智能制造不是一个东西;它是事物的集合

智能制造越来越受欢迎，尽管它仍然是一个令人困惑的概念。对一些人来说，智能制造是将智能手机、智能住宅和智能汽车的技术应用到制造设备上。对另一些人来说，它是在供应链和产品开发或智能产品开发中应用信息技术。智能制造有很多定义，因为它不仅仅是一个单一的东西，而是多个领域能力的融合。随着传统制造业向智能制造的转变，这种融合有可能带来巨大的生产力提高。

制造处于许多不同业务生命周期的中心。存在产品开发、过程设备(资产)、订单管理、供应链管理和安全管理的业务生命周期。这些活动生命周期中的每一个都有一个生产或操作元素。

供应链管理生命周期

供应链生命周期有多种定义，但常用的定义是供应链委员会(SCOR)模型．在SCOR模型中，中心活动是“制造”，这是将产品转换为完成状态以满足计划或实际需求的过程。SCOR并不试图描述每一个业务流程或活动，而只是描述那些涉及到获取原材料、将其转换为成品、将其交付给客户以及跟踪所有原材料和最终材料的流程或活动(参见图1)。

智能供应链的概念并不新鲜;自2010年以来一直在讨论这个问题。智能供应链具有广泛的数据收集，可以提供实时数量和位置库存信息，直至案例或单个产品级别。智能供应链提供:

• 与规划的联系
• 供应商合作伙伴
• 交付合作伙伴
• 最终的客户
• 服务中心
• 生产地板
• 通过先进的分析和计划优化改进供应链决策。

“制造”活动位于智能供应链的中心，将操作信息(生产、质量、库存和维护)与企业连接起来。智能制造的一部分是与智能供应链的集成，为原材料提供实时信息，并对最终产品进行跟踪和跟踪。智能制造还为监管行业提供产品系列化信息。

资产生命周期管理

资产生命周期管理定义了与获取生产设备、操作设备和设备退役相关的活动。有多种资产生命周期管理模型，但它们都遵循以下的一般结构:

1. 从计划购买或开发生产资产开始
2. 获取或开发资产(包括所需的控制编程)
3. 安装资产
4. 资产的操作维护
5. 最后退役和处理资产(参见图2)。

智能资产管理涉及两个要素:智能制造设备的开发或收购，以及智能设备信息融入资产管理生命周期。智能制造设备是可以通过软件轻松重新配置以管理不同产品的设备。例如配方控制的过程，可重新配置的码垛和卡通设备，通用组装机器人，以及其他不是专门为一种产品设计的设备。企业所有者要求其生产设施具有更大的灵活性，而可重构软件设备的实现正在解决这一需求。

智能生产设备连接到企业资产管理和维护管理系统，实时可见公司维护和运营资产的状态和状态。智能制造包括与智能生产设备的集成，提供设备的软件重新配置，以及与其他企业系统的连接。

产品生命周期管理

产品生命周期管理(PLM)涉及管理产品的所有信息的过程，包括概念和设计、生产和处理。在过去的25年里，PLM一直被用于改进产品开发、生产和维护，最新的适应是智能产品生命周期管理，重点是智能产品(参见图3)。

智能产品是设计用于在生产后期进行快速定制的产品，以便检测问题，在线或内在访问服务信息，并与服务和支持系统集成。生产后期的产品定制提供了更好的调度灵活性和快速响应客户需求的能力。在过程工业中，这通常通过使用ANSI/ISA-88配方和批处理管理来解决。在离散、连续和混合制造行业中，它通常通过可重构的软件生产设备来完成，随着生产订单的执行，参数和指令实时下载到智能资产。后期生产定制的例子包括用户选项、颜色、包装材料、最终产品容器的大小和形状以及产品等级。

订单到现金的生命周期管理

订单到现金(OTC)生命周期从客户订单开始，安排产品的生产、运输产品、为客户开具发票，并以接收客户的付款结束。OTC流程涉及多个关键业务性能领域:销售订单管理、订单履行、计费、信用管理和现金收集(参见图4)。

订单管理传统上是通过企业资源计划(ERP)系统处理的，该系统与供应商系统、生产系统、运输系统和发票系统有链接。在OTC生命周期的中间是“制造”活动。

智能OTC生命周期管理涉及收集关于订单和客户的所有信息，从初始输入到最终支付，这样调度、制作、运输和发票在整个订单生命周期中提供跟踪和跟踪信息。在生命周期的“make”部分，这涉及到保留关于目标生产和实际生产报告的信息。

工业自动化控制系统(IACS)安全管理

随着智能设备、互联企业的出现以及自动化程度的提高，IACS安全管理的生命周期也随之增加。IACS的安全性始于:

1. 规划
2. 安全措施的部署
3. 安全措施的验证和运行情况
4. 检测入侵和漏洞
5. 入侵或漏洞的评估
6. 最终审核和更新以重新启动流程。

像企业中的许多其他生命周期一样，安全生命周期是一个持续的过程，响应新设备、新软件和新威胁(参见图5)。

智能IACS安全管理涉及具有网络组件的制造资产的安全。随着智能制造资产的激增，这些设备需要定期更新安全和功能补丁。在制造环境中管理大量的智能设备，只能通过智能安全管理实践和智能设备安全系统来处理。

智能制造

以上所有生命周期都是相对独立的活动集，它们都集中在智能制造的“制造”、“操作”和“维护”活动上。智能制造是以下方面的汇聚:

智能供应链管理。在这里，包括生产在内的整个供应链都在跟踪材料。智能制造包括收集和维护所需的信息，以跟踪“制造”活动中使用的所有原材料、所有成品、设备和人员。供应链优化和处理与退货和召回相关的问题都需要这些识别信息。供应链优化意味着产品启动与材料交付协调，生产完成与材料运输协调。

智能制造系统通过向企业或扩展的供应链提供移动、测试、生产和生产信息的每一步，为所有制造资源提供完整的跟踪和跟踪信息。

智能资产管理。这是制造资产(生产、质量、库存移动和存储设备)设计用于提供后期定制和支持软件的功能重新配置的地方。这包括使用相同的生产设备制造不同产品的能力。这种能力的要素明显体现在:

• 第三代包装和灌装线，这是软件耦合设备的集合，可以快速重新配置。
• 工业装配、挑选和放置以及码垛机器人的使用，可以在线重新配置，在不停止生产线的情况下处理产品变化。
• 过程工业，其中配方用于控制制造设备，以使用相同的生产线制造不同的产品。

智能制造系统由智能制造资产组成，这些资产可以通过软件重新配置和配方/工作流控制。在智能制造环境中，设备不是专用于单一产品，就像ISA 88标准中定义的配方/设备集成一样，以提供生产灵活性。

智能产品生命周期管理。在这种情况下，如何制造产品的定义不直接与特定的生产设备挂钩。智能产品生命周期管理提供了快速将生产转移到不同设施的能力，这些设施可能具有不同的设备布局和功能。这就要求将需要做什么、按什么顺序生产产品的定义与具体设备的使用方式分开。

智能制造系统提供了将物理、化学、生物学和材料操作的定义转换为操作生产设备所需的特定指令的能力。智能制造系统将使用配方或工作流来协调和控制材料在生产阶段的移动，允许快速更改产品、灵活的制造计划和后期定制。

智能订单转现金管理(OTC)。在这里，所有关于制造中使用的资源的定量信息都被识别出来，并被赋予业务价值。这包括资产利用信息、基于作业的成本计算信息、直接和间接成本信息以及完美的订单度量。

智能OTC管理使公司能够确定单个产品和设施的盈利能力，并适当地集中公司资源。

智能制造系统收集、维护并提供与执行智能OTC管理所需的特定生产订单相关的制造资源的定量信息。这包括提供实时或接近实时的材料消耗、材料生产和资产使用信息。

智能IACS安全管理。在这种情况下，单个生产资产具有内置的安全性、受控的网络访问、应用程序权限管理和补丁管理。

智能制造系统具有安全的设备和网络，可以在新威胁出现时轻松可靠地修补和更新。智能设备可以自动下载批准的补丁，将它们应用到离线(虚拟机)环境中，测试它们的运行以确保它们不会破坏任何东西，然后在批准后，将它们应用到生产环境中。智能制造系统能够管理数以万计的可升级智能设备，且人工干预最少(参见图6)。

智能制造是一种能力的融合，需要支持:

• 通过与ERP和系统的信息集成，实现智能OTC管理
• 智能PLM通过集成产品制造指令和快速自动适应产品变化的能力
• 通过信息集成与供应链管理系统的智能供应链管理
• 智能资产管理，使用可以快速自动更改的设备来处理新产品和后期定制
• 智能安全管理使用智能资产，可以自动和安全地保持安全状态。

智能制造结合了上述所有功能，提供了一个灵活和自适应的制造环境，包括与生产、质量、实物库存管理和维护相关的所有运营活动。

丹尼斯Brandl他是BR&L咨询公司的总裁。由CFE Media副内容经理艾米丽·冈瑟编辑，控制工程，eguenther@cfemedia.com．

更多的建议

关键概念

• 智能制造是许多业务流程的聚合。
• 传统制造业正在向智能制造转型。
• 智能制造提高效率，减少停机时间。
• 智能制造是一个有利于行业的趋势。

考虑一下这个

什么如果所有设施都采用智能制造，对行业意味着什么?

在线额外

-相关报道链接如下。

您是否具有本内容中提到的主题的经验和专业知识?你应该考虑为我们的CFE媒体编辑团队做出贡献，并获得你和你的公司应得的认可。点击在这里开始这个过程。