智能生產(chǎn)是以互聯(lián)網(wǎng)為代表的新一代信息技術(shù)在企業(yè)研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造、經(jīng)營管理、營銷服務(wù)等制造各環(huán)節(jié)深度應(yīng)用的基礎(chǔ)上，形成的深度感知、遠(yuǎn)程可控、智慧決策、自動執(zhí)行的先進(jìn)生產(chǎn)模式，對縮短研發(fā)周期、降低運營成本、提升生產(chǎn)效率、提高產(chǎn)品合格率等方面的作用顯著。
智能工廠是實現(xiàn)智能生產(chǎn)的重要載體，主要通過構(gòu)建智能化生產(chǎn)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)化分布生產(chǎn)設(shè)施，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的智能化。企業(yè)基于CPS和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建的智能工廠模型，主要包括物理層、信息層、大數(shù)據(jù)層、工業(yè)云層、決策層。其中，物理層包含工廠內(nèi)不同層級的硬件設(shè)備，從最小的嵌入設(shè)備和基礎(chǔ)元器件開始，到感知設(shè)備、制造設(shè)備、制造單元和生產(chǎn)線，相互間均實現(xiàn)互聯(lián)互通。
以此為基礎(chǔ)，構(gòu)建了一個“可測可控、可產(chǎn)可管”的縱向集成環(huán)境。信息層涵蓋企業(yè)經(jīng)營業(yè)務(wù)各個環(huán)節(jié)，包含研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造、營銷服務(wù)、物流配送等各類經(jīng)營管理活動，以及由此產(chǎn)生的眾創(chuàng)、個性化定制、電子商務(wù)、可視追蹤等相關(guān)業(yè)務(wù)。在此基礎(chǔ)上，形成了企業(yè)內(nèi)部價值鏈的橫向集成環(huán)境，實現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的流通和交換?？v向集成和橫向集成均以CPS和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，產(chǎn)品、設(shè)備、制造單元、生產(chǎn)線、車間、工廠等制造系統(tǒng)的互聯(lián)互通，及其與企業(yè)不同環(huán)節(jié)業(yè)務(wù)的集成統(tǒng)一，則是通過數(shù)據(jù)應(yīng)用和工業(yè)云服務(wù)實現(xiàn)，并在決策層基于產(chǎn)品、服務(wù)、設(shè)備管理支撐企業(yè)最高決策。這些共同構(gòu)建起智能工廠完整的價值網(wǎng)絡(luò)體系，為用戶提供端到端的解決方案。
由于產(chǎn)品制造工藝的明顯差異，離散制造企業(yè)和流程制造企業(yè)在開展智能工廠建設(shè)的側(cè)重點各有不同。
對于離散制造企業(yè)而言，產(chǎn)品生產(chǎn)具有多品種、小批量的特點，需要經(jīng)歷多個零部件獨立生產(chǎn)、不連續(xù)裝配等環(huán)節(jié)，在物料配送安排、工藝線路規(guī)劃、生產(chǎn)組織優(yōu)化等方面有較高要求，更加注重柔性生產(chǎn)線的建設(shè)。如，海爾沈陽智能互聯(lián)家電工廠通過打造集成設(shè)計制造一體化、物流管理、制造執(zhí)行、企業(yè)資源管理等系統(tǒng)的智能生產(chǎn)線，使得物料配送、工藝調(diào)整和設(shè)備使用更加靈活，實現(xiàn)了單線500多種型號產(chǎn)品的柔性生產(chǎn)。
廣州數(shù)控通過利用工業(yè)以太網(wǎng)將單元級的傳感器、工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床，以及各類機(jī)械設(shè)備與車間級的柔性生產(chǎn)線總控制臺相連，利用以太網(wǎng)將總控臺與企業(yè)管理級的各類服務(wù)器相連，再通過互聯(lián)網(wǎng)將企業(yè)管理系統(tǒng)與產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)相連，打通了產(chǎn)品全生命周期各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)通道，實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集分析和故障監(jiān)測診斷。
三一重工的智能總裝車間建有混凝土機(jī)械、路面機(jī)械、港口機(jī)械等多條裝配線，通過車間“部件工作中心島”開展單元化生產(chǎn)，將每一類部件從生產(chǎn)到下線所有工藝集中在一個區(qū)域內(nèi)，猶如在一個獨立的“島嶼”內(nèi)完成全部生產(chǎn)；這種組織方式，打破了傳統(tǒng)生產(chǎn)線呈直線布置的弊端，在保證結(jié)構(gòu)件制造工藝不改變、生產(chǎn)人員不增加的情況下，達(dá)到了減少占地面積、提高生產(chǎn)效率、降低運行成本的目的。
對于流程制造企業(yè)而言，產(chǎn)品生產(chǎn)具有原料物理化學(xué)轉(zhuǎn)化、管道式輸送、連續(xù)性傳導(dǎo)性生產(chǎn)等特點，在生產(chǎn)環(huán)境智能感知、生產(chǎn)流程智能優(yōu)化、系統(tǒng)自主決策控制等方面有較高要求，更加注重全流程智能控制生產(chǎn)線的建設(shè)。
如，九江石化建立了生產(chǎn)煉化控制中心，集成了DCS控制、生產(chǎn)運行、視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測、全流程優(yōu)化等多個系統(tǒng)，形成數(shù)據(jù)驅(qū)動的數(shù)字化生產(chǎn)管控模式，實現(xiàn)了企業(yè)控制率提高10%，數(shù)據(jù)自動采集率超過90%，以及對污染排放的100%自動監(jiān)控。同時，九江石化還通過內(nèi)外聯(lián)動系統(tǒng)，建立了中控室與生產(chǎn)現(xiàn)場操作的即時互通，確保異常數(shù)據(jù)信息由移動終端實時反饋至中控室，中控室據(jù)此評估制定解決方案、及時發(fā)送解決指令，使操作平穩(wěn)率提高5.3%，操作合格率從90.7%提升至100%。