智能化生产的优化方案

2023-06-28 理论教育版权反馈

【摘要】：建有功能安全保护系统，采用全生命周期方法有效避免系统失效。在石油开采、石化化工、钢铁、有色金属、稀土材料、建材、纺织、食品、医药、造纸等流程制造领域，企业可以开展智能工厂的集成创新与应用，可以提升企业在资源配置、工艺优化、过程控制、产业链管理、质量控制与溯源、能源需求侧管理、节能减排及安全生产等方面的智能化水平。

智能化生产是指利用先进制造工具和网络信息技术对生产流程进行智能化改造，实现数据的跨系统流动、采集、分析、优化，完成设备性能感知、过程优化、智能排产等智能化生产方式。现代化工业制造生产线安装有数以千计的小型传感器来探测生产线上的各种状态参数。每隔数秒就收集一次数据，利用这些数据可以实现很多形式的分析，包括设备诊断、用电量分析、能耗分析、质量事故分析（包括违反生产规定、零部件故障）等。首先，使用这些大数据，能分析整个生产流程，了解每个环节是如何执行的，一旦有某个流程偏离了标准工艺，就会产生一个报警信号，能更快速地发现错误或者瓶颈所在，也就能更容易解决问题。其次，利用大数据技术，还可以对生产过程建立虚拟模型，仿真并优化生产流程，有助于制造商改进其生产流程。再如，在能耗分析方面，在设备生产过程中利用传感器集中监控所有的生产流程，能够发现能耗的异常或峰值情形，通过大数据分析技术其原因，从而在生产过程中优化能源的消耗。

对离散型企业，要实现智能化生产，企业需要：

①对车间/工厂总体设计、工艺流程及布局建立数字化模型，并进行模拟仿真，实现规划、生产、运营全流程数字化管理；

②应用数字化三维设计与工艺进行产品、工艺设计与仿真，并通过物理检测与试验进行验证与优化，建立产品数据管理系统，实现产品数据的集成管理；

③实现高档数控机床与工业机器人、智能传感与控制装备、智能检测与装配装备、智能物流与仓储装备等关键技术装备在生产管控中的互联互通与高度集成；

④建立生产过程数据采集和分析系统，能充分采集制造进度、现场操作、质量检验、设备状态等生产现场信息，并与车间制造执行系统实现数据集成和分析；

⑤建立车间制造执行系统，实现计划、调度、质量、设备、生产能效的全过程闭环管理；建立企业资源计划系统，实现供应链、物流、成本等企业经营管理的优化；

⑥建立工程内部互联互通网络架构，实现设计、工艺、制造、检验、物流等制造过程各环节之间，以及与制造执行系统和企业资源计划系统的高效协同与集成，建立全生命周期产品信息统一平台；

⑦建有工业信息安全管理制度和技术防护体系，具备网络防护、应急响应等信息安全保障能力；建有功能安全保护系统，采用全生命周期方法有效避免系统失效。

在机械、航空、航天、汽车、船舶、轻工、服装、医疗器械、电子信息等离散制造领域，企业可以开展智能车间、工厂的集成创新与应用示范，推进数字化设计、装备智能化升级、工艺流程优化、精益生产、可视化管理、质量控制与溯源、智能物流等应用，推动企业全业务流程智能化整合。

对流程型企业，要实现智能化生产，企业需要：

①对工厂总体设计、工艺流程及布局建立数字化模型，并进行模拟仿真，实现生产流程数据可视化和生产工艺优化；

②实现对物流、能流、物性、资产的全流程监控与高度集成，建立数据采集和监控系统，生产工艺数据自动数采率达到90%以上；

③先进控制系统，工厂自控投用率达到90%以上，关键生产环节实现基于模型的先进控制和在线优化；

④建立制造执行系统，生产计划、调度均建立模型，实现生产模型化分析决策、过程量化管理、成本和质量动态跟踪以及从原材料到产成品的一体化协同优化；建立企业资源计划系统，实现企业经营、管理和决策的智能优化；

⑤对于存在较高安全风险和污染排放的项目，实现有毒有害物质排放和危险源的自动检测与监控、安全生产的全方位监控，建立在线应急指挥联动系统；

⑥建立工厂内部互联互通网络架构，实现工艺、生产、检验、物流等各环节之间，以及数据采集系统和监控系统、制造执行系统与企业资源计划系统的高效协同与集成，建立全生命周期数据统一平台；

⑦建有工业信息安全管理制度和技术防护系统，具备网络防护、应急响应等信息安全保障能力。建有功能安全保护系统，采用全生命周期方法有效避免系统失效。

在石油开采、石化化工、钢铁、有色金属、稀土材料、建材、纺织、食品、医药、造纸等流程制造领域，企业可以开展智能工厂的集成创新与应用，可以提升企业在资源配置、工艺优化、过程控制、产业链管理、质量控制与溯源、能源需求侧管理、节能减排及安全生产等方面的智能化水平。

智能化生产的优化方案

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