《智能制造業(yè)新模式新業(yè)態(tài)》 課件 第5、6章　大規(guī)模個(gè)性化定制、服務(wù)型制造及智能運(yùn)維服務(wù)

5.大規(guī)模個(gè)性化定制模式1內(nèi)涵及特點(diǎn)1.1歷史發(fā)展為客戶定制生產(chǎn)已經(jīng)成為廠家爭(zhēng)奪市場(chǎng)份額的重要和有效的手段。先進(jìn)制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，使得按照客戶的個(gè)性化需求進(jìn)行定制生產(chǎn)從理想轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)?？蛻艨梢栽诰W(wǎng)上選擇配置自己的個(gè)性化產(chǎn)品，而企業(yè)則可以通過產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和銷售資源等的重用來降低定制產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，有能力以接近大批量生產(chǎn)的價(jià)格向客戶提供個(gè)性化的定制產(chǎn)品。這就是大批量定制生產(chǎn)模式，逐漸成為21世紀(jì)制造業(yè)的主流生產(chǎn)模式。1970年，托夫勒（AlvinToffler）在其《FutureShock》（未來的沖擊）一書中提出了一種全新的生產(chǎn)方式的設(shè)想：以類似于標(biāo)準(zhǔn)化或大批量生產(chǎn)的成本和時(shí)間，提供滿足客戶特定需求的產(chǎn)品和服務(wù)。1內(nèi)涵及特點(diǎn)1.2特征（1）以客戶需求為導(dǎo)向（2）以先進(jìn)的信息技術(shù)與制造技術(shù)為支持（3）專業(yè)化的產(chǎn)品制造（4）以模塊化設(shè)計(jì)、部件標(biāo)準(zhǔn)化為基礎(chǔ)（5）以質(zhì)量為前提（6）以敏捷為標(biāo)志（7）以供應(yīng)鏈管理為手段1內(nèi)涵及特點(diǎn)1.3分類（1）Lampel和加拿大著名戰(zhàn)略理論家Mintzberg（1996）認(rèn)為，在完全定制與完全標(biāo)準(zhǔn)化之間存在一個(gè)戰(zhàn)略的連續(xù)集，并根據(jù)顧客參與設(shè)計(jì)的程度提出了大批量定制的五種類型，即完全標(biāo)準(zhǔn)化、部分標(biāo)準(zhǔn)化、定制標(biāo)準(zhǔn)化、剪裁定制化和完全定制化。①完全標(biāo)準(zhǔn)化，是指大量生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品。②部分標(biāo)準(zhǔn)化，是指為各細(xì)分市場(chǎng)提供不同的產(chǎn)品和服務(wù)，即多樣化生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品。③定制標(biāo)準(zhǔn)化，是指從選擇標(biāo)準(zhǔn)化的部件開始進(jìn)行定制。④剪裁定制化，是指從產(chǎn)品的制造階段開始定制。⑤完全定制化，是指從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段開始定制。（2）Ross（1996）按定制發(fā)生點(diǎn)的位置不同，將定制分為核心式定制、多樣化定制、生產(chǎn)后定制、零售式定制以及自適應(yīng)定制五種不同的定制類型。1內(nèi)涵及特點(diǎn)1.3分類①核心式定制，即顧客能夠修改核心部件。②多樣化定制，是指由品種多樣化推進(jìn)的定制。③生產(chǎn)后定制，是指產(chǎn)品生產(chǎn)后通過對(duì)服務(wù)的定制來實(shí)現(xiàn)定制。④零售式定制，是指在零售商處實(shí)現(xiàn)的定制。⑤自適應(yīng)定制，是指客戶根據(jù)自己的需要來進(jìn)行定制。（3）PineⅡ和Gilmore（1997）根據(jù)定制切入點(diǎn)的不同和客戶偏好的不同把大批量定制生產(chǎn)分為合作型定制、預(yù)測(cè)型定制、適應(yīng)性定制和裝飾性定制四大類。①合作型定制，是指定制企業(yè)通過與客戶交流和合作，幫助客戶澄清需要，準(zhǔn)確設(shè)計(jì)并且制造出能夠滿足客戶需要的個(gè)性化產(chǎn)品和服務(wù)，這是一種客戶參與的定制。1內(nèi)涵及特點(diǎn)1.3分類②預(yù)測(cè)型定制，是指企業(yè)在深入了解客戶的具體要求的基礎(chǔ)上，根據(jù)預(yù)測(cè)為客戶分別提供所需的個(gè)性化產(chǎn)品和服務(wù)，而客戶不參與定制過程，也不知道這些產(chǎn)品和服務(wù)是為他們定制的。③適應(yīng)性定制，是指企業(yè)為所有人提供標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品，但是在客戶使用它們的過程中，這些產(chǎn)品能夠自動(dòng)調(diào)整或客戶可以根據(jù)其特殊需要進(jìn)行適應(yīng)性修改和重新配置。④裝飾性定制，是指企業(yè)以不同的包裝把同樣的產(chǎn)品提供給不同的客戶。這種定制方式適用于客戶對(duì)產(chǎn)品本身并無什么特殊要求，但要求包裝符合其特定要求的情況。（4）客戶訂單分離點(diǎn)（customerorderdiscouplingpoint，CODP）概念，按CODP在生產(chǎn)過程中的位置不同，將生產(chǎn)方式分為按訂單銷售（或稱為庫(kù)存生產(chǎn)）、按訂單裝配、按訂單制造、提按訂單設(shè)計(jì)四類。1內(nèi)涵及特點(diǎn)1.3分類①按訂單銷售，是指在產(chǎn)品銷售階段，客戶根據(jù)個(gè)性化的要求選擇企業(yè)提供的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品或服務(wù)。②按訂單裝配，是將預(yù)測(cè)生產(chǎn)的庫(kù)存部件裝配成客戶需要的定制產(chǎn)品。其裝配和銷售活動(dòng)是由客戶訂貨驅(qū)動(dòng)的。③按訂單制造，是根據(jù)已有的部件模型，對(duì)部件進(jìn)行制造和裝配后向客戶提供定制產(chǎn)品。其采購(gòu)、部分部件制造、裝配和銷售是由客戶訂貨驅(qū)動(dòng)的。321④按訂單設(shè)計(jì)，是指必須重新設(shè)計(jì)某些部件才能滿足客戶訂單的需求，進(jìn)行制造和裝配后向客戶提供定制產(chǎn)品。其全部或部分產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、采購(gòu)、部件制造、裝配和分銷等都是由客戶訂單驅(qū)動(dòng)的45.2關(guān)鍵技術(shù)5.2.1客戶需求識(shí)別與分析技術(shù)客戶需求的特點(diǎn)在進(jìn)行客戶需求的識(shí)別分析處理前，首先需要了解大批量定制下客戶需求的特點(diǎn)，以便于更有針對(duì)性地實(shí)現(xiàn)客戶需求的獲取、識(shí)別、聚類等。（1）需求的模糊性。需求的模糊性也可以稱為不確定性，是指客戶對(duì)產(chǎn)品提出的定制需求有些是不明確、不具體的，例如，客戶對(duì)某些需求的表達(dá)采用略大于、稍微、較好、大約等具有模糊含義的詞語。（2）需求的動(dòng)態(tài)性。需求的動(dòng)態(tài)性是指客戶需求是變化的，表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：一方面，由于客戶需求貫穿于產(chǎn)品的全生命周期，同一客戶需求在產(chǎn)品生命周期的不同階段表現(xiàn)為不同的形式；另一方面，由于客戶在最初對(duì)產(chǎn)品提出定制要求時(shí)多是出于自身的愛好和習(xí)慣，缺乏對(duì)產(chǎn)品屬性、結(jié)構(gòu)或性能等客觀的了解，所提出的需求之間可能存在矛盾，或隨著產(chǎn)品設(shè)計(jì)的進(jìn)行某些需求與設(shè)計(jì)要求之間存在矛盾或不能同時(shí)滿足，這種情況下需要若干客戶需求進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷幕蛘{(diào)整。5.2.1客戶需求識(shí)別與分析技術(shù)客戶需求的特點(diǎn)（3）需求的多樣性?？蛻粜枨蟮亩鄻有允菍?shí)現(xiàn)大批量定制的基礎(chǔ)。從需求的覆蓋面來看，客戶對(duì)產(chǎn)品的定制要求有內(nèi)在的和外在的需要，有設(shè)計(jì)方面、制造方面、管理方面以及使用性能方面等；從需求的表現(xiàn)形式來看，客戶需求不僅有自然語言的描述形式，還有圖形、表格、符號(hào)等多種表現(xiàn)形式。（4）需求的優(yōu)先性。需求的優(yōu)先性是指客戶需求之間具有重要差異之分，即需求的重要度和滿意度是不相同的:有些客戶需求是必須滿足的(如一些基本的功能需求)，有些需求是盡量滿足的(如產(chǎn)品的一些性能指標(biāo)、技術(shù)參數(shù)等)，有些需求是期望滿足的(如客戶提出的心理上需要滿足的需求)。5.2.1客戶需求識(shí)別與分析技術(shù)客戶需求聚類目前關(guān)于聚類分析算法研究的論文很多，所有這些算法無怪乎基于數(shù)據(jù)類型、應(yīng)用領(lǐng)域。如果聚類分析被用來做描述或探查的工具，可以基于同樣的數(shù)據(jù)而嘗試使用不同的算法，以發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)可能揭示的結(jié)果。大體上，主要的聚類算法可以分為如下幾類：（1）劃分聚類。劃分聚類是給定一個(gè)n個(gè)對(duì)象或元組的數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建K個(gè)劃分的方法,最具代表性的是K-means算法。（2）層次聚類。層次聚類主要有創(chuàng)建一個(gè)層次的聚類和另外一些部分層次的聚類兩種聚類。常用的層次聚類方法有系統(tǒng)聚類方法、BIRCH、CURE方法等。（3）基于密度的聚類。此方法根據(jù)密度的概念對(duì)分類對(duì)象進(jìn)行聚類。只要鄰近區(qū)域的密度（對(duì)象或數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)目）超過某個(gè)閉值，就繼續(xù)聚類。常用的密度聚類方法有DBSCAN、OPTICS、DENCLU等算法。5.2.1客戶需求識(shí)別與分析技術(shù)客戶需求聚類（4）基于網(wǎng)格的聚類。網(wǎng)格聚類方法是將對(duì)象空間量化為有限數(shù)同的單元，形成一個(gè)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，所有的聚類都在這個(gè)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)上進(jìn)行。常用的刪格聚類方法有CLIQUE和STING。現(xiàn)在對(duì)客戶需求迸行聚類分析研究的方法有通過模糊最大樹聚類算法對(duì)屬性水平效用值進(jìn)行聚類以了解其分布。在獲取各屬性水平效用分布的基礎(chǔ)上，按照人們對(duì)概念產(chǎn)品屬性水平喜好度呈現(xiàn)出的規(guī)律，歸納出客戶對(duì)于屬性水平的需求喜好的分類，例如客戶對(duì)這類屬性水平的喜好是呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，還是呈現(xiàn)減少趨勢(shì)，抑或是隨機(jī)的。此外,R.J.Kuo等對(duì)市場(chǎng)細(xì)分的算法作了深入的研究，在基于傳統(tǒng)的二階聚類算法的基礎(chǔ)上，引入了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，提出了新的自組織特征映射和K平均算法相結(jié)合的二階聚類算法，從而較大地降低了分類誤差，提高了聚類分析的質(zhì)量。5.2.2模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)面向大批量定制的開發(fā)設(shè)計(jì)是建立在產(chǎn)品模塊化基礎(chǔ)上的。對(duì)大批量定制而言，產(chǎn)品的模塊化具有特別重要的意義。產(chǎn)品模塊化是標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化的結(jié)果，是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品資源重用的基礎(chǔ)，是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品配置設(shè)計(jì)和變型設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。5.2.3可重構(gòu)制造系統(tǒng)制造企業(yè)要想保持競(jìng)爭(zhēng)力和盈利能力，就需要具有高度的市場(chǎng)敏感性，能夠快速應(yīng)對(duì)制造需求及市場(chǎng)的變化，及時(shí)推出滿足客戶需求的產(chǎn)品?？芍貥?gòu)制造系統(tǒng)（ReconfigurableManufacturingSystem,RMS）因其高度的可重構(gòu)性和響應(yīng)性而引起了企業(yè)界的關(guān)注。RMS可以通過重構(gòu)制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、硬件和軟件快速改變制造系統(tǒng)的功能以應(yīng)對(duì)市場(chǎng)波動(dòng)、技術(shù)創(chuàng)新和政策變化的影響。這種重構(gòu)是可能的，這歸因于RMS的兩種可重構(gòu)能力（功能重構(gòu)和生產(chǎn)能力重構(gòu)）和兩種可重構(gòu)層級(jí)（系統(tǒng)級(jí)重構(gòu)和設(shè)備級(jí)重構(gòu)）。而其可重構(gòu)特性和能力又取決于制造系統(tǒng)是否具有一個(gè)良好的設(shè)備布局。一個(gè)好的布局能夠大幅度地降低系統(tǒng)重構(gòu)的成本，縮短重構(gòu)的時(shí)間，同時(shí)提高產(chǎn)品的質(zhì)量。能否設(shè)計(jì)出一個(gè)較優(yōu)的布局直接影響著企業(yè)是否能快速響應(yīng)市場(chǎng)需求的變化并及時(shí)推出符合客戶需求的新產(chǎn)品，同時(shí)也直接影響著企業(yè)能否在競(jìng)爭(zhēng)中保持優(yōu)勢(shì)。因此，RMS的布局設(shè)計(jì)研究對(duì)于整個(gè)制造系統(tǒng)的初期設(shè)計(jì)、后期重構(gòu)以及企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)都具有重要的意義。5.2.3可重構(gòu)制造系統(tǒng)RMS定義可重構(gòu)制造系統(tǒng)是一種新型的制造系統(tǒng)，隨著研究的不斷的深入，這一概念越來越清晰。1999年，密歇根大學(xué)的Koren教授等人提出RMS是一種面向零件族生產(chǎn)，可以通過重構(gòu)制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、硬件和軟件快速改變制造系統(tǒng)的功能及產(chǎn)能以快速響應(yīng)生產(chǎn)需求變化的新型制造系統(tǒng)。強(qiáng)調(diào)重構(gòu)是發(fā)生在可重構(gòu)機(jī)床(ReconfigurableMachineTool,RMT)設(shè)備級(jí)的基礎(chǔ)上。2000年，清華大學(xué)的羅振璧教授等人在Koren教授的定義基礎(chǔ)上進(jìn)行修改，將重構(gòu)層次由設(shè)備級(jí)擴(kuò)展到系統(tǒng)級(jí)，提出了RMS是一種能夠按照市場(chǎng)需求的變化和系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的方法，通過模塊重組和更新系統(tǒng)組態(tài)或子系統(tǒng)的方式快速調(diào)整制造過程、系統(tǒng)生產(chǎn)功能和系統(tǒng)生產(chǎn)能力的可變制造系統(tǒng)，可降低重構(gòu)成本、縮短系統(tǒng)研發(fā)周期和斜升時(shí)間、提高產(chǎn)品質(zhì)量和投資效益。5.2.3可重構(gòu)制造系統(tǒng)RMS核心特性（3）可擴(kuò)展性(Scalability)：能夠通過增加或減少制造資源(如模塊組件或設(shè)備)和改變系統(tǒng)的組件來輕松地改變制造系統(tǒng)生產(chǎn)能力。01（4）模塊化(Modularity)：對(duì)主要部件進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)（如結(jié)構(gòu)元件、控制、軸、軟件和工具）。除此之外，根據(jù)操作功能進(jìn)行單元?jiǎng)澐郑瑢?duì)系統(tǒng)進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)最佳配置。02（5）可集成性(Integrability)：組件間接口標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，能通過一組機(jī)械、信息和控制接口快速、精確地集成模塊，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備和制造系統(tǒng)的快速集成和通訊。03（6）可診斷性(Diagnosability)：能夠自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)，以檢測(cè)和診斷輸出產(chǎn)品缺陷的根本原因，并快速糾正加工缺陷，實(shí)現(xiàn)自診斷，自決策。045.2.3可重構(gòu)制造系統(tǒng)系統(tǒng)層重構(gòu)——可重構(gòu)制造系統(tǒng)（CMS）圖5-26臺(tái)機(jī)床組成的部分設(shè)備布局圖5.2.4智能成組技術(shù)成組技術(shù)的起源在世紀(jì)初,以美國(guó)福特汽車公司為代表的大批量生產(chǎn)方式取代了傳統(tǒng)的單件生產(chǎn)方式,極大地提高了社會(huì)生產(chǎn)力水平,使人類社會(huì)從規(guī)模經(jīng)濟(jì)中獲得極大的好處,社會(huì)產(chǎn)品產(chǎn)出空前繁榮。進(jìn)入世紀(jì)中葉以后,技術(shù)的迅速進(jìn)步、產(chǎn)品生命周期的縮短、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈和人們需求的多樣化導(dǎo)致多品種小批量的生產(chǎn)企業(yè)的比例日益增多,大量生產(chǎn)日益難以滿足用戶的多樣性的個(gè)性化需求。為了提高多品種小批量的生產(chǎn)企業(yè)的效益,人們提出了多種方法,成組技術(shù)是其中的一種重要方法。成組技術(shù)發(fā)源于成組工藝,為了降低制造的復(fù)雜性,人們發(fā)現(xiàn)在不同的產(chǎn)品中存在大量的相似件,將各種不同類型的產(chǎn)品的相似件歸類成組,這些成組的相似件可以采用與這一成組零件族相對(duì)應(yīng)的一組加工設(shè)備集中加工,稱之為成組單元,并采用成組夾具等先進(jìn)技術(shù),可以有效的減少產(chǎn)品類別,從而降低制造的成本和周期。5.2.5創(chuàng)成式設(shè)計(jì)什么是創(chuàng)成式設(shè)計(jì)？“創(chuàng)成式設(shè)計(jì)”是英文GenerativeDesing翻譯過來的一種對(duì)設(shè)計(jì)系統(tǒng)和方法的描述，也常譯作“生成式設(shè)計(jì)”或“衍生式設(shè)計(jì)”。對(duì)于緣起于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、算法輔助設(shè)計(jì)(Algorithms-AidedDesign)和參數(shù)化設(shè)計(jì)(ParametricDesign)等的創(chuàng)成式設(shè)計(jì)，其基本內(nèi)涵是指構(gòu)建于數(shù)字化制造條件下的、基于協(xié)議與規(guī)則的、用戶深度參與對(duì)象生成過程的設(shè)計(jì)途徑及其方式，可通俗地理解為一種通過設(shè)計(jì)軟件中的算法自動(dòng)生成設(shè)計(jì)目標(biāo)物的方法。近年來，隨著數(shù)字科技及其關(guān)聯(lián)衍生技術(shù)的迅疾發(fā)展，特別是人工智能(AI)、虛擬仿真(VirtualReality)、3D打印等新興科技對(duì)設(shè)計(jì)理論及其實(shí)踐的持續(xù)介入與深度融合，創(chuàng)成式設(shè)計(jì)已遠(yuǎn)非先前計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)或參數(shù)化設(shè)計(jì)等概念和能力的認(rèn)知所及，有了質(zhì)的提升和飛躍，并漸趨嬗變、發(fā)展為一種全新的設(shè)計(jì)樣態(tài)與范式。2.5創(chuàng)成式設(shè)計(jì)創(chuàng)成式設(shè)計(jì)的過程傳統(tǒng)設(shè)計(jì)是“設(shè)計(jì)師的創(chuàng)意靈感＋一臺(tái)計(jì)算機(jī)渲染＝圖紙中的設(shè)計(jì)方案”，而創(chuàng)成式設(shè)計(jì)則是計(jì)算機(jī)和設(shè)計(jì)師的“深度合作與共同創(chuàng)造”，即人機(jī)共作，可理解、表現(xiàn)為“數(shù)據(jù)錄入+規(guī)則算法+智能交互+云計(jì)算能力=數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)以千計(jì)的設(shè)計(jì)方案”。在創(chuàng)成式設(shè)計(jì)的新樣態(tài)與范式下，設(shè)計(jì)師通常只需要描述一種訴求、提出一個(gè)問題或設(shè)定一項(xiàng)目標(biāo)，相應(yīng)的創(chuàng)成設(shè)計(jì)軟件便會(huì)憑據(jù)特定的“規(guī)則算法”，“自主、自行”地進(jìn)行“無人化”的設(shè)計(jì)及其生成工作；而設(shè)計(jì)師的工作則是通過人機(jī)界面、云計(jì)算等途徑和手段，對(duì)大量生成的設(shè)計(jì)結(jié)果予以實(shí)時(shí)的修訂、調(diào)整，并以迭代循環(huán)的方式篩選出最為優(yōu)化、有效的方案，供設(shè)計(jì)者或相關(guān)方予以最后的決策，直至獲得最終的設(shè)計(jì)解決方案（見圖5-3）。對(duì)于創(chuàng)成式設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)軟件、機(jī)器學(xué)習(xí)、云計(jì)算和相關(guān)的生成制造技術(shù)等成為設(shè)計(jì)師密不可分的合作伙伴與至關(guān)重要的條件要素，其核心在于設(shè)計(jì)探索、交互創(chuàng)新和高級(jí)計(jì)算。5.3各環(huán)節(jié)的大規(guī)模個(gè)性化定制5.3.1面向大規(guī)模個(gè)性化定制的設(shè)計(jì)面向大規(guī)模個(gè)性化定制的設(shè)計(jì)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模定制的核心和源頭。面向大規(guī)模個(gè)性化定制的設(shè)計(jì)技術(shù)充分考慮到零部件以及工藝過程、工藝裝備的可重用性，盡可能減少零部件以及工藝過程、工藝裝備的種類。大規(guī)模定制對(duì)設(shè)計(jì)技術(shù)的主要要求是：面向整個(gè)產(chǎn)品族，而不僅僅是面向單個(gè)產(chǎn)品；面向產(chǎn)品全生命周期，而不僅僅是產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)過程。總之，面向大規(guī)模定制的開發(fā)設(shè)計(jì)技術(shù)緊緊圍繞一個(gè)核心問題，即盡可能減少產(chǎn)品的內(nèi)部多樣化，增加產(chǎn)品的外部多樣化。面向大規(guī)模個(gè)性化定制的設(shè)計(jì)技術(shù)十分強(qiáng)調(diào)基于相似性的“簡(jiǎn)化”和“重用”。此處的“簡(jiǎn)化”和“重用”既是目的，又是手段，具有十分豐富的內(nèi)涵，其包括產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化、生產(chǎn)過程的簡(jiǎn)化和組織機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)化等一系列內(nèi)容。面向大規(guī)模個(gè)性化定制的設(shè)計(jì)技術(shù)賦予產(chǎn)品零部件及其工藝過程和工藝裝備以更高的相似性，從而為在后繼生產(chǎn)活動(dòng)中重用這些相似性奠定了良好的基礎(chǔ)。因此，為獲得全面實(shí)施大規(guī)模定制的綜合經(jīng)濟(jì)效益，首先應(yīng)該在設(shè)計(jì)階段應(yīng)用大規(guī)模定制的原理。5.3.1面向大規(guī)模個(gè)性化定制的設(shè)計(jì)產(chǎn)品配置設(shè)計(jì)方法客戶訂單是產(chǎn)品配置的源頭，為了實(shí)現(xiàn)大批量定制的生產(chǎn)方式，企業(yè)對(duì)一段時(shí)間內(nèi)獲取的大批量訂單進(jìn)行集中分析，并應(yīng)用聚類知識(shí)將需求相似的訂單聚為一類，形成聚類訂單。為了將需求轉(zhuǎn)化成配置模型，此時(shí)，需要將類訂單中的需求向產(chǎn)品族結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行映射，以找到適合需求的功能模塊以及零部件，最后通過匹配規(guī)則將模塊和零部件進(jìn)行組裝，形成滿足客戶需求的產(chǎn)品配置模型結(jié)構(gòu)。5.3.2面向大規(guī)模個(gè)性化定制的營(yíng)銷管理信息化是定制營(yíng)銷的基礎(chǔ)企業(yè)信息化是指企業(yè)在科研、生產(chǎn)、營(yíng)銷和辦公等方面廣泛利用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，構(gòu)筑企業(yè)的數(shù)字神經(jīng)系統(tǒng)，全方位改造企業(yè)，以降低成本和費(fèi)用，增加產(chǎn)量與銷售，提高企業(yè)的市場(chǎng)反應(yīng)速度，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。5.3.3面向大規(guī)模個(gè)性化定制的生產(chǎn)管理面向大規(guī)模個(gè)性化定制的生產(chǎn)管理的特點(diǎn)大批量定制是一種以客戶為中心的制造，要求企業(yè)能夠迅速地響應(yīng)客戶的個(gè)性化需求，及時(shí)將產(chǎn)品交給客戶，有效地管理產(chǎn)品的品種變化，所有這些工作都是在一個(gè)敏捷的集成組織中完成的。大批量定制面對(duì)的是海量的數(shù)據(jù)。大批量定制企業(yè)的產(chǎn)品品種多，所涉及的客戶和供應(yīng)商的數(shù)目巨大，海量的數(shù)據(jù)對(duì)生產(chǎn)管理提出了新的要求。5.3.4面向大規(guī)模個(gè)性化定制的供應(yīng)鏈管理由于產(chǎn)品之間的技術(shù)差別越來越小，企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的重點(diǎn)已經(jīng)由產(chǎn)品本身轉(zhuǎn)移到了與其相關(guān)的外部服務(wù)上。一個(gè)公司如果能夠在更短的時(shí)間為客戶提供更豐富的服務(wù)而成本又不高于同行業(yè)其它競(jìng)爭(zhēng)者，那么它就一定能立于不敗之地。在這樣的環(huán)境下，密切供應(yīng)鏈中各成員間的關(guān)系將極大地增強(qiáng)合作者的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。5.4案例&實(shí)踐項(xiàng)目5.4.1家電行業(yè)在我國(guó)，家用電器行業(yè)屬于日用消費(fèi)品傳統(tǒng)行業(yè)，存在競(jìng)爭(zhēng)激烈、市場(chǎng)化程度較高等特點(diǎn)。在經(jīng)歷價(jià)格、廣告與品牌等不同形式競(jìng)爭(zhēng)后，空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)等主要家用電器產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)集中度達(dá)到了70%以上，家電企業(yè)的家電產(chǎn)品在性能、技術(shù)等方面已經(jīng)比較成熟。企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)逐漸從產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)轉(zhuǎn)向服務(wù)競(jìng)爭(zhēng)，家電產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)格局也在發(fā)生變化。為滿足消費(fèi)者需求，家電企業(yè)嘗試由“大規(guī)模生產(chǎn)”向“定制化生產(chǎn)”轉(zhuǎn)型，家用電器行業(yè)“個(gè)性化定制”日益發(fā)展。目前，理論界從產(chǎn)品營(yíng)銷、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、需求交互、產(chǎn)品制造、供應(yīng)鏈管理等不同角度對(duì)“個(gè)性化定制”新模式進(jìn)行了深入的探討與研究，取得了一定的理論成果。在家電企業(yè)中，僅有少數(shù)龍頭企業(yè)，搭建了需求交互平臺(tái)，完成了生產(chǎn)線的數(shù)字化改造，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)級(jí)的多系統(tǒng)集成，并實(shí)踐了多品種小批量的家電產(chǎn)品的定制生產(chǎn)，但是對(duì)于大多數(shù)中小型家電企業(yè)來說，還不具備生產(chǎn)定制產(chǎn)品的能力和條件。5.4.1家電行業(yè)系統(tǒng)型定制模式系統(tǒng)型家電產(chǎn)品本身就具有個(gè)性化定制屬性，例如：空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、新風(fēng)系統(tǒng)、智能家電系統(tǒng)等都屬于此類模式的定制。本文以國(guó)內(nèi)某品牌電器全屋電采暖個(gè)性化定制產(chǎn)品為例，闡述系統(tǒng)型家電產(chǎn)品的定制過程。該品牌推出的全屋電采暖系統(tǒng)特點(diǎn)主要有：制熱效率不受環(huán)境溫度影響，極端天氣下仍可正常運(yùn)行，長(zhǎng)效穩(wěn)定；系統(tǒng)調(diào)節(jié)響應(yīng)速度快，可滿足各種復(fù)雜的采暖需求，使用靈活；能夠?qū)崿F(xiàn)以不同用戶對(duì)象和時(shí)間跨度為計(jì)量條件的能耗統(tǒng)計(jì)，準(zhǔn)確計(jì)量；散熱終端與溫控系統(tǒng)無線連接，智能溫控設(shè)備感應(yīng)室內(nèi)真實(shí)溫度，同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)過APP，遠(yuǎn)程控制室內(nèi)散熱終端，智能高效。通過此類產(chǎn)品，企業(yè)可以針對(duì)每個(gè)家庭不同的戶型和個(gè)性化采暖需求，定制專屬采暖方案，最精準(zhǔn)的滿足用戶對(duì)采暖系統(tǒng)的需求。5.4.1家電行業(yè)模塊化定制模式模塊化定制模式，是指廠家向消費(fèi)者提供可選擇的定制方案，在交互平臺(tái)上，消費(fèi)者根據(jù)需求選配適用的機(jī)型，并確認(rèn)下單，廠家根據(jù)實(shí)時(shí)接收到的訂單及約定，進(jìn)行定制生產(chǎn)。以某品牌的“初見青春”系列定制洗衣機(jī)為例，闡述此類定制的定制過程?；谀K化設(shè)計(jì)方法，廠家向消費(fèi)者提供了可選擇的定制方案，包括公斤段、功能整機(jī)顏色、門外觀、門顏色等選項(xiàng)，組合出上百種不同型號(hào)的洗衣機(jī)產(chǎn)品，如表2所示，并在該品牌官網(wǎng)上發(fā)布了這款洗衣機(jī)的定制入口，消費(fèi)者可以根據(jù)外觀、功能、價(jià)格等參數(shù)，選擇適用的定制產(chǎn)品。定制洗衣機(jī)，在一定程度上滿足了消費(fèi)者的個(gè)性化需求，是個(gè)性化定制家電產(chǎn)品的有效嘗試。從這一示例中也可以看出，如果企業(yè)能夠?qū)⒛K化選配方案進(jìn)一步細(xì)化，針對(duì)消費(fèi)者更關(guān)心的尺寸、功能等參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行模塊劃分和產(chǎn)品平臺(tái)搭建，則“有限”的定制就能夠在一定程度上滿足“無限”的消費(fèi)需求。5.4.1家電行業(yè)電商平臺(tái)定制模式除了家電制造企業(yè)外，很多電商平臺(tái)也在開展定制化生產(chǎn)。例如，阿里包下了美的、九陽、蘇泊爾等10個(gè)品牌的12條生產(chǎn)線，專為天貓?zhí)毓┬〖译?。阿里通過多年積累的消費(fèi)數(shù)據(jù)，從價(jià)格分布、關(guān)鍵屬性、流量、成交量、消費(fèi)者評(píng)價(jià)等維度建模，挖掘出功能賣點(diǎn)、主流價(jià)格段分布、消費(fèi)者需求、增值賣點(diǎn)來指導(dǎo)廠家生產(chǎn)線的研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、定價(jià)，定制消費(fèi)者最需要的產(chǎn)品。但是，電商平臺(tái)收集上來的數(shù)據(jù)跟實(shí)際需求之間有一定的偏差，如消費(fèi)者購(gòu)買行為的多樣性、從眾性和品選擇的盲從性，都會(huì)使實(shí)際需求產(chǎn)生變化。依據(jù)這些數(shù)據(jù)做出的產(chǎn)品會(huì)產(chǎn)生大量的大路貨、便宜貨，廠家為了獲得利潤(rùn)，也會(huì)將產(chǎn)品的配置做到極簡(jiǎn)，將成本壓至最低，從而變相損害了消費(fèi)者利益。對(duì)于此類定制，應(yīng)利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，對(duì)消費(fèi)群體和消費(fèi)需求進(jìn)行準(zhǔn)確的深入挖掘，從而幫助廠家對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、功能、外觀等進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)消費(fèi)需求的多樣化供給。5.4.1家電行業(yè)消費(fèi)群體定制模式消費(fèi)群體定制模式，是指家電市場(chǎng)上出現(xiàn)的為滿足消費(fèi)群體特定需求而定制的家電產(chǎn)品。這些產(chǎn)品將消費(fèi)群體的需求信息反映到生產(chǎn)鏈，使產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售的目標(biāo)更加明確、精準(zhǔn)，進(jìn)而使用戶成為主導(dǎo)新市場(chǎng)的核心。這類模式的主要特點(diǎn)是消費(fèi)者能夠與企業(yè)進(jìn)行聯(lián)合創(chuàng)造和協(xié)同設(shè)計(jì)，并從一開始就參與到創(chuàng)新的快速迭代、雙向創(chuàng)造和設(shè)計(jì)中。此類定制的本質(zhì)是對(duì)用戶的需求進(jìn)行了精細(xì)化劃分，其優(yōu)勢(shì)在于即能夠?qū)ΜF(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)，又能夠根據(jù)用戶需求，開展新產(chǎn)品的發(fā)明和創(chuàng)新，便于后期的大規(guī)模推廣。這類定制的技術(shù)難點(diǎn)在于，開發(fā)出的新型號(hào)產(chǎn)品往往具有獨(dú)創(chuàng)性，因此在質(zhì)量評(píng)價(jià)和關(guān)鍵性能指標(biāo)測(cè)試方面存在方法和標(biāo)準(zhǔn)缺失的問題。對(duì)此，需要企業(yè)建立完善的標(biāo)準(zhǔn)化體系，并積極參與標(biāo)準(zhǔn)化工作，積累標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試方法制定經(jīng)驗(yàn)，通過制定科學(xué)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，來快速滿足新型產(chǎn)品的質(zhì)量評(píng)價(jià)需求。5.4.1家電行業(yè)海爾集團(tuán)大規(guī)模個(gè)性化定制互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，用戶的需求日益?zhèn)€性化、多樣化，為了快速滿足用戶的需求，海爾從兩化融合、互聯(lián)工廠到智能制造、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，通過不斷實(shí)踐和升級(jí)，率先搭建了擁有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、全球首家引入用戶全流程參與體驗(yàn)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)—COSMOPlat，COSMOPlat的核心就是采用以用戶體驗(yàn)為中心的大規(guī)模定制模式（見圖5-8），為企業(yè)提供智能制造轉(zhuǎn)型升級(jí)的大規(guī)模定制整體解決方案，助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)由大規(guī)模制造向大規(guī)模定制轉(zhuǎn)型，最終構(gòu)建企業(yè)、用戶、資源共創(chuàng)共贏的新型生態(tài)體系。COSMOPlat大規(guī)模定制構(gòu)建了開放共享的工業(yè)生態(tài)體系。這個(gè)生態(tài)體系的中心是在用戶端，用戶信息及訂單需求通過前端的海爾定制體驗(yàn)平臺(tái)等端口直接傳遞到工廠，生產(chǎn)線上的每一臺(tái)產(chǎn)品都是有用戶（客戶）信息的。在產(chǎn)品端，用戶與智能網(wǎng)器產(chǎn)品的交互使用過程，讓用戶的體驗(yàn)可以隨時(shí)反饋回企業(yè)全流程各節(jié)點(diǎn)，集成相應(yīng)的用戶操作大數(shù)據(jù)，5.4.2服裝行業(yè)酷特智能的大規(guī)模個(gè)性化定制案例青島酷特智能股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“酷特智能”）旗下有“酷特云藍(lán)”“紅領(lǐng)”等子品牌，公司創(chuàng)建于1995年，起初與傳統(tǒng)服裝制造行業(yè)一樣，批量生產(chǎn)單一款式版型的服裝。公司董事長(zhǎng)張代理敏銳感覺到未來行業(yè)的方向，早在2003年就開始研究互聯(lián)網(wǎng)+工業(yè)模式，并向定制化方向轉(zhuǎn)型。歷經(jīng)10余年努力，投入3億元以上做“大規(guī)模個(gè)性化定制”，運(yùn)用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、智能化的方式，建立了個(gè)性化、差異化、數(shù)字化的服裝全定制工業(yè)化流水線生產(chǎn)模式，提出個(gè)性化定制的全程解決方案。不僅通過數(shù)據(jù)建模實(shí)現(xiàn)“一人一版”，且在工藝上實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制，讓消費(fèi)者成為服裝設(shè)計(jì)師，同時(shí)在流水線上實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，無論來自哪個(gè)國(guó)家的訂單，從量體、定制、排程、生產(chǎn)到出廠，全過程交付時(shí)間只需要7個(gè)工作日，產(chǎn)量則提升至每天4000套。5.4.3汽車行業(yè)C2M是英文Customer-to-Manufactory（客戶對(duì)工廠）的縮寫，而其中文簡(jiǎn)稱為“客對(duì)廠”?！翱蛯?duì)廠”是一種新型的電子商務(wù)互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式，這種模式是基于社區(qū)SNS平臺(tái)以及B2C平臺(tái)模式上的一種新的電子商務(wù)模式。在汽車行業(yè)，“定制”早已不是什么新鮮事，為了體現(xiàn)個(gè)性化和奢華度，很多手工打造的豪華品牌如勞斯萊斯、賓利和邁巴赫，早就能根據(jù)客戶的需求來打造專屬的車型。此后，隨著消費(fèi)者的需求越來越多元化，一些時(shí)尚小型車也推出了諸多的定制個(gè)性化方案，包括出現(xiàn)在《私人定制》劇中的MINICOOPER品牌，也可為購(gòu)車者提供內(nèi)飾、顏色和時(shí)尚裝備的定制選擇。5.4.3汽車行業(yè)長(zhǎng)安汽車的大規(guī)模個(gè)性化定制重慶長(zhǎng)安汽車股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“長(zhǎng)安汽車”）是中國(guó)汽車四大集團(tuán)陣營(yíng)企業(yè)、中國(guó)品牌汽車領(lǐng)導(dǎo)者，擁有35年經(jīng)驗(yàn)積累，在全球有15個(gè)生產(chǎn)基地、35個(gè)整車及發(fā)動(dòng)機(jī)工廠。長(zhǎng)安汽車打造了世界一流的研發(fā)實(shí)力，連續(xù)5屆10年居中國(guó)汽車行業(yè)自主品牌銷量第一。在這種背景下，長(zhǎng)安汽車因市場(chǎng)和用戶的需求迅速采取行動(dòng)，于2015年5月21日啟動(dòng)了大規(guī)模個(gè)性化定制項(xiàng)目。對(duì)現(xiàn)有業(yè)務(wù)管理方式、操作流程等進(jìn)行了改革和轉(zhuǎn)變，對(duì)相關(guān)的IT系統(tǒng)進(jìn)行了新建或升級(jí)改造，除傳統(tǒng)銷售渠道外，新增電商網(wǎng)絡(luò)銷售渠道，成為行業(yè)內(nèi)首個(gè)天貓汽車旗艦店建設(shè)者，進(jìn)一步推進(jìn)與落地C2M（CustomertoManufacturer）模式，實(shí)現(xiàn)交付周期縮短10天。通過個(gè)性化定制的實(shí)施，不僅開拓了新型消費(fèi)市場(chǎng)，還有效降低了庫(kù)存，資金周轉(zhuǎn)期也隨之得到縮短。長(zhǎng)安汽車在2016年也在小型SUV領(lǐng)域邁出了個(gè)性化定制的步伐，用戶可通過長(zhǎng)安電商平臺(tái)選擇適合自己個(gè)性化要求的產(chǎn)品配置，而產(chǎn)品配置多達(dá)20多種個(gè)性化選配，為用戶提供了不同的購(gòu)車體驗(yàn)。謝謝服務(wù)型制造及智能運(yùn)維服務(wù)模式NewFormsandModels

ofIntelligentManufacturing目錄服務(wù)型制造的定義和特征01智能運(yùn)維02智能運(yùn)維關(guān)鍵技術(shù)03運(yùn)維平臺(tái)04案例&實(shí)踐項(xiàng)目0501服務(wù)型制造的定義與特征01服務(wù)型制造的定義與特征（1）以客戶對(duì)產(chǎn)品功能和體驗(yàn)需求為出發(fā)點(diǎn)（2）從產(chǎn)品主導(dǎo)思維向客戶主導(dǎo)思維的轉(zhuǎn)變（3）高附加值的“產(chǎn)品服務(wù)組合”的核心產(chǎn)出（4）以制造業(yè)為基礎(chǔ)，相互融合提升服務(wù)能力，強(qiáng)化制造技術(shù)核心特征服務(wù)型制造是制造業(yè)與服務(wù)業(yè)融合發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)形態(tài)，也是制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵方向。制造企業(yè)通過創(chuàng)新、優(yōu)化生產(chǎn)組織形式、運(yùn)營(yíng)管理方式以及商業(yè)發(fā)展模式，逐步提升服務(wù)在投入和產(chǎn)出中的比重。服務(wù)型制造的定義加工組裝產(chǎn)品銷售制造產(chǎn)品服務(wù)01服務(wù)型制造的定義與特征服務(wù)型制造的范疇分為兩個(gè)方面，一是核心要素，二是業(yè)務(wù)類型。核心要素包括產(chǎn)品服務(wù)組合、資源池、組織與流程三個(gè)關(guān)鍵部分。服務(wù)型制造的范疇01服務(wù)型制造的業(yè)務(wù)類型包括工業(yè)設(shè)計(jì)服務(wù)、定制化服務(wù)、供應(yīng)鏈管理、共享制造、檢驗(yàn)檢測(cè)認(rèn)證服務(wù)、全生命周期管理、總集成總承包、節(jié)能環(huán)保服務(wù)和其他創(chuàng)新模式等。服務(wù)型制造的范疇服務(wù)型制造的定義與特征02智能運(yùn)維6.2智能運(yùn)維事后維修是在設(shè)備故障后進(jìn)行修理的最早形式。該方式存在一定的時(shí)間延誤，因?yàn)樗皇欠乐乖O(shè)備出現(xiàn)問題，而是在問題出現(xiàn)后才采取措施。事后維修狀態(tài)維修旨在利用技術(shù)和管理手段對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行全面把握，以達(dá)到最佳維修效果。該維修方式?jīng)]有固定的維修間隔期，而是根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)由維修技術(shù)人員判斷，管理部門再確定設(shè)備的維修計(jì)劃。狀態(tài)維修預(yù)防維修在工業(yè)技術(shù)不斷進(jìn)步的情況下，僅僅依賴簡(jiǎn)單的事后維修模式難以確保設(shè)備的持續(xù)正常使用。此外，故障維修無法精確估計(jì)缺陷設(shè)備的修理時(shí)間長(zhǎng)度。預(yù)防維修預(yù)測(cè)性維修起源于狀態(tài)監(jiān)測(cè)，該監(jiān)測(cè)通過設(shè)備傳感器收集動(dòng)態(tài)特征，監(jiān)測(cè)機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)，并進(jìn)行判斷和預(yù)測(cè)可能的故障和磨損。故障診斷技術(shù)是預(yù)測(cè)性維修的重要組成部分，包括專家系統(tǒng)診斷、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷和人工智能等信息化方法，以及基于統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)模型的故障診斷方法。創(chuàng)新發(fā)展01020304設(shè)備運(yùn)維的歷史發(fā)展6.2智能運(yùn)維遠(yuǎn)程智能運(yùn)維包括“智能采集-智能分析-智能診斷-智能排產(chǎn)-自動(dòng)委托-推送方案-遠(yuǎn)程支持-智能檢驗(yàn)”等步驟。其獨(dú)特之處在于以“數(shù)據(jù)”為核心，通過技術(shù)賦能、管理賦能和價(jià)值賦能，提高人員效率、管理效率，減少停機(jī)時(shí)間和突發(fā)故障，降低備件庫(kù)存和維修負(fù)擔(dān)。遠(yuǎn)程運(yùn)維的內(nèi)涵在于基于設(shè)備狀態(tài)變化趨勢(shì)的智能決策。設(shè)備狀態(tài)分為當(dāng)前狀態(tài)和未來狀態(tài)，前者用于運(yùn)行數(shù)據(jù)監(jiān)控、異常數(shù)據(jù)報(bào)警、故障準(zhǔn)確定位，后者用于設(shè)備健康評(píng)價(jià)、劣化趨勢(shì)預(yù)知、使用壽命預(yù)測(cè)等。智能決策實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)化，所有決策源于數(shù)據(jù)，主要包括“4W1H”：是否維修、維修對(duì)象、維修人員、維修時(shí)間以及維修策略。遠(yuǎn)程智能運(yùn)維系統(tǒng)是一個(gè)整體，包含數(shù)據(jù)處理的全部流程。在數(shù)據(jù)層面，包括狀態(tài)監(jiān)測(cè)的六大功能：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)操作、狀態(tài)檢測(cè)、健康評(píng)估、預(yù)測(cè)評(píng)估和建議生成。在物理層面，系統(tǒng)包括從傳感器、數(shù)據(jù)采集、邊緣服務(wù)器到中心服務(wù)器的整體分布計(jì)算系統(tǒng)。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不僅注重?cái)?shù)據(jù)的獲取和處理，還強(qiáng)調(diào)維護(hù)規(guī)程和遠(yuǎn)程指導(dǎo)等輔助功能，以全面支持遠(yuǎn)程智能運(yùn)維的各個(gè)方面。設(shè)備運(yùn)維的范疇03智能運(yùn)維關(guān)鍵技術(shù)03智能運(yùn)維關(guān)鍵技術(shù)——智能診斷●

智能運(yùn)維關(guān)鍵技術(shù)是智能診斷技術(shù)?！?/p>

數(shù)據(jù)分析之后，需要利用已有的數(shù)據(jù)分析結(jié)果和融合后的數(shù)據(jù)類型進(jìn)行智能診斷，智能診斷的方法有：基于規(guī)則的智能診斷、基于傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)的智能診斷、基于深度學(xué)習(xí)模型的智能診斷以及基于遷移學(xué)習(xí)的智能診斷。智能診斷方法基于規(guī)則的智能診斷基于傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)的智能診斷基于深度學(xué)習(xí)模型的智能診斷基于遷移學(xué)習(xí)的智能診斷03基于規(guī)則的智能診斷●

基于規(guī)則的診斷是根據(jù)故障征兆信息確定系統(tǒng)故障原因的過程?；谝?guī)則的故障識(shí)別模塊利用離線學(xué)習(xí)得到的規(guī)則對(duì)發(fā)生故障時(shí)的設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)診斷，以給出故障類型和診斷依據(jù)。故障識(shí)別是由征兆觸發(fā)。故障診斷規(guī)則征兆推理過程先決條件先決條件設(shè)備運(yùn)行頻譜的變化即該模型主要包括頻譜校正、故障特征頻率搜索、離線規(guī)則學(xué)習(xí)與故障識(shí)別和概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障識(shí)別等子模塊。03基于傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)的智能診斷●

基于傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)的故障診斷方法適用于處理變量維度低、線性強(qiáng)的數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)作為故障模式分類器，其診斷精度極大程度上取決于特征向量的合理性及準(zhǔn)確性。因此，對(duì)故障信號(hào)進(jìn)行合理分析并提取故障特征、構(gòu)建特征向量，以實(shí)現(xiàn)對(duì)原始數(shù)據(jù)的有效降維，以滿足傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)的輸入需求。典型的傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)方法解釋特點(diǎn)K近鄰（K-NeighborNearest,KNN）簡(jiǎn)單無參數(shù)模型，沒有顯式的訓(xùn)練過程，是“懶惰學(xué)習(xí)”的代表。通過度量測(cè)試數(shù)據(jù)到訓(xùn)練數(shù)據(jù)的距離實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的分類。其在數(shù)據(jù)維度高時(shí)計(jì)算量大，同時(shí)KNN對(duì)數(shù)據(jù)容錯(cuò)性差，容易受異常數(shù)據(jù)點(diǎn)影響，因此KNN通常適用于少量低維度數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ArtificailNeuralNetworks，ANN）基于經(jīng)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)最小化理論（Empi-ricalRiskMinimization，ERM），需要利用有標(biāo)簽數(shù)據(jù)訓(xùn)練及優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)。通常在訓(xùn)練樣本容量大時(shí)能保證較好的學(xué)習(xí)效果。而在樣本容量小時(shí)，ANN會(huì)產(chǎn)生過擬合，影響ANN的性能表現(xiàn)。支持向量機(jī)（SupportVectorMachine，SVM）基于VC維和結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)最小化理論（StructuralRiskMinimization,SRM），優(yōu)化了訓(xùn)練樣本容量小時(shí)網(wǎng)絡(luò)過擬合問題。通過有監(jiān)督訓(xùn)練實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化，對(duì)異常數(shù)據(jù)點(diǎn)容忍度較高，保證了預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，因此SVM當(dāng)前仍被廣泛研究及應(yīng)用。03基于深度學(xué)習(xí)模型的智能診斷●基于深度學(xué)習(xí)的診斷模型適用于處理變量維度高、非線性強(qiáng)的大量復(fù)雜數(shù)據(jù)，能建立從數(shù)據(jù)空間到類別空間端到端的映射，避免了顯式的特征向量構(gòu)建過程，極大地減少了對(duì)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的依賴，其代替手工分析數(shù)據(jù)并提取故障特征，并完成故障模式識(shí)別。卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)特性：體量大、類型多、價(jià)值密度低、處理速度快復(fù)雜系統(tǒng)故障基本特性：眾多單元之間的相關(guān)性難以界定，機(jī)械裝備或系統(tǒng)的狀態(tài)具有較強(qiáng)的非線性性智能制造時(shí)代的機(jī)械狀態(tài)數(shù)據(jù)傳統(tǒng)基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的故障診斷方法采用多種維度的輸入利用梯度下降方法實(shí)現(xiàn)有監(jiān)督的網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練，具有良好的可解釋性。獨(dú)特的權(quán)值共享機(jī)制使其具有更少的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。結(jié)構(gòu)更具靈活性：可以通過在網(wǎng)絡(luò)深度、寬度以及卷積核尺寸各維度，在保證網(wǎng)絡(luò)擬合數(shù)據(jù)的能力的同時(shí)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的輕量化改進(jìn)?；谏疃葘W(xué)習(xí)的故障診斷方法難以適應(yīng)03基于遷移學(xué)習(xí)的智能診斷●遷移學(xué)習(xí)通過引入與目標(biāo)域（TargetDomain）數(shù)據(jù)具有相似分布的數(shù)據(jù)作為源域數(shù)據(jù)（SourceDomain），并利用源域數(shù)據(jù)輔助訓(xùn)練，以獲取一個(gè)在目標(biāo)域數(shù)據(jù)上有優(yōu)秀泛化能力的深度學(xué)習(xí)模型。遷移學(xué)習(xí)異構(gòu)遷移學(xué)習(xí)同構(gòu)遷移學(xué)習(xí)微調(diào)（Fine-tuning）領(lǐng)域適配（DomainAdaptation）基于深度學(xué)習(xí)的故障診斷算法：訓(xùn)練數(shù)據(jù)（源數(shù)據(jù)）與測(cè)試數(shù)據(jù)（目標(biāo)數(shù)據(jù)）必須具有相同的概率分布。在實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中，往往需要面對(duì)不同的工況。不同工況的故障數(shù)據(jù)特征分布不同。然而04運(yùn)維平臺(tái)04遠(yuǎn)程運(yùn)維平臺(tái)主要分為端層、邊層和云層，與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)中的IaaS、邊緣層、PaaS層以及SaaS相關(guān)。其核心組成包括設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維數(shù)據(jù)中心、遠(yuǎn)程運(yùn)維平臺(tái)服務(wù)中心、示范區(qū)域的在線監(jiān)測(cè)診斷及邊緣計(jì)算系統(tǒng)、支撐設(shè)備互聯(lián)的高性能動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集裝置及其應(yīng)用軟件。1.運(yùn)維平臺(tái)體系架構(gòu)運(yùn)維平臺(tái)04運(yùn)維平臺(tái)2.遠(yuǎn)程智能運(yùn)維平臺(tái)功能設(shè)計(jì)主要功能：數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)管理點(diǎn)檢管理、精密監(jiān)測(cè)診斷、在線監(jiān)測(cè)診斷，智能診斷，狀態(tài)監(jiān)控，檢修管理，備修管理，標(biāo)準(zhǔn)維護(hù)，統(tǒng)計(jì)分析、知識(shí)庫(kù)、可視化監(jiān)控、移動(dòng)APP和系統(tǒng)維護(hù)等。04運(yùn)維平臺(tái)設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)分析處理中心包括了數(shù)據(jù)采集和分發(fā)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器集群、大數(shù)據(jù)融合存儲(chǔ)設(shè)備以及基于這些硬件設(shè)備的軟件系統(tǒng)。數(shù)據(jù)層工具層用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理、運(yùn)算與分析功能，包含機(jī)器學(xué)習(xí)計(jì)算工具、智能分析工具等。工具層應(yīng)用層的主要任務(wù)是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)和生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，并執(zhí)行各功能。應(yīng)用層接入層的主要職能是實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)、工況數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)、環(huán)境等數(shù)據(jù)的在線與離線采集。接入層04運(yùn)維平臺(tái)接入層1）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集模塊通過全面采集設(shè)備全生命周期的各種要素相關(guān)數(shù)據(jù)和信息，如振動(dòng)、溫度、扭矩等傳感器數(shù)據(jù)以及設(shè)備維修數(shù)據(jù)，打破設(shè)備獨(dú)立感知監(jiān)控的信息孤島，建立一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)環(huán)境。數(shù)據(jù)分發(fā)模塊采用高性能消息集群充當(dāng)核心中間件，負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)采集模塊采集到的各類設(shè)備數(shù)據(jù)傳遞到監(jiān)控平臺(tái)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、業(yè)務(wù)模塊及展示模塊等。主要功能為：實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)、工況數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)、環(huán)境等數(shù)據(jù)的在線與離線采集。2）主流控制系統(tǒng)工藝數(shù)據(jù)采集開發(fā)面向產(chǎn)線自動(dòng)控制系統(tǒng)如西門子、ABB等的數(shù)據(jù)采集技術(shù)，通過消化網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，確定數(shù)據(jù)采集的規(guī)范，確保獲取設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)分析所相關(guān)的工藝過程數(shù)據(jù)。04運(yùn)維平臺(tái)數(shù)據(jù)層設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)分析處理中心包括了數(shù)據(jù)采集和分發(fā)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器集群、大數(shù)據(jù)融合存儲(chǔ)設(shè)備以及基于這些硬件設(shè)備的軟件系統(tǒng)。軟件系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊，大數(shù)據(jù)融合存儲(chǔ)模塊、數(shù)據(jù)分發(fā)模塊，數(shù)據(jù)庫(kù)模塊，數(shù)據(jù)計(jì)算模塊，智能分析模塊、業(yè)務(wù)模塊、展示管理模塊以及集群運(yùn)維監(jiān)控模塊。04運(yùn)維平臺(tái)數(shù)據(jù)層1）大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)平臺(tái)大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)平臺(tái)主要提供數(shù)據(jù)接入服務(wù)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)、數(shù)據(jù)計(jì)算服務(wù)包含實(shí)時(shí)計(jì)算和離線計(jì)算、