智能工廠是什么？它會如何影響印刷包裝行業？它有什么不足之處？

• 2017年10月13日 LiuFeng來源：印刷工業 1014 64
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智能工廠的建設充分融合了信息技術、先進工藝技術、自動化技術、通信技術和人工智能等技術。企業在建設智能工廠時，應該考慮如何有效融合這五大領域的新興技術，并與企業的產品特點和制造工藝緊密結合，確定自身的智能工廠推進方案。

當前，我國印刷包裝業呈現四大特點：1.產業規模越來越大。2016年總產值已經達到世界第二。2.企業數量多。全國擁有印包企業10萬多家，單個企業規模小，分布廣。3.企業參差不齊，水平差距較大。有的已經達到國際一流的水準，也有的仍在使用落后的機器。4.占地面積大，消耗資源多，多屬于勞動力密集型企業，人均產出效益低。

“中國制造2025”提出后，印刷包裝企業面臨著巨大的轉型壓力，而且時間緊迫，不能等待，必須尋求突破。面對產能過剩、勞動力成本大幅攀升、企業招工難、環保政策越來越嚴苛、客戶個性化需求日益增長、市場競爭逐漸從國內轉向國際競爭等因素的挑戰，企業要想生存必須從低成本競爭策略轉向建立差異化競爭優勢，尋求特色發展。

移動互聯技術、信息技術、物聯網、大數據與云計算、協作機器人、3D打印、預測性維護、機器視覺等新興技術的迅速興起，為企業實施智能制造，推進智能工廠建設提供了良好的技術支撐。

國家工信部從2015年開始推進智能制造和智能工廠示范基地建設，經過兩年的探索，2017年逐漸進入快速推進期，工信部和各地方政府相繼出臺政策，大力扶持。各行業中越來越多的大中型企業開啟了智能工廠建設的征程，印刷包裝企業也要搭上這趟轉型列車。

內涵與特征

1.智能制造內涵。智能制造是基于新一代信息通信技術與先進制造技術深度融合，貫穿于設計、生產、管理、服務等制造活動的各個環節，具有自感知、自學習、自決策、自執行、自適應等功能的新型生產方式。

目前我國制造業尚處于機械化、電氣化、自動化、數字化并存，不同地區、不同行業、不同企業發展不平衡的階段。發展智能制造面臨關鍵共性技術和核心裝備受制于人，智能制造標準/軟件/網絡/信息安全基礎薄弱，智能制造新模式成熟度不高，系統整體解決方案供給能力不足，缺乏國際性的行業巨頭企業和跨界融合的智能制造人才等突出問題。相對工業發達國家，推動我國制造業智能轉型，環境更為復雜，形勢更為嚴峻，任務更加艱巨。我們必須遵循客觀規律，立足國情、抓住全球制造業分工調整和我國智能制造快速發展的戰略機遇期，走出一條具有中國特色的發展道路。

2.智能工廠的內涵。智能工廠是實施智能制造的組織形式，其目標是提高產品質量、提高產品精度、減輕員工勞動強度、減少勞動力、節約資源等。狹義上，智能工廠是移動通信網絡、數據傳感監測、信息交互集成、高級人工智能等智能制造相關技術、產品及系統在工廠層面的具體應用，以實現工廠級生產系統的智能化、網絡化、協同化、柔性化、綠色化。廣義上，智能工廠是以制造為基礎，向產業鏈上下游同步延伸，涵蓋了產品全生命周期智能化實施與實現的組織載體。

德國“工業4.0”和“中國制造2025”，都是根據本國國情提出的，各有側重。各國對智能工廠理解不同。例如，美國的IBM公司認為智能工廠是：“智慧地球”概念在制造業的延伸，在數字化工廠的基礎上實現智能系統、綠色制造和物聯網的綜合集成應用；德國的西門子公司認為智能工廠是：基于工業4.0，將互聯網技術與網絡物理系統相結合，實現研發設計、生產制造、過程管理各個環節的全方位信息覆蓋及優化；中國部分企業認為：實現智能工廠，立足行業轉型升級，推動設備網絡化、柔性化、智能化改造，以機器人、在線檢測、遠程診斷、工藝數據庫管理、智能挖掘為著力點。

3.智能工廠的主要特征。根據目前對智能工廠的各種理解，可綜合歸納為以下六個方面的特征。

①物物相聯。將工業傳感器、智能控制系統、嵌入式系統、網絡通信設施等融合形成信息物理系統，使得人、設備、產品、系統等在網絡環境下持續進行信息交流與數據共享，由SCADA（數據采集與監控系統）實時采集設備的狀態，生產完工的信息、質量信息，并通過應用RFID（無線射頻技術）、條碼等技術，實現生產過程的可追溯。

②移動互聯。移動互聯技術逐漸深入研發設計、生產制造、過程管理等環節，完成對CAD、ERP、CRM等的移動化改造以及對生產車間機器、產品等數據的實時采集，廣泛應用MES（制造執行系統）、APS（先進生產排程）、能源管理、質量管理等工業軟件，實現生產現場的可視化和透明化，實現生產、運營、管理模式創新。

③整體可視，充分結合精益生產理念。通過可視化軟件、移動互聯等技術和產品的應用，將生產狀態、工業視頻等信息高度集成和融合，加強對空間信息的管理，使生產管理者、運營者、操作者等不同角色人員能夠實時準確把握其需要的信息，以便及時發現問題、解決問題，能夠實現按訂單驅動，拉動式生產，盡量減少在制品庫存，消除浪費。

④綠色節能。能夠及時采集設備和生產線的能源消耗，實現能源高效利用。在危險和存在污染的環節，優先用機器人替代人工，能夠實現廢料的回收和再利用。智能工廠的制造過程持續優化，原材料、電力、水資源、機械運轉和人員等各種形式的浪費不斷降低。

⑤開放易擴展。智能生產設備依托網絡化的開放環境實現較強的擴展性，同時智能工廠內的生產及控制系統采用網絡化分布的組合形式，系統具有較高的兼容性，能夠通過計算機網絡遠程共享數據資源。小批量、多品種的企業則應當注重少人化、人機結合，不要盲目推進自動化，應當特別注重建立智能制造單元。工廠的自動化生產線和裝配線應適當考慮冗余，避免由于關鍵設備故障而停線；同時，應當充分考慮如何快速換模，適應多品種的混線生產。

⑥可持續演進。信息網絡技術升級速度快、更新空間大的特性，決定了智能工廠的形態與功能必然不會一成不變，而是表現出明顯的持續演進特征，主要體現在人機交互創新、實時分析規劃、自主學習維護三方面。

實施智能工廠的可行性分析

智能工廠的建設充分融合了信息技術、先進工藝技術、自動化技術、通信技術和人工智能等技術。企業在建設智能工廠時，應該考慮如何能夠有效融合這五大領域的新興技術，并與企業的產品特點和制造工藝緊密結合，確定自身的智能工廠推進方案。

筆者認為從技術成熟度來分析，實施印刷包裝智能工廠的可行性。本方法從管理水平、業務水平、硬件水平、軟件水平、人才水平、綠色環保水平去評價，將企業分為高、較高、中等、較低四個等級。管理水平包括：管理理念是否先進，是否以人為本，是否快速響應等；業務水平包括：應用網絡信息能力、業務流程是否科學等；硬件水平包括：設備是否數字化，智能設備配套情況；軟件水平包括：就否采用的軟件是否統一，是否智能化，是否采用大數據和云計算等；人才水平包括：人員學歷、專業方向，是否有專門人員，培訓教育等；綠色環保水平包括：綠色認證、綠色設計、綠色回收等（樣表見上表）。根據上表分值高低判斷實施智能工廠的可行性：企業處于高水平的可以率先實施智能工廠，較高水平的可以盡快考慮，而處于中等及以下的則需要好好補課。

存在的問題

智能制造和智能工廠的推進目前處于起步階段，許多企業在推進智能工廠建設方面，還存在一些誤區，綜合分析如下。

1.對自己企業了解不深、了解不透。數字化、信息化是智能工廠建設的基礎。數字化不是停留在口頭上，業務數據、商務流程數據、管理、調度、生產數據、客戶關系數據、技術參數等是否數字化，流程再造方面是否需要優化等都要考慮。

設備互聯互通是軟硬件基礎。目前的設備是否具備數字化，是否可以聯網，是否可以改造，等等。

2.對智能工廠的架構系統思考不夠。能工廠與智能裝備、自動化控制、傳感器、工業軟件等領域的供應商，集成難度大。很多企業不僅存在諸多信息孤島，也存在很多自動化孤島，自動化生產線沒有進行統一規劃，生產線之間還需要中轉庫轉運。未來工業元器件和網絡速度發展很快，因此要統籌考慮，留有一定的余量。

3.智能工廠不等于無人工廠，存在盲目性。很多制造企業仍然認為推進智能工廠就是要實現自動化和機器人化，因而盲目追求“黑燈工廠”，推進單工位的機器人改造，推進機器換人，上馬只能加工或裝配單一產品的剛性自動化生產線，只注重購買高端設備，但卻沒有配備相應的軟件系統。

4.智能工廠的實施沒有固定的模式。在智能制造的標準方面，還有很多屬于空白，需要進一步加強。這需要設備供應商、材料供應商，結合工藝流程等統一協調協商，在標準部門領導下形成標準，然后快速執行。

實施智能工廠一般遵循的步驟

學習和認識階段。企業的領導、技術人員、中層骨干要率先學習、了解、考察，學習實施智能工廠的目的和意義、智能工廠的內涵特征、實施要點等。

可行性分析階段。正確認識目前企業的現狀，首先是業務結構、發展方向等，處于智能工廠建設的哪一個階段。

實施計劃指定階段。從哪個方面入手，找專業機構進行分析咨詢，開展可行性分析。

尋求支持階段。與地方主管部門聯系，獲得地方的支持。

實施準備階段。前面的幾個階段可以分步實施，也可以同步考慮，不必要按照時間順序去考慮。

建議企業首先從理念上了解，分析企業存在的問題，圍繞智能制造大方向進行改革，逐步建設智能工廠。此外，企業也可借助外力提升員工在這方面的素養。北京印刷學院機電學院與中國印刷及設備器材工業協會印機分會聯合舉辦的智能制造培訓班，就可以幫企業培養有關智能制造、智能工廠的人才。

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