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本文对近年来智能制造理论研究现状进行综述,在研究日本智能制造系统、德国工业4.0革命的内容和机遇后,对智能制造及其在水泥工业中的应用现状和未来发展趋势进行了系统分析,并阐述了南方水泥有限公司(以下简称“南方水泥”)进行智能制造转型升级的背景。 首先从南方水泥目前面临的问题入手,分析南方水泥的外部环境,说明制造业在外部环境存在的问题、机遇以及如何应对的策略。针对南方水泥内部的组织结构分析,并采用SWOT方法对公司整体的运营进行了分析,指出南方水泥智能制造的战略方向。 然后,对南方水泥智能工厂建设项目发展现状、特征及问题进行归纳分析:南方水泥智能工厂分四个阶段进行智能工厂的建设,第一阶段为标准化建设阶段,第二阶段为信息化建设阶段,第三阶段为数字化建设阶段,第四阶段始为智能工厂建设阶段。 南方水泥智能工厂架构分为硬件架构与软件架构。数据库结构采用分散增强型数据库结构。整体网络结构采用三层架构设计:分厂层、总部层、集团层。分厂网络结构按数据来源及数据流转应用类型划分为三层,生产控制层、数据接入层、数据汇总应用层。 系统软件也进行分层设计,分为集团总部、区域公司、成员企业三个层级。这种结构的数据系统,具备横向数据集中、纵向数据交换量少、系统安全性高等特点。 本文还着重介绍了南方水泥智能工厂的技术路线图、15个子模块的功能、关键技术。 技术路线图包括水泥企业/区域公司信息化和智能化系统顶层架构设计及试点企业生产信息化管理系统建设。 15个子系统功能涵盖实现原料配备、窑炉控制和熟料粉磨的全系统智能优化,并在工业窑炉、投料装车等危险、重复作业环节应用机器人智能操作。开展具有采购、生产、仓储、销售、运输、质量管理、能源管理和财务管理等功能的商业智能系统应用。 关键技术包括无线局域网建设、ESB服务总线技术、工业通讯协议融合开发技术、压缩数据存储技术、基于管控一体化基础上的优化控制技术最后,对南方水泥下一阶段的发展趋势做出研判,提出进行南方水泥智能工厂建设的思考与建议。 作为南方水泥智能工厂的项目规划者,作者有幸参与和见证了我国水泥工业智能工厂建设的探索和建立,也希望此文能为中国水泥的智能制造革命起到抛砖引玉。 课题研究包含的基本课题研究方法主要有:⑴观察法⑵调查法⑶文献法⑷案例研究法等。