智能制造基本概念解讀

1、1 / 6能制造基本概念解讀德國工業(yè) 4.0、美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和中國制造2025 這三大國家戰(zhàn)略雖在表述上不一樣， 但本質(zhì)上異曲同工，核心都是智能制造。 2017 年用友網(wǎng)絡(luò)股份 XX-制造事業(yè)部也正式更 名為“智能制造事業(yè)部”，以響應國家號召推動智能制造的發(fā)展。但是，智能制造尚處于 不斷發(fā)展過程中，社會各界的認識和理解各有不同。目前國際和國內(nèi)還沒有關(guān)于智能制造 的準確定義。在用友公司內(nèi)部也沒有明確的關(guān)于智能制造的定義。為此本人查閱了相關(guān)資 料，并將學習過程中的摘錄與筆記整理成本文，以供大家進行概念普與。由于時間緊迫、 資料有限，錯誤與疏漏難免，望大家積極反饋(hhpyonyou.)，以便與時修

2、正。概念2015 年 5 月 8 日，國務(wù)院印發(fā)關(guān)于中國制造 2025的通知。通知中明確提出要大 力推進智能制造，以帶動各個產(chǎn)業(yè)數(shù)字化水平和智能化水平，加速培育我國新的經(jīng)濟增長 動力，搶占新一輪產(chǎn)業(yè)競爭制高點。通知中明確了五大工程來推動中國制造 2025 的落地， 智能制造工程為五大工程中的其中一個。為了進一步落實中國制造 2025,2016 年 12 月 8 日，工業(yè)和信息化部、財政部聯(lián)合制 定了智能制造發(fā)展規(guī)劃(2016-2020 年)。智能制造發(fā)展規(guī)劃(2016-2020 年)對智能制造給出了較為明確的定義。 智能制 造是基于新一代信息通信技術(shù)與先進制造技術(shù)深度融合，貫穿于設(shè)計、生產(chǎn)、管

3、理、服務(wù) 等制造活動的各個環(huán)節(jié)，具有自感知、自學習、自決策、自執(zhí)行、自適應等功能的新型生 產(chǎn)方式。推動智能制造，能夠有效縮短產(chǎn)品研制周期、提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、降低運 營成本和資源能源消耗，并促進基于互聯(lián)網(wǎng)的眾創(chuàng)、眾包、眾籌等新業(yè)態(tài)、新模式的孕育 發(fā)展。智能制造具有以智能工廠為載體，以關(guān)鍵制造環(huán)節(jié)智能化為核心，以端到端數(shù)據(jù)流 為基礎(chǔ)、以網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)為支撐等特征，這實際上指出了智能制造的核心技術(shù)、管理要求、主 要功能和經(jīng)濟目標，體現(xiàn)了智能制造對于我國工業(yè)轉(zhuǎn)型升級和國民經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的重要作 2.智能制造的發(fā)展目標智能制造發(fā)展規(guī)劃(2016-2020 年)明確了智能制造的發(fā)展目標。2025 年前，推進

4、智能制造發(fā)展實施“兩步走”戰(zhàn)略：第一步，到2020 年，智能制造 發(fā)展基礎(chǔ)和支撐能力明顯增強，傳統(tǒng)制造業(yè)重點領(lǐng)域基本實現(xiàn)數(shù)字化制造，有條件、有基 礎(chǔ)的重點產(chǎn)業(yè)智能轉(zhuǎn)型取得明顯進展；第二步，到 2025 年，智能制造支撐體系基本建立，重點產(chǎn)業(yè)初步實現(xiàn)智能轉(zhuǎn)型。由于我國制造業(yè)發(fā)展水平參差不齊，有的處于 2.0 階段，有的處于 3.0 階段，有的在 o方 面“補課”，又要在綠色制造、智能升級方面“加課”。對于制造企業(yè)而言，應著手于完 成傳統(tǒng)生產(chǎn)裝備網(wǎng)絡(luò)化和智能化的升級改造，以與生產(chǎn)制造工藝數(shù)字化和生產(chǎn)過程信息化2 / 6的升級改造。對于裝備供應商和系統(tǒng)集成商，應加快實現(xiàn)安全可控的智能裝備與工業(yè)軟件

5、的開發(fā)和應用，以與提供智能制造頂層設(shè)計與全系統(tǒng)集成服務(wù)。鑒于此 2020 年前，我們 推進傳統(tǒng)制造業(yè)重點領(lǐng)域基本實現(xiàn)數(shù)字化制造； 在有條件、有基礎(chǔ)的重點產(chǎn)業(yè)，建立智能轉(zhuǎn)型的試點示 X 企業(yè)。3.智能制造系統(tǒng)架構(gòu)為落實國務(wù)院中國制造 2025的戰(zhàn)略部署，加快推進智能制造發(fā)展，發(fā)揮標準的 規(guī) X 和引領(lǐng)作用，指導智能制造標準化工作的開展，工業(yè)和信息化部、國家標準化管理委 員會共同組織制定了國家智能制造標準體系建設(shè)指南(2015 年版)。該標準于 2015 年 12 月 29 日正式發(fā)布。該標準對智能制造系統(tǒng)架構(gòu)給出了一個認知度較高的模型。智能制造系統(tǒng)架構(gòu)通過生命周期、系統(tǒng)層級和智能功能三個維度構(gòu)建

6、完成，主要解決智能制造標準體系結(jié)構(gòu)和框架的建模研究。如圖 1 所示。圖 1 智能制造系統(tǒng)架構(gòu)生命周期是由設(shè)計、生產(chǎn)、物流、銷售、服務(wù)等一系列相互聯(lián)系的價值創(chuàng)造活動組成 的鏈式集合。生命周期中各項活動相互關(guān)聯(lián)、相互影響。不同行業(yè)的生命周期構(gòu)成不盡一 3 / 6系統(tǒng)層級自下而上共五層，分別為設(shè)備層、控制層、車間層、企業(yè)層和協(xié)同層。智能 制造的系統(tǒng)層級體現(xiàn)了裝備的智能化和互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議( IP)化，以與網(wǎng)絡(luò)的扁平化趨勢。具 (1)設(shè)備層級包括傳感器、儀器儀表、條碼、射頻識別、機器、機械和裝置等，是企業(yè) 進行生產(chǎn)活動的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)；(2)控制層級包括可編程邏輯控制器( PLC)、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)(

7、SCADA)、 分布式控制系統(tǒng)(DCS)和現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)等；(3)車間層級實現(xiàn)面向工廠/車間的生產(chǎn)管理，包括制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)等；(4)企業(yè)層級實現(xiàn)面向企業(yè)的經(jīng)營管理，包括企業(yè)資源計劃系統(tǒng)(ERP)、產(chǎn)品生命周 期管理(PLM)、供應鏈管理系統(tǒng)(SCM)和客戶關(guān)系管理系統(tǒng)(CRM)等；(5)協(xié)同層級由產(chǎn)業(yè)鏈上不同企業(yè)通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)共享信息實現(xiàn)協(xié)同研發(fā)、智能生產(chǎn)、精 準物流和智能服務(wù)等。3.3. 智能功能智能功能包括資源要素、系統(tǒng)集成、互聯(lián)互通、信息融合和新興業(yè)態(tài)等五層。(1)資源要素包括設(shè)計施工圖紙、產(chǎn)品工藝文件、原材料、制造設(shè)備、生產(chǎn)車間和工廠 等物理實體，也包括電力、燃氣等能

8、源。此外，人員也可視為資源的一個組成部分。(2)系統(tǒng)集成是指通過二維碼、射頻識別、軟件等信息技術(shù)集成原材料、零部件、能源、 設(shè)備等各種制造資源。由小到大實現(xiàn)從智能裝備到智能生產(chǎn)單元、智能生產(chǎn)線、數(shù)字化車 間、智能工廠，乃至智能制造系統(tǒng)的集成。(3)互聯(lián)互通是指通過有線、無線等通信技術(shù),實現(xiàn)機器之間、機器與控制系統(tǒng)之間、企 業(yè)之間的互聯(lián)互通。(4)信息融合是指在系統(tǒng)集成和通信的基礎(chǔ)上，利用云計算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)， 在保障信息安全的前提下，實現(xiàn)信息協(xié)同共享。(5)新興業(yè)態(tài)包括個性化定制、遠程運維和工業(yè)云等服務(wù)型制造模式。4 / 63.4. 示例解析-互聯(lián)互通圖 2 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在智能制造系統(tǒng)

9、架構(gòu)中的位置工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)位于智能制造系統(tǒng)架構(gòu)生命周期的所有環(huán)節(jié)、系統(tǒng)層級的設(shè)備、控制、工 廠、企業(yè)和協(xié)同五個層級，以與智能功能的互聯(lián)互通。4. 智能制造試點示 X為深入貫徹落實中國制造 2025，加快實施智能制造工程。工業(yè)和信息化部于 2015 年 4 月制定“智能制造試點示 X2015 專項行動實施方案”，并確定首批 46 家智能 以智能工廠為代表的流程制造試點示 X； 以數(shù)字化車間為代表的離散制造試點示 X； 以信息技術(shù)深度嵌入為代表的智能裝備和產(chǎn)品試點示 X； 以個性化定制、網(wǎng)絡(luò)協(xié)同開發(fā)、電子商務(wù)為代表的智能制造新業(yè)態(tài)新模式試點示X； 以物流信息化、能源管理智慧化為代表的智能化管理試點示

10、X； 以在線監(jiān)測、遠程診斷與云服務(wù)為代表的智能服務(wù)試點示 X；2016 年 4 月，再次制定“智能制造試點示 X2016 專項行動實施方案”，并確定 63 離散型智能制造試點示 X5 / 6 流程型智能制造試點示 X 網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造試點示 X 大規(guī)模個性化定制試點示 X 遠程運維服務(wù)試點示 X通過 2 兩年試點示 X 企業(yè)實施效果匯總測算，各指標平均變化情況如下(簡稱兩提升、 三降低)： 運營成本降低 20%； 產(chǎn)品研發(fā)周期縮短 29%； 生產(chǎn)效率提高 25%； 產(chǎn)品不良率降低 20%； 能源利用率提高 7%；從試點企業(yè)統(tǒng)計情況看，國產(chǎn)軟件主要集中于經(jīng)營管理、物流倉儲與生產(chǎn)工藝結(jié)合比 較緊密的領(lǐng)

11、域，而 MES、PLM、三維設(shè)計、虛擬仿真、控制系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫等 軟件仍以國外為主。工業(yè)軟件的國產(chǎn)化仍然是需要大力支持和發(fā)展的方向。5.用友智能制造方案與推進策略經(jīng)過多年的實踐，用友已經(jīng)在化工、建材、軍工、裝備、消費品等行業(yè)培養(yǎng)了一大批 用友智能制造產(chǎn)品整體架構(gòu)如下。從生命周期維度看，用友提供設(shè)計(PLM 部分)、生產(chǎn)、物流、銷售、服務(wù)(部分) 從系統(tǒng)層級維度看，用友提供車間層( MES)、企業(yè)層( ERP 、 PLM 、 SCM、 CRM)、協(xié)同層(部分)的解決方案。在 MES 層面，用友細分流程制造、離散制造給出不同的細分解決方案與推進策略。 針對不同的細分行業(yè)，我們還針對性給出了行業(yè)細分解決方案。針對流程制造行業(yè)