挖掘与分析，使工厂具备自我学习能力，并在此基础上完成能源消耗的优化、生产决策的自动判断等任务；3、引入基于计算机数控机床、机器人等高度智能化的自动化生产线，满足个性化定制柔性化生产需求，有效缩短产品生产周期，并同时大幅降低产品成本；4、配套智能物流仓储系统，通过自动化立体仓库、自动输送分拣系统、智能仓储管理系统等实现仓库管理过程中各环节数据录入的实时性以及对于货物出入库管理的高效性；5、工厂内配备电子看板显示生产的实时动态，同时，操作人员可远程参与生产过程的修正或指挥。智慧工厂的基本架构既然工业互联网作为智慧工厂的核心，那么我们从工业互联网平台的角度来分析，智慧工厂可以简单分为以下几个层次。智慧工厂：边缘层边缘层是整套工业互联网架构中，最接近工厂现场的层面。边缘层代表的是位于生产现场的物理层，这其中包括了数控机床、机器人等制造设备；传感器、可编程控制器（PLC）等感知和工控设备；以及物料、人员等生产过程中不可或缺的元素。边缘层的众多设备，是工业数据的源头。在理想情况下，设备和传感器收集到的海量实时数据，可以帮助企业实现生产工艺、物流、故障维修等多方面的提升。智慧工厂：网络层在工厂环境中，众多设备之间的互通互联往往是通过有线（工厂以太网）和无线（LoRA、NB-IOT、4G/5G等）手段实现的。工厂中的各种应用场景，对数据传输的速度、时延和可靠度等方面提出了不同需求；比如工业AR(高带宽，低时延）和机器控制（高可靠性、低时延）等等。为了满足这些多元化的通信需求，工厂需要结合多种通信手段。智慧工厂：平台层平台集成了工厂设备连接、计算资源调度等诸多功能。为搭建众多工业APP的开发提供了有效的支撑。在工业互联网的平台上，垂直行业企业可以将自己对制造流程、工业机理的深入理解，总结开发成模块化的应用，以服务不同细分行业的独特需求。2019年，工信部发布了国内“年度跨行业跨领域工业互联网平台清单”。智慧工厂：应用层工业软件指应用于工业领域的软件，按应用分类可将工业软件划分为运营管理类、研发设计类与生产调度与过程控制类。其中，运营管理类软件主要包括ERP、SCM、CRM等，研发类指CAD、PLM等，调度与控制类的主要代表包括MES、SCADA等。总结智慧工厂的发展，需要建立在工厂实现信息化、自动化的基础上。只有在工厂内数据互通和对设备的精准控制后，才有可能将智慧工厂的应用付诸实施。中国传统工业规模庞大。但整体信息化、自动化水平仍落后于德美等制造业强国。多数企业仍处于从工业2.0-3.0转型的阶段，距离智慧工厂的要求仍有较大的差距。伴随着5G、物联网技术的成熟，中国工业有望完成对现有的工厂网络改造，实现厂内数据的互联互通。此外，自动化设备和工控系统的普及，也会加强工厂对生产