制造型企业智慧车间建设思考

▌智慧车间建设背景

我国很多制造型企业建设了工程信息系统，但产品加工过程中纸质图纸、工艺规程、产品检验单使用量仍然较多，仍需带入工作环境，调度及加工人员仍需在加工设备和计算机之间进行大量的穿梭和现场查看，制造执行过程中的信息填报效率较低，生产、装配、测试试验等环节对信息获取的效率较低，难以实现及时性、准确性、快速性的需求，而且数据分散于各个环节，数据传递、共享及获取效率低，难以为各生产环节提供有效的信息支撑，影响了整个车间的制造能力、生产效率和管理水平。

智慧车间是通过网络及工业软件系统将自动化加工设备(包括生产、检测、运输、机器人等设备)进行组网以实现互联互通，并智能感知客户需求、生产状况、原材料、人员、设备、生产工艺等信息，按照产品工业规划流程，实时进行数据传递、共享和分析，以数据代替实物，将正确的信息实时传递到正确的工位，从而实现自动决策和精确执行命令的自组织生产的精益管理境界的车间。智能车间建设是推动制造业向中高端迈进的一项战略举措，能够有力地促进制造型企业生产制造能力和效率的提档升级，实现高度柔性和敏捷性，支持面向用户的个性化制造，便于供应链智慧化和实时化整合、从计划到执行的纵向资源整合以及全价值链端到端的设计整合，从而让制造过程更“聪明”。

▌智慧车间建设思路

以私有云为支撑，以制造数据体系为基础建立制造数据中心以及基于数据中心企业服务总线（ESB）的集成框架体系，打通产品数据产生、传输、管理和共享通道，基于物联网（传感器、工业总线、条码、高速摄像等）采集制造设备现场生产、装配、试验测试等数据，通过有线或无线网络传递到工业控制中心，工业控制中心负责进行各类数据的转换、融合、建模和综合运算，将运算结果传递到各个工位，各工序操作人员在本工位操作台上实时更新填报数据信息及报警状态、图纸信息，进行图纸、工艺文件的导入和下载操作。智慧车间的主要建设内容包括：

1 ▏制造数据中心

包括数据交换平台（含ESB）、制造资源库、制造模型库、私有云平台、软件工具库等部分，建设实施前应统一规划和设计，遵循企业标准和安全体系，是车间各类数据的交换和共享中心，支撑工业级生产协同。

2 ▏工业通信网络

建设以IPv6为基础的工业网络通信网络，通过工业通信网络将各类加工设备、测试设备、试验设备等进行组网，使得各类设备之间、设备与工业控制中心可以进行互联互通，具备设备数据采集、指令下达、数据共享等条件。

3 ▏综合管控平台

以PDM为基础，以BOM为主线，对采集到的各类数据进行综合管理，将各类数据进行业务关联、统一展示和协同应用，并按照工业数据处理流程，将数据中心中已处理的文档、图纸、数据等等资源传递到生产制造各环节。

4 ▏制造资源升级。

对加工制造设备、软硬件资源、制造工具、产品生产线等进行智能化改造，具备联网通信、数据传输与控制等功能，引进智能机器人部分代替条件恶劣的工况下人工作业，降低生产制造成本和自动控制效率。

▌智慧车间建设建议

智慧车间关注于产品生产能力、产品质量、及时交付能力、产品检验能力、安全生产能力、车间信息化、车间物流能力等诸多方面，与车间信息化建设密切相关，是智慧工厂建设的重要基础。制造型企业必须从战略高度重视智慧车间建设，改进生产加工条件，在信息化基础上推进智慧车间建设，将智慧车间与智慧工厂、智能制造紧密结合起来，不断实现车间管理的可视化、智能化和数字化。

1 ▏加强战略规划指导。提升总体指引能力

企业应从战略高端加强对智慧车间的重视，将智慧车间看做是企业迈向数据驱动创新发展的重要一环，将智慧车间纳入企业战略规划过程中，结合企业现状研究设计智慧车间解决方案，加强总体规划对具体建设的指导和牵引，并在具体的建设过程中不断加强车间信息化条件，在信息化逐步加强的基础上推进智能化。

2 ▏改进生产工艺设备，加强数据共享协同

企业应加强对生产设备的改造，提升设备组网条件和数据传输能力，特别是工业级设备与网络设备的数据传递，合理引进工业机器人和自动化设备，提高设备组网能力、加工能力和协同工作能力。深入梳理生产加工流程每个环节产生的数据，构建工业级数据体系和制造资源库，提高基于服务总线的制造资源共享与协同能力。

3 ▏加强平台建设应用，夯实智能应用基础

企业应加强私有云建设，提高内部数据、软硬件等各种资源的共享能力，推进PDM、ERP、MES、DNC等深化应用，按照梳理的生产流程，以数据中心为基础，开展PDM、ERP、MES、DNC、QMS等各类信息系统之间关于BOM、工艺路线、工序完工、生产计划、物料库存等数据集成，不断夯实智能应用的基础。

4 ▏加强技术人才培养，强化智慧运维能力

企业应加强与外部专业公司的合作，建立技术人才成长通道和激励机制，强化对智慧车间安全运维人才的培养，深挖车间级智慧应用场景，优化智慧车间安全应急预案，开展车间级信息系统及应用安全监控，强化运维团队、运维保障、运维模式建设，推进智慧车间运维技术研究，完善安全管理体系。

▌结语

智慧车间以车间信息化为基础，是制造型企业智慧工厂的重要支撑。企业应结合规划方案分阶段分步骤进行建设实施，推进生产设备的技术改进，加速设备组网与互联互通，提升生产、工艺、装配、测试、试验等过程的数据共享与协同能力，打通车间生产制造全过程的物流、信息流和资金流，实现制造设备管理及生产产品的可视化、智能化与数字化，加速企业内部工业

互联网建设与应用，逐步提升企业自组织生产的精益管理水平，为数字化转型奠定坚实的基础。

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