有很多朋友問，智慧工廠是什么樣子的？智慧工廠是工業(yè)4.0的重要一極，是目前正在發(fā)力的和持續(xù)演進(jìn)的方向，給出一個(gè)全面而準(zhǔn)確的描述顯然是不科學(xué)，也是不可能的。
雖然有很多專家從不同角度給出一個(gè)描述，如“無人工廠”的提法（潘峰，國(guó)外柔性加工系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r、趨勢(shì)及無人工廠的實(shí)踐，1983）——用機(jī)換人，工廠不再需要人，裝備了高度智能化的設(shè)備及高度的自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)；又如“黑燈工廠”的提法（趙健凱，海爾:互聯(lián)無邊界，2015）——可以理解為是無人工廠的一個(gè)形象說法，全面自動(dòng)化的生產(chǎn)線，不再需要工作人員現(xiàn)場(chǎng)管理。我比較認(rèn)可“無憂工廠”（worry-free production）的提法（J Lee, Predictive Manufacturing System - Trends of Next-Generation Production Systems,2013）。無憂，通俗理解為不擔(dān)心、不焦慮。智慧工廠的無憂生產(chǎn)即是對(duì)工廠的生產(chǎn)過程不擔(dān)心、不焦慮。
事實(shí)上，焦慮是人們對(duì)未來不確定性的一種反應(yīng)。坐公共汽車時(shí)，我們通常有一種體驗(yàn)：總感覺自己要坐的那趟車的時(shí)間比其它車次的車等待時(shí)間都要長(zhǎng)。這其實(shí)是一種焦慮心理，是因?yàn)槲覀儾荒艽_定車輛什么時(shí)候會(huì)到達(dá)。換個(gè)地點(diǎn)來看，由于地鐵運(yùn)行穩(wěn)定，路線固定，車輛也安裝定位裝置，乘客都能夠通過站點(diǎn)的顯示屏明確知道下一趟車到達(dá)時(shí)間，是不是我們心里感覺從容多了？因此，對(duì)事物的不確定性是產(chǎn)生擔(dān)心與焦慮的一個(gè)重要原因。
數(shù)字化工廠實(shí)現(xiàn)了高度的自動(dòng)化，能夠按照設(shè)定的流程及加工程序進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，在沒有任何變化的情況下，其生產(chǎn)過程中的進(jìn)度、質(zhì)量、成本等要素都是可以預(yù)見的。但事實(shí)上各種變化是無處不在的，包括原料質(zhì)量的波動(dòng)性、機(jī)器的有效性、人員的差錯(cuò)等等。因此，只在自動(dòng)化上下功夫是可能實(shí)現(xiàn)所謂“無人工廠”的。但由于對(duì)變化及變化后果的不確定性，在高度自動(dòng)化的時(shí)代人們還會(huì)產(chǎn)生擔(dān)心與焦慮。因此有專家也指出，智慧工廠就是在現(xiàn)在數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)上，再將人們不可見的東西管理起來，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的可預(yù)見，從而“不焦慮”。比如以下幾個(gè)方面：
1、解決對(duì)生產(chǎn)執(zhí)行的焦慮
工廠需要對(duì)訂單交期給出準(zhǔn)確的回答，而事實(shí)上由于生產(chǎn)過程中各種擾動(dòng)存在，交貨期會(huì)隨之變化。對(duì)于生產(chǎn)調(diào)度人員，如果能夠提前知曉這類擾動(dòng)的產(chǎn)生，便可準(zhǔn)備好合適的預(yù)案來應(yīng)對(duì)。智慧工廠能夠采用大數(shù)據(jù)及生產(chǎn)系統(tǒng)模型，及時(shí)將生產(chǎn)情況進(jìn)行模擬，并與生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行對(duì)照，出現(xiàn)差異后及時(shí)反饋。
2、解決生產(chǎn)質(zhì)量的焦慮
雖然工廠采用了大量的傳感器和自動(dòng)檢測(cè)裝置，防止不合格品流出。但這種檢測(cè)是事后的，并沒有提前預(yù)知質(zhì)量的變化趨勢(shì)。因此質(zhì)量管理人員采用SPC等分析方法，提示質(zhì)量波動(dòng)的趨勢(shì)提前預(yù)警。也可以采用大數(shù)據(jù)分析方法，找到質(zhì)量波動(dòng)的關(guān)鍵生產(chǎn)參數(shù)，提前對(duì)相關(guān)參數(shù)展開跟蹤并預(yù)警。
3、解決設(shè)備狀態(tài)的焦慮
對(duì)于設(shè)備密集型的工廠來說，設(shè)備的故障會(huì)極大影響生產(chǎn)過程。而設(shè)備維護(hù)的核心目標(biāo)是提升設(shè)備的可用度，減少或消除設(shè)備的非計(jì)劃停機(jī)。但裝備的高復(fù)雜性和故障的隨機(jī)性阻礙了上述目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。智慧工廠采用大數(shù)據(jù)技術(shù)，采集裝備的狀態(tài)數(shù)據(jù)、工藝數(shù)據(jù)和維護(hù)數(shù)據(jù)，建立裝備的健康評(píng)價(jià)模型，預(yù)測(cè)裝備的故障和關(guān)鍵零部件的剩余壽命。
所以，智慧工廠可以從解決我們的“焦慮”開始，這是痛點(diǎn)，也是價(jià)值點(diǎn)。
總結(jié)：如何解決焦慮呢？其實(shí)只要問題明確，辦法總是比問題多。特別是智慧化技術(shù)，目前不少技術(shù)已經(jīng)比較成熟，在不同的工業(yè)領(lǐng)域都有應(yīng)用，如大數(shù)據(jù)、機(jī)器人、VR/AR、3D打印等等皆是如此。從技術(shù)的角度來看，錘子已經(jīng)做好了，就希望有釘子來敲了…