近十年來，通過產學研用協(xié)同創(chuàng)新、行業(yè)企業(yè)示范應用、央地聯(lián)合統(tǒng)籌推進，我國智能制造發(fā)展取得長足進步。供給能力不斷提升，智能制造裝備市場滿足率超過50%，主營業(yè)務收入超10億元的系統(tǒng)解決方案供應商達40余家。支撐體系逐步完善，構建了國際先行的標準體系，發(fā)布國家標準285項，牽頭制定國際標準28項；培育具有行業(yè)和區(qū)域影響力的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺近80個。推廣應用成效明顯，試點示范項目生產效率平均提高45%、產品研制周期平均縮短35%、產品不良品率平均降低35%，涌現(xiàn)出離散型智能制造、流程型智能制造、網(wǎng)絡協(xié)同制造、大規(guī)模個性化定制、遠程運維服務等新模式新業(yè)態(tài)。但與高質量發(fā)展的要求相比，智能制造發(fā)展仍存在 供給適配性不高、創(chuàng)新能力不強、應用深度廣度不夠、專業(yè)人才缺乏等問題。
隨著全球新一輪科技革命和產業(yè)變革突飛猛進，新一代信息通信、生物、新材料、新能源等技術不斷突破，并與先進制造技術加速融合，為制造業(yè)高端化、智能化、綠色化發(fā)展提供了歷史機遇。同時，世界處于百年未有之大變局，國際環(huán)境日趨復雜，全球科技和產業(yè)競爭更趨激烈，大國戰(zhàn)略博弈進一步聚焦制造業(yè)，美國“先進制造業(yè)領導力戰(zhàn)略”、德國“國家工業(yè)戰(zhàn)略2030”、日本“社會5.0”等以重振制造業(yè)為核心的發(fā)展戰(zhàn)略，均以智能制造為主要抓手，力圖搶占全球制造業(yè)新一輪競爭制高點。
當前，我國已轉向高質量發(fā)展階段，正處于轉變發(fā)展方式、優(yōu)化經(jīng)濟結構、轉換增長動力的攻關期，但制造業(yè)供給與市場需求適配性不高、產業(yè)鏈供應鏈穩(wěn)定面臨挑戰(zhàn)、資源環(huán)境要素約束趨緊等問題凸顯。站在新一輪科技革命和產業(yè)變革與我國加快高質量發(fā)展的歷史性交匯點，要堅定不移地以智能制造為主攻方向，推動產業(yè)技術變革和優(yōu)化升級，推動制造業(yè)產業(yè)模式和企業(yè)形態(tài)根本性轉變，以“鼎新”帶動“革故”，提高質量、效率效益，減少資源能源消耗，暢通產業(yè)鏈供應鏈，助力碳達峰碳中和，促進我國制造業(yè)邁向全球價值鏈中高端。
與機器設備、系統(tǒng)或生產、管理過程過程在沒有人或較少人的直接參與下，按照人的要求，經(jīng)過自動檢測、信息處理、分析判斷、操縱控制，實現(xiàn)重復性的復現(xiàn)和執(zhí)行預期的目標的過程的自動化不同，智能制造是面向產品全生命周期，實現(xiàn)泛在感知條件下的信息化制造。智能制造技術是在現(xiàn)代傳感技術、網(wǎng)絡技術、自動化技術、擬人化智能技術等先進技術的基礎上，通過智能化的感知、人機交互、決策和執(zhí)行技術，實現(xiàn)設計過程、制造過程和制造裝備智能化，是信息技術、智能技術與裝備制造技術的深度融合與集成；智能制造把制造自動化的概念更新，并擴展到柔性化、智能化和高度集成化。
而在實現(xiàn)智能制造的進程中，各種檢測儀器設備也扮演者重要的角色，一方面一些儀器廠商為制造業(yè)提高了智能制造解決方案，另一方面，儀器企業(yè)也在推薦自身生產線的智能制造。對此，小編特收集整理了一些儀器廠商參與的智能制造案例。
中糧油脂攜手迅杰光遠探索糧油加工行業(yè)智能制造可行性
糧油加工工業(yè)與民生息息相關，其具備傳統(tǒng)工業(yè)大批量生產的特質，傳統(tǒng)品質控制及管理方式主要依靠人員實現(xiàn)，近年來隨著智能傳感和數(shù)據(jù)挖掘技術的發(fā)展，糧油加工行業(yè)與近紅外光譜分析技術產生了明顯的交集，使糧油工業(yè)由傳統(tǒng)制造走向智能制造擁有了巨大的潛力和想象空間。
中糧旗下某油脂公司（以下簡稱：中糧油脂）攜手無錫迅杰光遠科技有限公司（以下簡稱：迅杰光遠），以膨化大豆粉在線品質監(jiān)控項目為起點，探索了糧油加工行業(yè)智能制造的可行性。
近紅外光譜分析技術有“內含物傳感器”之稱，具有無損、非接觸、實時快速、多個指標同時出結果的特點，是實現(xiàn)在線質量控制的最高效手段之一。中糧油脂選擇在“膨化大豆粉”生產線引入近紅外在線分析技術，對已有產線進行改造和升級，初步實現(xiàn)了制造過程數(shù)字化和可視化。
迅杰光遠基于中糧油脂的生產需求，設計了配套的膨化大豆粉在線近紅外分析解決方案。項目所涉及的膨化大豆粉是由大豆粉經(jīng)過加熱、加濕、高溫熟化以及膨化處理得到的產品，其物理狀態(tài)為粉末態(tài)，含油較高具有一定粘性，易結塊，容易粘連光學窗口，安裝點的樣品狀態(tài)和環(huán)境較為復雜。為此，迅杰光遠針對近紅外主機結構、光譜儀、光學窗口、吹掃模塊、光源入射角度等都進行了專門的設計，儀器內置了溫濕度傳感器、自動參比和波長校正模塊，設備開機后即可全自動工作，設備內部引入了環(huán)境狀態(tài)監(jiān)控機制，根據(jù)環(huán)境的變化自動控制儀器的參數(shù)，實現(xiàn)了光譜的橫縱坐標自動修正、樣品溫度特性打點記錄等功能，避免各種復雜因素對測量結果的干擾，保證檢查數(shù)據(jù)的穩(wěn)定可靠，設備長久穩(wěn)定運行。
如今，信息化技術為糧食行業(yè)插上了騰飛的翅膀。而現(xiàn)實是，糧油加工行業(yè)還普遍存在加工資源浪費、產線設備不先進、工藝配方靠經(jīng)驗、產品質量有隱患等問題。在助力糧油加工進行產業(yè)智能化升級的過程中，利用在線近紅外測量技術不但實現(xiàn)了物料品質的分析測定，重要的是還可以結合專家系統(tǒng)(智能算法)，實現(xiàn)工藝參數(shù)的智能、實時、閉環(huán)調控，可有效防止效率降低、能耗提高、投入增加、人為損失等問題出現(xiàn)，可極大地提升糧油行業(yè)的經(jīng)營效益及現(xiàn)代化管理水平。
機器視覺技術讓機器擁有更聰明的“大腦”和更明亮的“眼睛”
機器視覺和人工智能為核心的生產與質量控制和閉環(huán)可以幫助企業(yè)提質、增效、降本、減存，機器視覺實現(xiàn)的是從物料追溯、生產加工、部件裝配、品質檢測的全流程管理，通過“科學數(shù)字化” 和“大數(shù)據(jù)” 手段，完成可度量、可控制、可管理的自動化產線升級，最終打造出全面替代人工操作的智能工廠。
2021年，凌云光發(fā)布了服務于3C智能終端的屏幕模組外觀全自動質量檢測設備、中框外觀檢測設備、螺孔測量設備、螺孔缺陷檢測設備等多款新產品。這些設備相當于之前生產線上的檢測工人，彌補了行業(yè)空白，可以幫助產線工藝制程解決全人工檢測、質量管理量化不足、P&Q無法高效閉環(huán)等痛點。
以屏幕模組外觀全自動質量檢測設備為例，它采用凌云光專利的準直光源成像技術和人工智能技術，可對微弱點類缺陷精準成像，區(qū)分灰塵和真實臟污缺陷干擾，替代手機屏幕IQC、OQC人工外觀檢測，實現(xiàn)50μm點狀缺陷、10μm線狀缺陷的有效檢出，可檢測正面、反面、孔區(qū)、側邊區(qū)域的50余種外觀不良，提升效率和良率，一臺設備可以替代模組外觀質量檢測線上數(shù)十名工人。
智能設備和智能生產是智能制造的基礎，機器視覺技術在“智能工廠”的落地，不僅讓機器擁有更聰明的“大腦”和更明亮的“眼睛”，也將進一步完善工業(yè)人工智能與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新基建領域的產品、技術及生態(tài)，為制造企業(yè)智能化轉型升級提供強有力支撐。
上海儀電：液晶顯示面板彩色濾光片智能制造集成創(chuàng)新與應用
上海儀電顯示材料潔凈室，室內面積2萬多平方米，潔凈度要求空氣中每立方英尺的微粒小于或者等于0.3微米，溫度保持在23度，相對濕度55%。通過智能化生產裝備與制造過程數(shù)字化建設，已實現(xiàn)了全自動化生產，為在上海儀電集團乃至國內相關行業(yè)開展智能制造提供了一個很好的范式與樣板。
面向智能制造的智能車間建設。上海儀電顯示材料智能車間采用的是精益生產U型的單元細胞設計；通過對工廠總體設計、工程設計、工藝流程及布局建模的基礎上，應用智能定位識別自動生產線、車間智能化倉儲運輸、統(tǒng)一管道供給能源、自動排產與執(zhí)行管控、以及自動在線檢測和數(shù)字化工藝品質管控等智能化生產裝備與手段，實現(xiàn)業(yè)內領先的智能化制造的模式。
基于數(shù)據(jù)挖掘技術的工藝質量先進控制應用。針對彩色濾光片7*24連續(xù)自動化生產，滿足顧客定制化按單生產，生產線每小時可產生的數(shù)據(jù)就約20萬個，生產過程數(shù)據(jù)采集率大于90%，生產節(jié)拍小于44S的工作情況，對人員異常對應和質量管理在線管理能力要求高的特點。開發(fā)了面向快速生產節(jié)拍的基于數(shù)據(jù)挖掘技術的工藝質量先進控制異常預防系統(tǒng)，系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)挖掘、警報管理和知識管理。上海儀電顯示材料有限公司在不增加投資增添抽檢設備的前提下，通過工藝質量先進控制系統(tǒng)的實施，產品良率提升10%，直接減少120~200/H的產品損失。
面向智能制造的現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)（CIMS）應用。上海儀電顯示材料有限公司以精益方法為指導規(guī)劃和實施包含MES的CIMS系統(tǒng)，主要關注生產自動排產、自動傳送和搬運的車間物流、自動在線檢測的質量管理及與現(xiàn)場設備的互聯(lián)互通集成與管理，以CIMS系統(tǒng)為生產指揮中心形成標準工作流程。經(jīng)過在應用中反復驗證和二次開發(fā)，目前已打造出滿足自身需要的CIMS系統(tǒng)，主要包括：生產管理執(zhí)行系統(tǒng)、自動化控制物流系統(tǒng)、品質管控系統(tǒng)、在線實時生產任務調度系統(tǒng)等。
智能車間智能制造裝備應用。上海儀電顯示材料有限公司智能車間是高潔凈度的生產車間，擁有國際先進水平的彩色濾光片生產設備、動力設備及配套設施、化學藥液供應設施、測試分析設備等。主要工藝設備237臺(套)，含清洗設備、涂布設備、傳送運輸設備、可靠性試驗設備、QC/QA檢測設備、包裝設備和生產輔助設備等組成；擁有大量的傳感器、自動識別智能和工業(yè)機器人設備。具備了智能制造的實踐基礎。
智能車間互聯(lián)互通的異構網(wǎng)絡。上海儀電顯示材料有限公司的智能車間存在大量的異構設備（AGV小車、機器人、加工過程監(jiān)控裝置、機床、物流信息采集系統(tǒng)、零件質量測量機、立體倉庫以及跟外面的生產管理和物流系統(tǒng)等），實現(xiàn)異構設備的可靠通訊傳輸，是實現(xiàn)車間智能化的關鍵。為此，在智能車間的自動化設備集成網(wǎng)絡建設方面，充分考慮了異構設備的接口、數(shù)據(jù)傳輸速度以及可擴展性和可靠性。智能車間（潔凈室）涉及到大量的自動化設備、智能設備和傳感器，并集成車間管理系統(tǒng)實現(xiàn)全自動生產，同時還要兼顧到能源管理，因此，智能車間（潔凈室）的網(wǎng)絡以異構方式連接，主要包括：光纖網(wǎng)、無線物聯(lián)網(wǎng)、以太網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)。
在智能車間的自動化設備集成網(wǎng)絡建設方面，形成了智能車間加工過程實時監(jiān)控網(wǎng)絡；通過車間總線保證了異構設備的可靠通訊傳輸，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)高速、可靠、實時傳輸以及其可靠性，為實現(xiàn)車間智能化奠定了基礎；通過物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)自動定位、自動識別、自動反饋、自動搬運、自動傳輸、自動解包、自動包裝、自動加工的生產模式；通過建立較為完備的信息系統(tǒng)保密管理制度、信息系統(tǒng)各種策略文檔、程序文件，并配置了較為完善的技術防范手段，有效保證了公司商業(yè)秘密的安全。
安捷倫打造全新綠色的數(shù)字化智慧工廠
作為安捷倫氣相色譜重要的戰(zhàn)略制造中心，安捷倫上海在科技創(chuàng)新方面一直走在前沿，致力于打造全新的數(shù)字化智慧工廠。
隨著工業(yè)4.0的發(fā)展及“中國制造2025”國家戰(zhàn)略的推進，安捷倫上海組建了專人團隊負責開展智慧工廠建設。
安捷倫上海占地約一萬多平方米，其中產線面積約三千多平方米。進入到生產車間，立刻會看到懸掛于頭頂?shù)碾娨暎厦嬗貌煌念伾珮耸局總€生產線、每個房間進行的狀態(tài)。而在旁邊的觸摸展示屏上，則是通過數(shù)據(jù)聯(lián)動，利用Microsoft PowerBI軟件平臺，搭建的可視化大數(shù)據(jù)Dashboard。通過該方式，可實時掌握全球GPSD工廠的生產線狀態(tài)、發(fā)貨情況并及時了解客戶反饋。工程師的工位上也有這樣的屏幕，讓他可以實時了解工廠目前生產的情況。
再往里面走，除了忙碌的員工以外，還可以看到正在忙碌的機械手臂和協(xié)作機器人。例如在8860 GC 和8890 GC氣相色譜系統(tǒng)上，其關鍵流路控制模塊就是全自動焊接和測試。這一關鍵流程自動化，在提高產量的同時也大幅提高了產品質量。
而在產品發(fā)貨前的“最終檢查”站點，操作人員只需要將產品推到指定位置，掃碼機器序列號后，自動啟動數(shù)字視覺檢測結合AI智能識別，實現(xiàn)了自動化生產結果檢測。這一舉措，大大簡化了以前人工所需的時間和成本，同時可大幅增加檢測項目，更重要的是顯著改進了產品質量追蹤和可追溯性。
重慶川儀掀起“智能化”變革
重慶川儀自動化股份有限公司曾面臨物料配給環(huán)節(jié)慢等問題，因缺乏信息直達的渠道，檢驗環(huán)節(jié)也不能給予及時的反饋。一環(huán)扣一環(huán)，常常到最后交付時才發(fā)現(xiàn)許多產品沒有按時完成。
對于一個企業(yè)來說，客戶體驗感影響著競爭力。后來，重慶川儀自動化股份有限公司通過大力投入自動化設備生產線、先進的信息化系統(tǒng)，加快推進精益生產，從訂單、設計、生產到售后，全流程推動數(shù)字化。
車間零件全部附上了二維碼，實現(xiàn)了全過程跟蹤追溯，生產現(xiàn)場變得井然有序。在智能化的助力下，重慶川儀調節(jié)閥有限公司在幾年內便成為了子公司中的“排頭兵”。
在工業(yè)自動化儀表中，執(zhí)行器是驅動閥門控制管道流量的部件。很多儀表是在高溫、大濕度、腐蝕性的惡劣環(huán)境中運行。針對不同的使用情況和要求，需要給每一臺產品配置了不同的零部件。然而，標準化才能實現(xiàn)快速生產，這曾是阻礙重慶川儀智能化生產的最大難題。針對于此，川儀車間通過采用信息化管理平臺、在線自動檢測系統(tǒng)，確保了作業(yè)指令有序執(zhí)行。重慶川儀自動化股份有限公司的第一條智能化生產線建成后，產品生產的節(jié)奏從原來的18分鐘左右縮短至6分鐘。
賽默飛+艾默生助力君實生物數(shù)字化工廠
君實生物是最早決定入駐臨港的生物醫(yī)藥企業(yè)之一。生物醫(yī)藥行業(yè)屬于高科技產業(yè)，但實際上其生產環(huán)節(jié)還是非常傳統(tǒng)和保守的。已經(jīng)在其他行業(yè)廣泛應用的智能制造，卻成為了生物醫(yī)藥產業(yè)面臨的巨大痛點。君實生物首席運營官馮輝認為，生物醫(yī)藥產業(yè)的數(shù)字化轉型已經(jīng)迫在眉睫。因此君實生物在決定落地臨港的那一刻起，就決心要將廠房從設計到建設實現(xiàn)全面的數(shù)字化。君實生物希望能將生產環(huán)節(jié)中的每一個信息點都捕捉下來，所有的生產流程都要可溯源，所有數(shù)據(jù)都實現(xiàn)實時追蹤和自動保存，將人為問題發(fā)生的可能性降低到零。
君實生物的數(shù)字化工廠由艾默生的DeltaV系統(tǒng)整體串聯(lián)，賽默飛則在其中提供了一次性生物反應器、生產用培養(yǎng)基、一次性使用反應袋等生物藥生產過程中所需的全套解決方案。對于君實生物來說，選擇賽默飛的重要原因在于，賽默飛的全套解決方案原生適配DeltaV系統(tǒng)。因此君實生物數(shù)字化工廠可以在DeltaV系統(tǒng)的整體管控下，真正實現(xiàn)生產管理上的無縫銜接。
賽默飛的產品搭建在Trubio開放式的平臺上，可以輕松的與其他工廠設備集成，甚至與第三方的設備以及其他生產系統(tǒng)進行連接。正因如此，通過賽默飛 Trubio軟件解決方案，賽默飛的客戶能夠實現(xiàn)從工藝開發(fā)到商業(yè)制造的快速轉化，這種策略將大大簡化技術轉移，并且加速產品上市。
在與君實生物的合作中，賽默飛將為君實生物提供多條2000L一次性生物反應器，以及配套的試劑、耗材和智能系統(tǒng)，以支持君實生物未來在新冠中和抗體藥物及其他產品的生產。而與艾默生的合作則聚焦于已經(jīng)在君實生物工廠中應用的DeltaV系統(tǒng)。賽默飛將與艾默生共同銷售和管理DeltaV產品及系統(tǒng)，而艾默生則承諾，將攜手賽默飛共同推動生物醫(yī)藥行業(yè)產業(yè)升級。
醫(yī)藥產業(yè)的數(shù)字化結構轉型，可以被分為五個階段。從基礎的純人工，到第二階段引入各類不同的數(shù)字化管理系統(tǒng)，再到第三階段打通系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)流，第四階段根據(jù)數(shù)據(jù)實現(xiàn)預測，到最終的第五階段，完成自適應性的數(shù)字化體系。目前醫(yī)藥產業(yè)大多還處在第二階段到第三階段的位置。
自動檢測設備在智能制造生產線的應用
中航力源液壓股份有限公司（501廠）隸屬于中國航空工業(yè)集團中航重機股份有限公司，成立于1965年，專業(yè)從事液壓泵/液壓馬達科研生產，目前已經(jīng)構建了“一個產品五大領域”的產業(yè)格局，成為航空、航天、工程機械、農業(yè)機械和工業(yè)機械五大主機領域的重點配套單位，同時產品覆蓋船舶、兵器等軍工行業(yè)，是國家級高新技術企業(yè)。
2015年初，501廠被列為工信部首批智能制造示范單位，結合公司戰(zhàn)略，提出了推進智能制造生產模式。通過采取機器代人工程，從根本上徹底解決產品的產能、質量、成本、效益及效率問題，以智能制造為抓手，創(chuàng)新公司體制機制，最終實現(xiàn)管理的轉型升級。公司以批量較大的航天產品為實施智能制造的入手點策劃實施了智能制造生產線，其中明確提出了測量自動化的要求。
根據(jù)智能制造線產品零件加工檢測全過程無人工操作的要求，以及所加工零件的特性，501廠在智能制造線上配置了英國雷尼紹公司的高精度比較儀。該儀器具備檢測準確度高、測量速度快、環(huán)境適應力強、數(shù)據(jù)接口支持性強的特點，非常適合零件現(xiàn)場自動化檢測。通過檢測工裝的設計制造、零件自動檢測程序的編制、比較儀與機器人聯(lián)機對話、檢測數(shù)據(jù)自動上傳總控系統(tǒng)等一系列過程，最終實現(xiàn)了檢測過程全自動，為智能制造生產線提供了有力的數(shù)據(jù)支撐。檢測數(shù)據(jù)記錄了產品的加工質量信息，同時還應用于刀具補償計算中，精確計算刀具的補償值并記錄于數(shù)據(jù)庫中，同時反饋于CNC，提高了加工的準確度。這條智能制造生產線還成為了首批46個國家智能制造試點示范項目之一。
經(jīng)過實際生產驗證，該生產線比原生產模式生產效率提升55%，能源利用率提升15%，運營成本降低43%，產品不良率降低17%，檢驗效率提升100%，檢測方式和手段為各項指標的提升提供了有力的保證。
該項目的實施實際上是一種新檢驗方式的變革，通過自動化檢測的策劃，將事后檢驗變?yōu)檫^程控制并對加工系統(tǒng)進行實時補償，實現(xiàn)了對加工過程的閉環(huán)控制。這樣加工過程能力可以得到有效保障，加工一致性得到了大幅的提升，對產品實物質量提升起到了很大的促進作用。同時，通過自動化檢測的應用，消除了很多人為因素帶來的質量風險。
智能制造是制造強國建設的主攻方向，其發(fā)展程度直接關乎我國制造業(yè)質量水平。發(fā)展智能制造對于鞏固實體經(jīng)濟根基、建成現(xiàn)代產業(yè)體系、實現(xiàn)新型工業(yè)化具有重要作用。
