執行概述
什麼是智能工廠?
從本質上講，智能工廠是一種高度數字化的生產設施，它依賴於完全集成的協作製造係統，可以實時響應不斷變化的動態條件。此外，實際的
通過采用新興技術和製造科學，製造過程得到了增強，產品得到了顯著改進。
智能工廠的工作原理是將生產係統、機器、工人和實時數據集成到一個單一的數字連接生態係統中。智能工廠不僅可以訪問和分析數據，還可以從經驗中學習。它解釋並從數據集中獲得見解，以預測趨勢和事件，並推薦和實施智能製造工作流和自動化流程。這些認知製造生態係統依賴於對實時運營信息的訪問，這些信息推動了預測和規範分析。如今，數字雙胞胎的實施往往是智能工廠係統的一個組成部分。
對於商業領袖來說，越來越明顯的是，數字化轉型是供應鏈和製造業務的當務之急，他們希望在本世紀20年代保持競爭力和彈性。金博宝app安卓版下载疫情進一步暴露了全球供應鏈的薄弱環節和行業脆弱性。製造商們意識到，傳統的供應鏈和現有的製造係統在當今的全球商業中是不夠的，他們確實需要轉向更適應、更敏捷、更智能的完全數字化的生產係統。
在當今的製造環境中，工業物聯網(IIoT)和製造4.0要求工廠必須智能化和互聯化，智能工廠的定義還包括既定的製造方法，如OEE改進、質量成本降低、庫存減少、上市時間縮短、運營成本降低和能源效率。這些領域中的每一個都代表了流程改進的候選對象，智能工廠的技術和方法可以直接解決這些問題。
智能工廠的好處
擁有一個使用智能互聯生產設備和設備的工廠，可以實現數據驅動的決策，從而提高效率和生產率。此外，通過引入由AI/ML提供支持的高級分析，允許工廠係統的成熟度水平從連接和智能發展到自我意識，並最終發展到自主的自我修複係統。
有四個層次可以用來評估成為智能製造商的改進過程。關卡開始時，工廠擁有可用但不易訪問的數據/信息。下一個層次將是製造商以更有用的形式提供更易於訪問和結構化的數據。下一階段將發展到AI/ML支持的實時運營數據，從而實現預測分析。最後，使用麵向行動的數據來創建規範的解決方案，以改進流程並確定最佳實踐。
- 一級:基本數據可用性．在這個層麵上，工廠或設施根本就不是真正的“智能”。有數據可用，但不容易訪問或分析。有一定比例的製造商沒有超過這一水平。
- 第二級:主動數據分析．在這個級別上，可以以更結構化和更可用的形式訪問數據。通常，這些數據是集中可用的，並通過顯示和儀表板以可視化的程度進行組織，從而實現更主動的數據分析。相當大比例的製造商目前都在這一水平上運營。
- 第三級:主動/預測數據．在這個級別上，可以使用AI/ML分析操作數據。該係統比第二級自動化程度更高，可以預測情況。一些製造商開始達到這一水平的早期階段。
- 第4級:麵向動作的數據。在這個級別上，係統根據第三級的活動數據確定規定的解決方案，並采取行動減輕問題、改進流程或確定最佳實踐。這是在最小的人為幹預下完成的，並且可以實現自主係統。在目前的製造環境中，完全自主的工廠係統是例外，但生產過程的某些方麵很可能會演變為純自主操作。
新興技術使智能製造成為可能
交通運輸、航空航天和國防(A&D)、重型設備、醫療設備和其他製造領域的離散製造商在采用技術和科學方麵處於領先地位，這些技術和科學使他們能夠實施智能製造方法。
例如，為了應對製造電動汽車等下一代交通工具的重大挑戰，汽車製造商正在采用一些對汽車生產至關重要的技術，這些技術完全不同於當前的製造方法和流程。下一代智能自動化以及由人工智能、高級分析和數字孿生實現支持的認知製造的實施，將優化生產流程，降低成本，並幫助汽車製造商更快、更有效地達到大流行前的產量。此外，材料科學的出現正在催生一係列新材料，從複合材料到新電池技術，以及增材製造，以及人/機器人合作，這些都將極大地改變汽車製造的麵貌。
A&D行業有早期采用顛覆性技術來推進產品開發和製造流程的曆史。目前，該行業正在使用幾種關鍵技術來應對新的製造挑戰，並處理大流行前積壓的飛機訂單。這些技術包括增材製造的廣泛使用、先進的複合製造方法、數字雙胞胎的實現、使用AI/ML的高級分析，所有這些都滲透到生產過程的許多領域。
數字孿生成熟驅動智能製造
很明顯，數字雙胞胎將被用於整個產品和製造過程的生命周期，以模擬、預測、優化和維護產品、資產和生產係統。由於技術和架構的成熟，相當大比例的公司和組織正計劃使用某種形式的數字雙胞胎作為預測/說明性分析戰略的組成部分。
雖然如今數字雙胞胎的定義相對明確，但當實施試點項目時，公司仍在努力尋找適合其產品和製造用例的合適方案。在開發和實現數字孿生時，一個重要的初始步驟是確定代表物理組件的產品、資產或生產設備的確切操作配置。也就是說，定義管理和優化資產或生產係統性能所需的操作和資產數據。
在製造業中，數字雙胞胎是設計、製造和維護的物理產品的虛擬表示;通過基於物理產品、生產係統或設備的準確配置的實時過程數據和分析來增強。從本質上講，這就是支持性能優化所需的數字孿生操作環境。雖然虛擬模型本質上是概念性的，但實時和操作數據是真實物理事件的數字表示。CAD模型代表了數字雙胞胎的物理對應物的虛擬匹配、形式和功能。然而，執行分析應用程序需要實時操作和資產數據，這些應用程序定義基於性能的數字孿生體的狀態和行為，並允許優化和流程改進。
目錄
- 執行概述
- 智能工廠的好處
- 新興技術使智能製造成為可能
- 建議
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