摘要：本文基于当下工业发展中信息技术的发展和应用实践，探讨了利用信息技术打造“智慧工厂”的必要性和价值，并对“智慧工厂”的构建与发展特点及其涉及的技术关键点作必要的阐述与分析，以此为基础，着重对利用信息技术打造“智慧工厂”的手段和应用举措作详细的分析与讨论，旨在为提升我国制造业的信息化、智能化水平提供借鉴与参考。
关键词：信息技术；智慧工程；数据采集与利用；网络；AI智能；价值；手段
伴随着信息技术和智能化技术在工厂制造业中的逐渐应用与发展普及，以智慧工厂为最终发展目标的传统工厂正面临着信息化与智能化升级的新旧发展动能的全面转换，用以扭转目前制造业发展效能和质量无法全面满足社会经济发展多样化需求的发展态势，并达到与信息通信技术、新能源技术、物联网技术等的有机融合，实现制造业生产系统数字化、网络化、智能化、柔性化和绿色化的全面发展。智慧工厂的构建与发展不能简单停留在单纯软硬件安装与使用，而是应逐步实现信息技术及思维在其产业链上下游的同步延伸，从而达到信息技术涵盖其产品全生命周期智能化制造、管理与应用的目的。
1、利用信息技术打造“智慧工厂”的必要性和价值
1.1“智慧工厂”是全面迎合并促进制造技术发展趋势的必然选择
随着工业现代化的逐步深入，工厂制造业开始由传统的生产标准化、资源利用低效化以及生产管理阶段化和滞后化，朝着生产定制化、需求个性化、制造绿色化以及生产管理全过程化的有机转变，如何实现对于多品种、高质量、多批量、低成本、绿色制造和柔性制造需求的快速能动响应，就需要借助信息技术的发展优势，达到生产自动化不断提升的同时，带来生产线基于需求数据的灵活配备，实现工厂协议与设备控制的全方位、全过程沟通，从而确保在复杂的工业环境中，各项数据的可靠完传输以及应用的深度挖掘。
1.2“智慧工厂”是深化提升工业企业核心竞争力的关键
当下工业企业的核心竞争力一般体现在资源和能源利用率的提升、新产品和新技术开发周期的缩短、生产制造整体效率的提升、个性化产品规模化生产能力以及应对市场需求变化能力的适应性拓展等方面。而基于信息技术构建和发展的“智慧工厂”将通过智能设备、智能系统在其产品生产全周期的广泛应用，实现产品智能化、装备智能化、车间智能化、工厂智能化、供应链智能化、生产制造模式智能化的有机转变[1]。其结合对市场、生产、技术等数据的全面采集、整合、分析、利用，达到产品数字化开发效能的提高、产品生产数字化控制精度与效率的提升、生产管理全过程时效性的全方位把握以及企业协作信息共享与安全多维度维护等，进而带来工业企业核心竞争力的全面维护与精准性提升。
2、“智慧工厂”的特点及其关键技术点
智慧工厂是集合了移动通信技术、互联网技术、数据监测与传感技术、信息交互集成技术以及人工智能技术及其发展系统，将其逐渐渗透于产品设计、开发、制造、营销与使用的全过程，并同步延伸至工厂制造的上下游全业态产业链，以完成工厂的智能化组织、数字化控制、网络化协同、柔性化生产和绿色化应用与发展的更加现代化生产系统的构建，并达到生产方式由集中控制式向灵活个性化、数字化产品与服务模式全方位转换。总的来说，“智慧工厂”的发展特点和技术应用关键点主要体现在以下几个方面：
（1）基于数据互通与网络互联的按需制造发展过程。
其适用于多种通信技术标准，能够实现市场、技术、生产等全方位信息一体掌握与分析利用，进而带来生产能力与市场需求的有机匹配，实现生产柔性化的全面提升。
（2）基于感知控制与协同互操作的生产资源优化配置
能够利用智能感知与数据互联技术实现实时生产信息的动态检测与传输，进而带来操作与控制的有机协同，实现能源、资源、设备的集约化精准控制与利用，极大缩减生产的成本，提升了生产的效率和绿色品质。
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（3）基于精准控制与迭代优化的制造环境多维的适应与提升
智慧工厂需要更加柔性化的生产线，也需要更加灵活适应化的生产模式和发展环境。基于感知控制、数据深度应用和连接泛在化之上的智慧工厂，能够更加快速而准确地应对市场环境和工厂环境得变化，带来生产决策、管理决策和创新决策的合理化发展与提升。
（4）基于数字建模与实时分析的产品与制造工艺的快速精准优化
随着制造系统和制造终端的信息化、智能化发展，其控制的方式逐渐朝着网络扁平化的模式迈进，那么就带来信息管理和智能化工艺改造上的诸多便易，以利用数据和物联网等技术进行深度而合理的数据建模、分析与优化，进而实现产业价值链的全面升级，带来生产效能、产品品质、服务资源与创新能力的不断优化提升。
3、利用信息技术打造“智慧工厂”的手段和应用举措
3.1利用信息技术，不断完善“智慧工厂”的系统架构
“智慧工厂”需要有的管控组织系统将其生产的个环节和各要素进行智能信息化的有机统筹，而这个系统架构，则需要通过数据采集层、数据分析层和数据应用层三位一体进行全面、完善的构建[2]。
（1）数据采集层
数据采集层需要利用工业物联网的控制器、设备感知系统和操作互联系统将诸如CNC、注塑机、机械手、PCB制程DES、冲床制造设备的运行数据进行一体的采集，其采集需要具有逻辑判断的灵活性，并能够给予设备必要的自动化动态调节与控制，进而带来设备运行和协同效能多样化提升的同时，实数据采集的精准性、可靠性和全面性。
（2）数据分析层
数据分析层需要借助网络云存储与计算等技术平台以及智能控制软件的配套化应用，来实现对于设备的全过程监控与实时预警、运行采集数据的智能化匹配与数据整合分析，基于运行问题的精准定位与原因解构，进而带来工厂运维工作效率与质量的全面提升。此外，其基于运行大数据库的全面建立与优化，还可以结合应用需求，实现产品软件的适应性更新以及系统的二次开发，也就带来了生产控制的动态、和谐发展与提升。
（3）数据应用层
数据应用层是数据分析层功能在应用领域的全面拓展，其利用数字化控制终端（大屏、PC、PAD和手机APP），结合大数据库与数据的建模分析，实现生产要素之间的按需聚合和优化配置、生产环节与专业之间的有机协同、设备及其运行问题的定位追踪与监控管理、数字化运营服务层次的多方位挖掘等，进而不断促进工厂生产朝着高效节能化、绿色柔性化以及管理智能人性化的方向发展。
3.2通过信息技术，实现工厂智能化的有机改造
智能化工厂不应仅包含有智能化生产线和加工中心的配备与升级，还应当延伸到智能化的生产管控与高效精准化执行的多效发挥、智能化控制中心的优化升级以及智能化仓储与物流的有机辅助。其一方面需要利用扁平化网络与数据化系统的有机构建，实现基于客户需求由产品设计、生产、物流、营销等于一体的生产横向集成；还要达到原材料信息、设计信息、制造信息、物流信息、销售信息、信息回收等信息的良性循环再造，并利用智能化设备的技术变革与适应化应用，实现人机的多功能交互、控制算法及策略的工况自适应提升以及智能感知与识别判断的自主化决策，即实现产品开发智能化、生产装配智能化和生产管控智能化的有机结合。
4、结语
“智慧工厂”是现代工厂制造业发展的最终目标，其需要基于信息技术在工业发展中的应用机理，从智能工厂的发展建设入手，由技术层面逐步突破，带来数据采集、数据分析、数据应用各层面的有机集成，更实现设计、生产、服务的有机联动，从而为工业生产迎合社会需求并全力推动社会发展上巨大作用的发挥提供精准的技术助力和应用支持。
参考文献：
[1]吕佑龙，张洁.基于大数据的智慧工厂技术框架[J].计算机集成制造系统，2016（11）.
[2]牟善军.用信息技术打造“智慧工厂”[J].中国石化，2012（10）.
论文作者:王少军
论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/7/26
标签：工厂论文; 信息技术论文; 智慧论文; 数据论文; 技术论文; 系统论文; 精准论文; 《基层建设》2019年第11期论文;