智慧工厂解决方案—汽车制造行业工业互联网智能工厂解决方案

1、工业互联网智能工厂Industry Solutions行业解决方案CONTENTS目录中国制造与工业互联网工业互联网智能工厂一体化解决方案架构汽车行业工业互联网应用方案010203PART 01中国制造与工业互联网4工业互联网在中国的应用背景n 老龄化社会带来劳动力减少，劳动力成本上升n 产业转移带来国内制造业空心化n 经济全球化需要对市场做出快速响应n 适应个性化与定制化消费需求变化n 制造业占据全国GDP的25%、出口总额的60%，影响极大5制造个性化：由模块化标准产品向个性化定制产品延展产品种类每类产品数量用户需求 产品多样化缺乏竞争供给需求竞争更激烈1850手工生产1913195519

2、802000大规模生产大规模定制个性化定制全球化区域化宝马汽车在线配置你可以拥有任何颜色的T型车，只要它是黑色。 -亨利-福特（1885年）6驱动方式转变：从资源驱动到信息驱动工厂互联资源优化工业软件动态配置生产制造信息智能决策实时数据采集7制造服务化：全生命周期制造服务产品制造商产品制造商+服务提供商AB制造投入服务化制造产出服务化n新技术研发n市场调研和广告n物流服务n原材料供应n技术支撑n信息咨询n销售服务n维修保养n金融租赁n保险服务8工业1.0、2.0、3.0、4.0工业1.0机械化工业2.0电气化工业3.0自动化与信息化工业互联网智能化伴随着蒸汽机驱动的机械制造设备的出现，人类进入

3、了“蒸汽时代”伴随着基于劳动分工的，电力驱动的大规模生产的出现，人类进入了大批量流水线式及“电气时代”随着电子技术、工业机器人和IT技术的大规模使用提升了生产效率，使大规模生产自动化水平进一步提高基于大数据和工业互联网（传感器）融合的系统在生产中大规模使用18世纪末20世纪初20世纪70年代现在时间线9工业互联网的五大特色01互联03集成05转型0204数据创新10工业互联网的九大技术支柱010203040506070809工业互联网人工智能虚拟现实工业网络安全工业云计算工业大数据工业机器人3D打印知识工作自动化01030405060708090211工业互联网核心智能制造：本质是基于“信息物

4、理系统”实现“智能工厂”核心是动态配置的生产方式关键是信息技术应用愿景是解决能源消费等社会问题12以CPS为核心的数据价值创造体系架构n弹性化的自重构能力n可变化的自调节能力n多维协同的自优化能力智能感知层信息挖掘层网络层认知层配置层n一体化模拟与综合分析n进程与交付n评估、预测与决策支持的协同n装备“部件级-系统级”实体网络综合模型n基于Time-machine的变化特征识别与提取n基于数据相似性挖掘的聚类分析n装备健康的智能评估n装备状态的综合分析n多维度的数据关联n衰退与性能的变化趋势与预测n智能传感网络n非接触式采集与传输交互n敏捷、高效、即插即用13工业互联网生态系统供应商供应商智能

5、物流智能物流供应商供应商企业客户企业客户大规模定制大规模定制小批量定制小批量定制智能物流智能物流客户与市场紧密相关，客户需求与生产规模完美匹配，按需生产高度灵活个人个人客户客户小批量定制小批量定制单品单品定制定制智能物流智能物流直接与市场对接，高度定制化，按需生产，对于设计有更高的要求云安全云安全更强的网络保护和数据保护云存储云存储大数据大数据更强的数据异地存储，备份数据处理、数据分析/可视化、协同制造、分析物联网物联网设计服务设计服务芯片芯片/传感器传感器制造管理系统制造管理系统可预期、可追踪、可回应、零误差3D扫描扫描超高速超高速3D打印打印CPS系统；生产全数字化管理；异地工厂/车间网络

6、化，机器间完全互联，完全自动化，生产过程可追踪。先进材料先进材料纳米技术纳米技术机器人机器人/智能机床智能机床可穿戴可穿戴技术技术自动车辆自动车辆/轨道轨道车辆车辆/吊车吊车快速复制/还原，快速大规模定制可持续使用，可塑性更强，更便于加工和组装，技术差异化生产更加智能实时和自动化；生产数据透明化；生产全程可控生产更加智能实时和自动化；生产数据透明化；生产全程可控清洁能源清洁能源定制设计定制设计设计工具设计工具向用户提供第三方设计服务，设计软件向第三方开放接口原材料模块化供货标准化零配件供货PART 02工业互联网智能工厂一体化解决方案架构15智能工厂的建立要素2：真实环境机器对机器（M2M）资

7、源利用效益网络基础设施要素4：人的因素人-机交互（MMI）验收与安全数据和隐私保护培训和教育法律条款要素3：经济环境商业模式服务内容企业管理软件要素5：技术因素系统工程/建模通信技术智能工程智能生产技术传感器和执行器要素1：智能化工厂智能生产智能产品连网（内部/外部/全球）互操作性信息过程能源材料16XX信息提供智能工厂两大体系一体化解决方案服务智能制造战略与流程咨询基于工业互联网模式的管理咨询服务智能制造标准体系咨询两化融合贯标咨询；智能制造体系标准咨询IT与自动化规划咨询IT与自动化一体化整体规划咨询行业化应用方案规划与实施IT与自动化解决方案；软件产品及自动化实施智能管理体系智能制造体系

8、17智慧制造战略咨询战略驱动因素分析n适应个性化与定制化消费需求变化n经济全球化需要对市场做出快速响应n劳动力资源减少，劳动力成本上升企业能力现状分析n企业业务战略分析n企业自动化/IT战略分析n企业自动化/IT能力分析愿景n力争用5-10年的时间，实现工业自动化和信息化的融合，打造企业成为智慧制造的行业标杆使命n响应中国智造2025，推动柔性制造、大规模个性定制等制造模式创新试点，促进由基于产品的传统制造模式向基于消费者个性需求的新模式转变战略定位n充分发挥互联网+和大数据分析的建设，成为柔性生产和智慧制造的引领者目标分解n通过“夯实基础”、“精益运作”、“引领提升”三个阶段的演进，实现战略

9、意图企业智慧制造内外部条件XX信息将从企业的战略驱动因素着手，结合企业能力现状，来确定企业智慧制造的战略，设计详细规划和变革路径企业智慧制造战略设想18两化融合管理体系咨询4个基本要素n数据n技术n业务流程n组织结构4个管理域n管理职责n基础保障n实施过程n评测与改进n 输入与企业战略相匹配的可持续竞争优势对打造信息化环境下 新型能力的要求n 输出通过两化融合实施过程所形成的信息化环境下的新型能力两化融合管理体系GB/T23020标准现状调研评估阶段管理体系执行阶段管理体系设计阶段贯标准备阶段项目启动体系知识培训现状调研现状评估与诊断识别新型能力与确定两化融合目标体系设计与文件编写体系审核发布

10、体系培训体系执行支持19智能工厂自动化/IT规划咨询企业战略理解业务流程调研业务对自动化/IT的需求分析业务需求分析人员到位启动前期资料准备调研模板设计启动准备调研计划排定技术需求分析差距分析最佳实践分析自动化/IT现状调研自动化/IT规划业务重点分析自动化/IT设计规划业务发展重点分析成果汇报后续支持后续支持工作内容启动准备人员到为和项目宣讲客户前期相关规划资料的准备调研问卷的设计和准备拟定调研名单，约定访谈时间安排技术需求分析客户前期规划资料的分析和整理 客户自动化/IT现状调研和分析行业最佳实践分析自动化/IT现状和需求的差距分析业务需求分析领导层企业战略访谈业务部门流程访谈访谈资料的整

11、理总结现有的业务需求自动化/IT规划智能工厂蓝图设计自动化/IT总体规划业务重点分析业务发展重点需求的梳理，速赢策略分析实施路线分阶段规划后续支持最终成果的汇报支持客户项目选型支持客户供应商选择自动化/IT规划XX信息的智能工厂自动化/IT规划范围涵盖了从启动准备到后续支持的项目全部工作过程20纵向与横向价值链集成设备层监控层执行层管理层服务供应商分子公司材料供应商制造工厂远程设计师用户外协制造商工业云 大数据分析服务协同供应链协同制造协同设计协同用户协同内部协同21智 能工 厂智能工厂的构成智能排程，支持批量为1的生产灵活而柔性化的生产岛拉动式生产，储备最小化生产过程可监控透明化人、机、物、

12、法的有机融合绿色能源，可持续的发展产品的个性化与定制化产品与设备可通信产品与顾客可连接涵盖产品生命周期的服务体系传感器、机器人、PLC接口具备可连接设备直接的对话M2M存储、预测、执行与自我管理远程维护预防性维护自动运行的物流仓储系统自动化立体库与RFID标签搬运的智能化AGV从需求到供给的价值链整合库存量最优化更快的流通速度22工业互联网智能工厂整体应用方案智能服务个性化定制智能运营管理流程智能化智能车间设备智能化定制化平台智能服务平台直营与加盟店工业云服务大数据运营大数据制造大数据设备大数据数字化设计数字化工艺数字化作业指导智能研发虚拟制造工厂三维仿真物流仿真三维工艺仿真信息共享发货管理供

13、应商平台SRM订单发布确认发票管理计划协同销售管理供应链管理SCM采购计划仓储管理产品数据物流管理制造执行系统MES目视化管理数据采集过程控制在制品管理质量追溯物料管理计划排程生产派工能源分析能源调度能源监控智慧能源规则管理计划仿真高级排程APS工厂排程车间排程CCR中央监控全厂监控生产调度控制系统设备控制管理M2M通信数据集成与转换采集信息关联数据采集管理设备配置部署信息转换协议转换智能生产设备智能物流设备智能检测设备智能数据采集设备PART 03汽车行业4.0应用方案24汽车生产体系示意图主要相关工业：钢、铁与其他金属材料橡胶电子塑料玻璃纺织品发动机与变速箱发动机与变速箱锻铸毛坯-加工与装

14、配零部件制造机械与电气零部件：仪表、制动系、转向系制造车轮、轮胎、座椅、排放系统等车身冲压焊装(含WBS)涂装(含PBS)总装成车最终用户25整车工艺流程概述WBSPBS冲压焊装涂装总装在汽车制造业中，冲压、焊装、涂装、总装合为四大核心技术(即四大工艺)。从结构上看，轿车/商用车属于承载式车型无骨架车身，卡车/SUV属于非承载式车型有车架，主要区别于总装车间的工艺。汽车的生产工艺流程大致为：26汽车工业生产方式的转型12单件生产方式早期的大规模生产模式34修正的大规模生产模式精益生产模式5C2M定制模式：供应链管理及信息化手段下一个转型的节奏福特福特T型车的装配流水线现场型车的装配流水线现场2

15、7汽车行业的生产策略组合客户需求经销商协同车辆/配置预测生产计划供应计划生产排序计划物流计划给经销商发货客户满意度预测预测与经销商订单履行用经销商的库存车辆满足客户需求预测预测用供应链里的车辆满足客户需求预测履行经销商订单客户订单进入生产系统执行履行经销商订单T=X天T=0天=讲客户的需求与计划或库存进行比较的位置订单交付期（OTD）按需求生产BTD按订单定位LTO按订单生产BTO28汽车行业的供应模式在汽车行业，以“平台战略”为表现形式，在底盘平台的基础上，开发出各种系列产品为最终用户提供定制化交货订单下达后，通过供应链响应，在整车厂形成订单拉动的生产指令，以混线排序为目标，组织供应商供货。

16、产品ORDER供货在汽车行业，订单拉动的混先排序生产制造与供应模式已成为主流销售店电商零件ORDER29汽车厂生产计划领域模式为了降低销售成本，汽车厂需要主动对需求链进行有效管理，让正确的车辆（客户对车型及配置的要求）在正确的时间（满足客户的提车要求）出现在正确的地点（运到经销商/客户手中）生产计划领域需要将汽车厂与销售系统连接起来，将销售系统分析的需求信息或预测，结合自身的库存信息，设备状态信息，供应商调达周期等信息进行综合分析，生成工厂的生产计划，达到BTD（Build to Demand)也就是按需求生产。销售店网上消费预测销售系统按需求的生产计划库存系统设备信息供应商30汽车厂采购领域

17、模式按照价值链原理，需要对自身制造供应链进行重组，将大量非和核心业务进行剥离和外包使得越来越多的零部件制造和装配责任推给独立的第一层供应商，并提高了对所有供应商在服务和响应时间上的要求采购领域n MES管控的生产计划，实时的生产状况，与采购系统相连接，以达到快速响应整车厂预测和生产计划变化的目的。n 生产的变动及时反应的订单中，并于供应商进行实时的信息传递，确保下游供应链在信息传递的准确性。生产计划供应商SRMMESAPSERP销售订单生产实绩31汽车厂生产领域模式一方面，需要充分利用现有的固定资产规模，尽可能大批量和满负荷生产的要求另外，需要与客户需求的动态变化保持高度一致性，以满足用户的定

18、制化需求等。生产领域n 一条生产线上实现混线生产n 小批量生产性追求成本效益n 战略零部件的缓冲库存n 柔性化制造线的设计缓冲库存柔性线小批量混线生产32汽车行业整体应用数据架构客户关系管理数据库物流交易平台数据库ERP数据库（计划预算、财务、物流管理、设备、生产管理等）企业数据仓库企业财务数据库运输供应商数据库办公自动化管理数据库办公自动化管理数据库企业人力资源数据库企业审计数据库经销商管理数据库原材料数据库客户信息与销售数据库呼叫中心数据库产品数据数据库资金管理数据库企业门户数据库管理业务经营业务第三方企业33汽车行业信息系统的信息流SCM市场售后物流生产计划生产订单排序汽车生产与质量历史

19、销售交货采购订单ERP冲压焊装涂装MES-车体跟踪AVI、PMC监控及ANDON质量系统传真机/WEB/服务器PC&扫描枪&PDA质量数据信息广播供应商&3PL广播生产订单生产执行计划APS仓库WMS总装MES物料拉动SRM能源监控EMS客户CRM供应商财务核算跟踪数据34汽车行业信息系统信用框架企业门户、ERP、PDM、EDI、SCM、DMS其他系统PLC、PC、 PDA、打印机、扫描枪、RFID、计数器、AGV、加工中心等现场控制设备控制层智能制造整体解决方案数据接口生产管理物料管理PMC库区货位管理库存库龄管理仓库库存管理线边库存管理供应商管理销售预测采购计划能源

20、消耗采集能源统计报表智能能源分析智能任务调度计划管理采购管理制造管理配送管理缓存区库存管理产能管理库存管理买主卖主关系AVI、RCANDON质量管理料架库存管理智能报警调度MESWMSSCMEMSSRM辅助作业仿真模拟决策评估态势监视接口服务主数据管理APS计划层退货管理能源预警预测物流管理35智慧工厂的制造执行系统MES网络接口 机器人 数字仪表 扫描枪 传感器l 手工输入终端 显示终端 PLC控制装置界面服务用户画面 (UI) 服务异常警报 处理服务报表处理 服务企业应用界面服务事件处理 服务系统管理服务数据模型及数据库底层自动化驱动与控制接口用户层与业务逻辑接口转换生产订单物料管理质量管

21、理生产控制设备管理数据采集信息广播刀具管理工装器具人员管理中央监控用户界面展示 RFID行业解决方案应用套件36汽车MES-AVI焊、总U型区、LPS区PBS生产跟踪与控制n JIS序列供货n JIT及时供货n 按灯要货n SPS集配作业指导信息广播 本体线骨架线WBS涂装车间PBS整车入库 生产订单分配VIN码整车过程跟踪关键件捆绑质量防错 信息采集订单状态 焊装车间涂装车间WBSQLS对接总装车间整车检测线 37汽车MES-ANDON456HELP!输送线 质量、物料、设备、急停？38汽车MES-ANDON38n工位级，设备级显示工位车辆信息，显示单个重要设备的状态、报警消息、重要参数等信

22、息n工厂级整个车间分布的概况，显示各车间生产情况汇总n车间级提供单个车间的生产、网络和设备等的状态信息n生产线级每条工艺线的实时信息,结合AVI显示车身跟踪队列39汽车MES-RCA 1B 1A 1B 1A 1B 1C 1A 1B 1A 1B 1A 1B 1A 1B 1C 1A 1B 1WBSPBS涂装总装焊装1、通过对存储区的路由调度，使车间生产效率最大化；2、控制暂时不生产车身的流向；3、提高计划遵守率；40汽车MES-RC入道规则1、将车身按某一特征组合分类，不同类型的车进入不同的道2、道之间设置优先级，同一类型的车身的一条道满后，找下一优先级的道3、空橇同车身一样4、道满无法进道时，给

23、予报警41汽车MES-RC出道规则1、将车身按某一特征组合分类，不同类型的车进入不同的道2、道之间设置优先级，同一类型的车身的一条道满后，找下一优先级的道3、空橇同车身一样4、道满无法进道时，给予报警42汽车仓储管理WMSEWIN-WMSEWIN-WMS库存管理 Inventory-Management入库管理Inbound-ManagementBOM管理 BOM-Management出库管理 Outbound-Management拉动管理 Pull-Management追溯管理 Traceability-Management供应商门户SRM运输管理TMS43汽车仓储管理WMS|手持应用数据层

24、入库管理码盘管理翻箱管理上架管理入库通知检验管理收货管理装车管理出库复核发货管理出库通知拣货管理出库管理线边配送库存锁定流通加工管理盘点管理移位管理库存管理调拨管理物料变更操作型数据存储ODS企业数据仓库EDW运输商数据仓储数据财务数据合同数据ETL授权管理认证管理加密/解密安全稽核策略应用层库位预留上架库位计算拣货策略库存预分配拣货线路上架策略上架线路定时补货计算波次计算拣货库位计算手动补货执行波次作业手持上架手持拣货手持发货手持移位手持收货手持盘点作业执行层波次策略补货策略附属门户KPI绩效考核库存台账库存周转率库存分析月结报表统计报表决策支持供应商管理门户附属功能加工管理监控平台任务管理

25、系统管理权限管理外部应用MESLES财务系统自动化设备电子标签监控设备其他统计分析层ERP生产计划发布发货通知标签打印自动对账拉动管理波次拉动梯次拉动巡线拉动关键件追溯管理批次件普通件BOM管理BOM维护BOM变更BOM分解44汽车WMS-BOM接收与分解工厂物料需求清单BOM关系表发货订单虚拟件组单规则实体件1.生产工单号2.物料ID3.工位4.要求送抵时间开始发货V1V2V3版本管理45汽车WMS-追溯管理批次件关键件收货单件管控批量管控绑定质量本追溯件跟踪扫描绑定生成追溯号生成追溯号追溯跟踪表发运单生产工单追溯号校验售后系统SRM校验46汽车APS纵向精细优化车间协同高级计划排程多工厂集

26、中计划运输物流计划物料计划产能计划供应链计划可承诺量计划产品组合计划供需计划横向协同优化精细排产精细排产精细排产精细排产生产计划生产计划生产计划生产计划冲压车间焊装车间涂装车间总装车间.APS1APS2APS3APS4MESMESMESMES.47汽车APS-各车间约束焊装总成冲压半成品调整焊装半成品WBS缓冲区冲压车间车架原料前桥原料冲压原料外协工厂前桥零部件厂焊装车间涂装车间总装车间车架零部件厂微卡焊装总成线窄体调整线窄体宽中体焊装总成线焊装原料中体调整线中体窄体焊装总成线WBS缓冲区冲压焊装总装48汽车能源管理系统EMS能源管理：汽车生产制造行业分为四大车间：冲压、车身焊接、涂装、总装车间，主要耗的能源有：电、水、燃气。电能作为四大车间的主要能源，支持着企业的动力、机床、空调、照明、排风等工业系统，占所有能源消耗的7