一、建设背景

离散制造业，包括机械制造业、汽车制造业和家电制造业等，其生产过程涉及多个不连续的工序，产品通常由多个零件装配而成。这类行业面临的挑战包括品种多、批量小、订单变化快、临时插单频繁以及外协件管理困难等问题，这些特点使得生产管理复杂且难以预测。

传统的管理方式过度依赖人工，导致效率低下，成本核算不准确，难以适应快速变化的市场需求。因此，离散制造行业迫切需要通过信息化和智能化手段，提升管理效率和市场响应速度，实现生产过程的透明化和自动化，以增强竞争力。

二、整体架构

1、智能工厂的构成

智能工厂的构成通过集成先进的智能排程系统来支持小批量生产，确保生产效率和灵活性；构建生产岛以实现生产过程的灵活和柔性化，提高生产线的适应性和响应速度；采用拉动式生产策略，减少库存储备，降低成本并提高资金流动性；实施透明化监控，使生产过程的每一个环节都可被实时监控和管理，从而提升生产透明度和控制力；注重绿色能源的利用，推动可持续发展，确保工厂运营对环境的影响最小化。这些构成要素共同作用，打造一个高效、灵活、环保的现代化智能工厂。

2、智能工厂架构

智能工厂的逻辑架构是一个多层次的系统，顶层的决策层负责集团的全面管控，通过ERP系统和供应商门户等工具实现资源的优化配置和决策支持；中层的计划层则聚焦于企业资源的计划和管理，涵盖销售、采购等关键业务流程，确保生产计划的科学性和合理性；执行层则更贴近生产现场，通过制造管理系统对生产计划和质量控制进行实时监控和调整，以应对生产过程中的各种变化；最底层的控制层直接与生产设备相连接，通过自动化设备和工业机器人等高科技手段实现生产过程的精确控制和优化，整个架构从上至下形成了一个协调一致、高效运作的智能生产体系。

3、智能工厂整体应用方案

智能工厂的整体应用方案是一个全面而深入的转型计划，它从基础的信息化自动化建设起步，逐步构建起数字化车间，最终实现整个工厂的智能化。在这一过程中，定制化平台能够灵活适应直营与加盟店的不同需求，提供个性化的生产和服务模式；供应商平台（SRM系统）优化供应链管理，提高物料供应的效率和响应速度；高级排程系统（APS）通过智能算法优化生产计划，提升生产流程的灵活性和生产效率；中央监控系统（CCR）则负责实时监控生产状态，确保生产过程的稳定性和可靠性。

阶段一通过信息化自动化基础建设，为工厂打下坚实的技术基础，实现数据的数字化采集和管理；

阶段二聚焦于数字化车间的建设，通过引入先进的数字化技术和设备，优化生产流程，提高生产效率和质量；

阶段三，智能工厂建设成为核心，此时工厂将集成各种智能系统和自动化设备，实现生产过程的智能化管理和控制；

阶段四，工厂将进入深度协同与优化阶段，通过跨部门、跨层级的数据共享和业务协同，不断优化生产流程，提高资源利用效率，实现整个工厂运营的智能化和最优化。

三、建设方案

1、智能工厂基础建设

智能工厂的基础建设是实现其高效运作的基石，其中工艺建模作为核心环节，通过与企业资源规划系统（ERP）、产品生命周期管理（PLM/D）以及供应链管理（SCM/R）的数据接口实现信息的无缝对接，确保工艺流程的精确管理和优化。同时，物理信息系统的构建，即CPS（Cyber-Physical Systems）的实施，通过部署生产主数据采集设备和组网技术，实现设备间的互联互通和数据的实时采集，为智能工厂的决策支持、预测维护和自动化控制提供强有力的数据支撑，从而构建起一个高度数字化和网络化的制造环境。

2、智能工厂生产控制

在智能工厂中，生产控制的核心是MES（制造执行系统）一站式平台，它集成了订单管理、生产管理、工艺管理等多个关键功能模块。通过这个平台，可以实现订单从接收到完成的全生命周期管理，包括订单的录入、下发、调整和跟踪。生产管理模块则负责监控生产进度，确保生产计划的准确执行，同时对生产资源进行优化配置。工艺管理模块则侧重于工艺流程的标准化和优化，通过精确的工艺参数控制，提高产品质量和生产效率。

3、智能工厂生产可视化

智能工厂生产可视化是通过将生产过程中产生的大量数据转化为直观的图形和图像，实现从设备层到监控层的全面可视化。这种可视化技术使得工厂的运营状态、生产进度、设备性能和质量控制等关键信息一目了然，便于管理人员实时监控和分析生产现场的状况。通过电子看板、仪表盘、实时图表等工具，生产数据被动态展示，使得问题可以迅速被发现和解决，从而提高生产透明度和响应速度。

4、智能工厂预期效益

智能工厂的实施预期将带来显著的效益，其中最直观的是设备综合效率（OEE）的提升，这意味着通过优化生产流程和减少设备故障及生产中的无效时间，设备的生产能力将得到充分发挥。此外，生产过程的无纸化将大幅减少对纸质文档的依赖，不仅节约资源、降低成本，还提高了数据管理的效率和准确性。全程追溯系统的建立则确保了产品从原材料采购到成品出厂的每个环节都能被有效跟踪和记录，实现全生命周期的质量控制和追溯，增强了产品的质量保证和客户信任。这些效益共同作用，不仅提升了生产效率和产品质量，还增强了企业的市场竞争力和可持续发展能力。