當前㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，我國大多數企業①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯、大多數行業的智能制造系統都是處于局部應用階段ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ，只有少數大企業單項業務信息技術覆蓋面較高⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，關鍵業務環節應用系統之間實現了一定的協同和集成㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦。從制造企業生產力水平來看✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴，大量企業處于工業2.0階段❣❦❧♡۵，有些企業處于工業3.0待普及階段♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃，有個別意識和行動很強的企業處于工業4.0要示范階段ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ。
數字化工廠是在計算機虛擬環境中☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；，對整個生產過程進行仿真ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ、評估和優化⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，并進一步擴展到整個產品生命周期的新型生產組織方式☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；。是現代數字制造技術與計算機仿真技術相結合的產物❣❦❧♡۵，要緊作為溝通產品設計和產品制造之間的橋梁⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤。從定義中能夠得出一個結論⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾，數字化工廠的本質是實現信息的集成웃유ღ♋♂。
智能工廠是利用物聯網技術和監控技術加強信息管理服務☈⊙☉℃℉❅，提高生產過程可控性ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ、減少生產線人工干預☈⊙☉℃℉❅，以及合理計劃排程⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾。同時♀☿☼☀☁☂☄，集初步智能手段和智能系統等新興技術于一體ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ，構建高效⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺、節能⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯、綠色⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓、環保⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓、舒適的人性化工廠☾☽❄☃。智能工廠實現了人與機器的相互協調合作ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ，其本質是人機交互☈⊙☉℃℉❅。
智能工廠是實現智能制造的重要載體✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴，主要通過構建智能化生產系統⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺、網絡化分布生產設施❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，實現生產過程的智能化㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂。企業基于CPS和工業互聯網構建的智能工廠原型㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，主要包括物理層♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃、信息層ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ、大數據層✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴、工業云層ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ、決策層☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；。其中⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，物理層包含工廠內不同層級的硬件設備⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，從最小的嵌入設備和基礎元器件開始✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，到感知設備①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯、制造設備웃유ღ♋♂、制造單元和生產線ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ，相互間均實現互聯互通㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂。以此為基礎웃유ღ♋♂，構建了一個“可測可控⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ、可產可管”的縱向集成環境☈⊙☉℃℉❅。信息層涵蓋企業經營業務各個環節⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，包含研發設計❣❦❧♡۵、生產制造ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ、營銷服務☾☽❄☃、物流配送等各類經營管理活動ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ，以及由此產生的眾創♀☿☼☀☁☂☄、個性化定制☾☽❄☃、電子商務㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉、可視追蹤等相關業務☈⊙☉℃℉❅。在此基礎上ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ，形成了企業內部價值鏈的橫向集成環境✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥，實現數據和信息的流通和交換✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅。
中科華智專為制造企業量身打造的“設備自動化+設備集成化+車間管理數字化”智能化車間管控系統✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥。系統集中體現了智能工廠將來的發展趨勢❣❦❧♡۵，即車間管理數字化⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤、生產排產自動化ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ、數據采集自動化和集成化❣❦❧♡۵、車間物料管理可視化웃유ღ♋♂、生產過程可追溯☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；、全面質量管控✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅、車間實時動態可視化☾☽❄☃。
智能工廠的構成
1①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯、生產計劃和排程
從生產計劃源頭上集成ERP✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，進行APS高級排產ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ，可明顯縮短交化期☈⊙☉℃℉❅、提升設備利用率ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ，使生產計劃更科學✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅。
生產計劃是車間生產管理的重點和難點❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰。提高計劃員排產效率和生產計劃準確性是優化生產流程以及改進生產管理水平的重要手段㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂。
車間接收主生產計劃♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃，根據當前的生產狀況（能力☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；、生產準備和在制任務等）❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，生產準備條件（圖紙♀☿☼☀☁☂☄、工裝和材料等）❣❦❧♡۵，以及項目的優先級別及計劃完成時間等要求⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，合理制訂生產加工計劃ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ，監督生產進度和執行狀態⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯。 高級排產工具（APS）結合車間資源實時負荷情況和現有計劃執行進度✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅、能力平衡后形成優化的詳細排產計劃✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴。其充分考慮到每臺設備的加工能力㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，并根據現場實際情況隨時調整☈⊙☉℃℉❅。在完成自動排產后❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰，進行計劃評估與人工調整ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ。在小批量✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴、多品種和多工序的生產環境中⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，利用高級排產工具可以迅速應對緊急插單的復雜情況㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉。
2ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ、車間資源的管理
車間資源是車間制造生產的基礎㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，也是MES系統運行的基礎㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦。車間資源管理主要對車間人員ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ、設備✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴、工裝ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ、物料和工時等進行管理⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯，保證生產正常進行❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，并提供資源使用情況的歷史記錄和實時狀態信息⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾。
3☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；、車間作業的管理
生產過程管理實現生產過程的閉環可視化控制ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ，以減少等待時間☾☽❄☃、庫存和過量生產等浪費㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦。生產過程中采用條碼☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；、觸摸屏和機床數據采集等多種方式實時跟蹤計劃生產進度⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺。生產過程管理旨在控制生產✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴，實施并執行生產調度웃유ღ♋♂，追蹤車間里工作和工件的狀態☈⊙☉℃℉❅，對于當前沒有能力加工的工序可以外協處理❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰。實現工序派工㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦、工序外協和齊套等管理功能☈⊙☉℃℉❅，可通過看板實時顯示車間現場信息以及任務進展信息等ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ。
4⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓、質量管理
生產制造過程的工序檢驗與產品質量管理♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃，能夠實現對工序檢驗與產品質量過程追溯ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ，對不合格品以及整改過程進行嚴格控制♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃。其功能包括：實現生產過程關鍵要素的全面記錄以及完備的質量追溯⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，準確統計產品的合格率和不合格率❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰，為質量改進提供量化指標♀☿☼☀☁☂☄。根據產品質量分析結果✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴，對出廠產品進行預防性維護✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅。
5✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥、物料管理
針對車間內的所有庫存物資進行管理㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉。車間內物資有自制件☈⊙☉℃℉❅、外協件ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ、外購件㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦、刀具웃유ღ♋♂、工裝和周轉原材料等㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦。其功能包括：通過庫存管理實現庫房存貯物資檢索⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，查詢當前庫存情況及歷史記錄ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ；提供庫存盤點與庫房調撥功能❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰，對于原材料ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ、刀具和工裝等庫存量不足時㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉，設置告警웃유ღ♋♂；提供庫房零部件的出入庫操作✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥，包括刀具／工裝的借入ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ、歸還❣❦❧♡۵、報修和報廢等操作♀☿☼☀☁☂☄。
6✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴、圖文檔管理
對生產現場웃유ღ♋♂，車間加工人員需要看的工藝流程卡☈⊙☉℃℉❅、工藝圖紙文檔等進行管理✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥，針對不用產品在加工過程中⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，可以通過工業電腦☾☽❄☃、平板電腦查詢圖紙웃유ღ♋♂，實現無紙化的辦公✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥。
7✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴、設備管理
設備互聯互通✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，智能是CPS信息⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，物理系統在制造企業的具體體現♀☿☼☀☁☂☄，實現數控機床等數字化生產設備的分布式網絡化通訊㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉，實現加工程序集中管理與設備狀態實時監控等功能☈⊙☉℃℉❅。
8ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ、數據采集
生產監控實現從生產計劃進度和設備運轉情況等多維度對生產過程進行監控✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴，實現對車間報警信息的管理☾☽❄☃，包括設備故障❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣、人員缺勤⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺、質量及其他原因的報警信息✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥，及時發現問題㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦、匯報問題并處理問題❣❦❧♡۵，從而保證生產過程順利進行并受控✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴。結合分布式數字控制DNC系統✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥、MDC系統進行設備聯網和數據采集❣❦❧♡۵。
9♀☿☼☀☁☂☄、車間看板和智能分析報表
能夠對生產過程中產生的數據進行統計查詢ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ，分析后形成報表㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，為后續工作提供參考數據與決策支持⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯。生產過程中的數據豐富☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；，系統根據需要定制不同的統計查詢功能⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，包括產品加工進度查詢⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ、車間在制品查詢♀☿☼☀☁☂☄、車間和工位任務查詢①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯、產品配套齊套查詢ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ、質量統計分析㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉、車間產能（人力和設備）利用率分析ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ、廢品率／次品率統計分析等①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯。
10ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ、第三方系統的集成
MES系統不是孤立存在的㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂，它在整個制造企業的數字化建設中是非常重要的一環㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉。MES需要和ERP系統ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ、WMS系統ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ，升級PLM系統實現互聯互通①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯。
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