智慧工厂是未来制造业的新引擎

《中国制造2025》战略发布时，工信部部长苗圩接受采访时说：“按照政策目标，到2025年，我国综合指数要达到接近德国、日本，实现工业化制造强国的水平，进入世界制造业强国第二方阵。”

在物联网、大数据、云计算、数字孪生等技术的支撑下，这一目标正在一步步成为现实：一座现代化工厂里，有一个隐形的“数字中枢监测系统”管理着一切，生产线有序运转，硬件设备AI监控，能源消耗智能监测。以数字治理、大数据运营的智慧工厂模式正在成为制造业高质量发展的新引擎，快速提高工厂生产力，降低工厂运营成本，从“低端产品制造”向“高端产品制造”转型升级。

智慧工厂是制造企业全面智能化的统称，代表企业可以通过数字技术对工厂的生产制造、能源监测、质量检测、仓储物流等所有环节完成智能化管理。对于一家数字化刚起步的制造企业而言，如何达到智慧工厂的标准？需要完成哪些信息化系统的落地？

智慧工厂=数字化智能管理工厂

智慧工厂利用5G低延迟、广连接的技术优势和数字孪生对现实工厂的高精度还原建模，再借助AI智能监控、物联网设备及大数据云平台，即可打造“数字化工厂管理平台”，实现对生产、安全、能耗、质量、仓储等应用场景的智能管控。

采用3DMAX或C4D对工厂的建筑、楼宇、生产设备高精度建模，并通过游戏级的实时渲染完成可视化场景搭建；基于物联网设备监控、数据采集，完成动态数据监测，在数字大屏中对数据分析，快速决策；构建底层视频分析能力，通过摄像头设备对工厂各个区域实时监控，打造基于人工智能的安防监测、基于边缘计算的无人智能巡检、基于精准定位系统的安全生产及人员安全监测等不同的场景化应用。

智慧工厂帮助制造业脱离人工管理的诸多弊端，进入“一个智慧管控系统管理整个工厂”的数字化运营模式，全面提升工厂的安全生产、经营管理能力。

智慧工厂5大功能系统

根据制造业的实际生产需求，目前已对工厂的生产车间、设备健康、产品质量、安全巡检、人员安全等十余种场景完成智慧化落地，帮助企业实现车间作业规范化、设备健康可视化、产品质量实时监测、能耗水平智能管控，降低生产成本、提升产品工艺和质量，同时，数字孪生平台中的模拟仿真还支持风险预测，提前规避潜在风险，杜绝或减少生产过程中的安全隐患。

• 智能排产系统

生产计划调度的复杂程序由资源、物料清单、生产流程的情况决定，特别是离散型制造工厂，多目标、多约束、动态随机的环境条件下，企业的生产计划是一个比较庞大且复杂的问题。

智能排产系统可以基于工厂的有限产能，用智能算法解决实际生产过程中的问题，精确到“在什么时间、哪个部门、使用什么资源、执行什么任务”，实现四大闭环，即：需求预测和订单承诺闭环；计划与排产闭环；排产与执行闭环；订单承诺与订单履约发货闭环。具有系统自洽、自反馈、自决策的智能式排产优势。

• 能耗监测系统

在双碳目标的政策下，通过数字技术对企业的耗电量、耗水量、耗气量等进行监测并优化成为制造及重工业亟需解决的问题。不少制造企业工厂数量众多、分布区域广泛，传统的采集模式无法在短时间内采集所有工厂的能耗数据，且数据具有延时性，不能高效完成能源优化。

能耗监测系统覆盖企业办公楼宇、机房能耗、车间能耗、煤矿能耗等场景，针对各个能耗领域分类、分项、分户计量，通过数据采集、数据分析、能耗数据统计，以高阅读性的可视化图表呈现在数字大屏中，对能耗数据实时跟踪、高效管理，并基于数据分析，提出优化建议，为节能减排提供科学、合理化解决途径。

• 安全预警系统

安全是制造企业的重中之重，关系着企业财产、人员安全等重要场景。由于安全事故造成的损失不可估量，使得企业对安全的渴望愈加剧烈和紧迫。传统的安全管理模式下，多是以人的经验和直观检查为主，无法达到精准预防事故的发生。

工厂安全预警系统通过物联网设备集成，对重点区域实时监控，包含生产设备安全、安全帽、工作服穿戴情况、重要岗位人员离岗检测、危险区域人员入侵等，第一时间预警提醒，有效减少安全事故的发生，让企业安全稳定发展。

• 质量检测系统

提升质量合格率是制造型企业一直以来的追求。基于人工智能的质量检测系统采用5G+视觉识别技术，精准判别产品质量，将误判率降低到3%-4%甚至更低。实现自动采集、实时上传、异常告警、分类归档等功能，质量安全信息可追溯，提升工厂流水线作业水平。

• 智能仓储系统

控制库存、使高仓库使用率是制造企业成本控制的一大环节，因此，企业需要及时、快速、准确的了解仓储信息和作业情况，确保生产、发货、收货平稳进行。制造企业规模越大，传统的人工管理成本越高，且效率低下。

智能仓储系统以更直观、可视化的方式对物品进出库、存储、分拣、包装、配送等信息实时动态跟踪监测，以全局优化的逻辑，使物料最合理、经济、有效地流动，实现仓储管理的信息化、自动化、智能化，充分利用仓库的使用空间，降低近80%的人力成本，实现精细化管理。

在《中国制造2025》、十四五规划、碳中和+碳达峰、数字中国等多个政策的推动下，智慧工厂迎来前所未有的发展机遇。毫无疑问，智慧工厂将成为制造业的新形态，也是未来制造业的新引擎。

艾艺是一家成立了16年的专业的IT咨询及技术服务平台，聚焦数字孪生领域，赋能智慧工厂产业转型升级，采用5G、人工智能、大数据、数字孪生等技术助力制造行业提质、增效、降本，实现数字化转型的目标。