制造业转型升级成主流共识

制造业转型升级成主流共识2010年，制造业转型升级开头深入人心。假设说2008年中国制造业还在呼唤转型升级，探讨为什么要转型升级，那么2010年最大的变化是制造业转型升级已经成为主流共识，中国制造业开头思考转型升级的途径，并尝试将其付诸到切实的行动中去。2010年，企业、地方政府以及中心均在为转型升级出谋划策、厉行实践。转型升级形成了一种气候和语境。IBM黄金十年制造企业转型调查报告》中指出，制造企业实现转型升级应当具备以下几个根底：首先企业具有稳定的盈利力量和现金流，要有能够转型的“本钱”，要有肯定的投融资力量。其次，对客户的需求和行业市场的进展趋势要进展深入的争论。企业应当剖析自身的特点、客户需求的变化和行业的竞争格局，做到知己知彼。在洞察行业进展趋势的根底上，审慎地进展转型。再次，建立支撑企业转型升级的资源。企业应当分析自己拥有哪些转型的“资本”，例如拥有较源的整合力量，能够开展行业电子商务；同时推断自己是否有足够的研发、治理和营销人才，能够支撑企业的快速拓展等。最终，拥有足够支撑企业快速转型的信息化平台。信息化是企业运营的数字神经系统，也是企业能够实现转型升级的必要条件。8％的科研工作在大企业中完成，但中国企业研发机构数量较少，研发力量严峻缺乏。制造业要创，首先应当走出对创的生疏误区。制造业转型升级不仅是产品创一条路可行，制造企业也可以通过商业模式创、效劳创、治理变革甚至资本运作等方式来实现转型升级。制造除企业自身的努力，一些制造业集中的区域，也在进展抱团转型升级。如珠三角工业重镇东莞，20081753家企业由“非法人企业”转为“法人企业”、增外企研发中心或和研发机构299家、1221家加工贸易企业拥有自主品牌、估量今年外经贸进出口将到达1200中心始终在乐观引导制造业转型升级。1210议上指出，推动制造业信息化是促进我国制造业转型升级的必由之路。将来，“两化融合”战略将得到进一步推动。“”期间，制造业信息化科技工程将重点抓好5个方面的工作：一是面对中心大型集团制造企业、地方支柱与特色产业的骨干制造企业，着力打造数字企业、效劳型制造企业、高台；三是面对软件企业、系统集成商，着力培育信息化效劳供给商；四是面对将来产业进展，着力突台；三是面对软件企业、系统集成商，着力培育信息化效劳供给商；四是面对将来产业进展，着力突破制造效劳核心关键技术；五是面对可持续进展，着力建立长效机制。不盲目，不退缩，在瞬息万变的经济环境下，中国制造企业需要结合自身实际，选择适宜的进展策略，迎接挑战，真正实现转型升级。数字化工厂不是梦随着信息化与工业化融合的推动，CAD、PDM、PLM、ERP等系统的应用在企业取得了很大的成效，但字化工厂”则是企业解决这一问题的有效手段。数字化工厂不仅供给了全面的制造过程治理全部生产过程；而且可在现实环境中优化车间生产打算、跟踪加工和装配过程的物料、记录产品质量和检修过程、输出每个/批产品的实建物料清单。数字化工厂依据市场需求，实现产品设计、制造工过数字化设计与数字化工艺系统，CAD/CAM系统与数控系统，车间的数字化仿真与制造执行系统等的集成实现整个工厂数字化。已变为了现实，并得到很好的推广与应用。PLM软件是构筑“数字化工厂”不行或缺的环节。因此，在“数字化工厂”理念与应用的推广过程中，不得不提到PLMSiemensPLMSoftware。经过几年的进展，西门子工业自动化事业部的解决方案已经掩盖了制造自动化和流程自动化，以及从产品研发、制造到运行维护，以及工厂设计与运行维护的整体方案，实现了产品全生命周期、制造全生命周期和工厂全生命周期信息的集成。达索系统的达索系统的DELMIA是面对生产过程物流仿真与分析的三维数字化工厂开发软件，为企业供给了一个可视虚拟数字制造环境，以建立灵敏、分布式制造系统。它为工业设计工程师、制造工程师和治理人员供给了一个单一的协同环境，以在整个产品设计过程中开发和确证最好的生产装配工艺流程。除此之外，PTC、艾克斯特、CAXA、华天软件等都推出了数字化制造的解决方案。另外，MES作为生产现场集成的信息技术平台，为数字化设施的集成和互联供给了根底，开目、清软英泰、艾克斯特等国内PLMMES车数字化工厂解决方案的实施，大大提高了产品的市场占有率和客户满足度；三一重工应用达索的DELMIA中的QUEST500单生产”；康佳集团通过数字化工厂，削减了90%的手工操作错误，透亮的研发过程节约了30%的产品研发费用。数字化工厂系统通过产品研发部门、工艺规划部门、生产工程部门和生产车间的高度信息共享，实现各部门间的并行协同工作，并使企业能够对整个制造过程进展设计规划，模拟仿真和治理，从而实现虚拟制造和并行工程，保障生产的顺当进展。信任不久以后，数字化工厂会成为越来越多制造企业的选择。从治理视角看数字化制造美国波音公司在Boeing777~787和洛克希德马丁公司在F35比，缩短了研制周期至1/3，降低研制本钱50%，开创了航空数字化制造的先河。最近，波音公司在一代战神航天运载工具的研制和C130的航空电子升级中，承受MBD/MBI(基于模型的定义和作业指导书)缩短装配工期57%，将数字化制造推向制造现场的更深层次。尽管中国航空工业在数字化制造向数字化生产方式的转变，成为我们刻不容缓的任务。数字化制造涵盖了产品的生命周期的全过程，但是目前有关文献涉及数字化设计和数字模拟较本文以数字化工厂为中心，试图争论数字化制造的均衡进展的问题。数字化是一场深刻的技术革命的几位航空工业的专家指出：“数字化为制造业开创了一种型的生产方式”。他们认为：“数字化是一场深刻的技术革命。”，“数字化正在转变着世界，数字化的生产方式正在从根本上动摇着传统和制造数字化置于技术革命高度的意义。工程师自己的工具的进展缓慢传递产品制造信息的手段的进展却是缓慢的。一方法。但是，人的思维是多维的，工程师们在创意产品时，首先涌现的是多维的实体形象而不后，又要用想象恢复它的立体外形，以编制工艺过程。这又是一番思维、脑力和时间的铺张。并且对。百年来，制造业为这种平面图形的转换付出了巨大的代价。此外，二维图纸对产品的表现是模拟的、非准确的，表现力量是有限的。如飞机机翼的外形是依据空气动力学计算和试验得到的简单型面,而在图纸上只能用多个剖面逐点进展描述。用二维图纸表和精力，又带来了误差。数控机床的消灭，局部的解决了这类科学曲线〔面〕外形的信息传递问题。但多数零件的加工程序还是从平面图形转换来的。在飞机制造中，从产品的图形到制造它们的模具的凸凹模线、模板、装配型架、各级检验样板，需要屡次传递和转移。在没有数字化制造的年月，这些工作全是手工描绘，在放大镜下用精细刀具磨出来的。效率和精度受着严峻的制约。CAD信息技术的进展，消灭了计算机关心设计CAD软件，上个世纪末的CAD2图纸。“甩掉图板”大大地加快了出2维图纸的速度，解放了工程师们的体力劳动，也使很多描图员们下了岗。但是甩掉图板并没有甩掉图纸，也没有触及头脑铺张和转换错误的根本问题。CAD随着计算机技术进步，消灭了一代CAD软件，在计算机的虚拟环境中，可以依据设计员的思维，直接构造出产品和零件的实体模型。给这种虚拟的3维实体模型赐予必要的特征和属性以后，可以直接、直观地表达出设计员的创意，零件的形象准确的描述并存在计算机中而不是平面图纸上。设计信息直接从网上传递到世界各地为它加工的地方，依据3维模型编制制造过程、NC程序，传递NC过去的研制过程，必需做出真正的产品样机以后，才能觉察设计的错误或不协调，真实的进展负载、空气动力的试验，依据试验结果进展修正，这样的反复，增加了研制周期，大量的物资和试验设备建设的资金消耗。而利用数字化的产品模型，可以进展原来必需靠实物进展的模拟和试验，节约了大量的人力、物力、财力特别是时间的消耗，将精益制造推动到产品设计和削减工程师们自己的脑力铺张的领域。所以说，产品信息的描述和在制造各个环节之间的传递，从模拟的、二维平面的模式向三维的、数字的模式转换，成为人类制造工程历史上的一次重大的革命。它免除了大量的3D2D了大量的必需靠实物进展判别、评估和确认的工作。可以预先准确的定义，进展模拟和优化，将可能发生的错误提前解决。将实体世界的事，放在虚拟世界中解决，从而大大的降低了本钱、削减了生3D的数字化模型根底上的一系列应用所释放出的效能是过去任何时期的任何技术进度所不行比较的。对数字化制造全景的描述意图。可以看出，在这个实例中，突破了由3D实体模型向可用于制造和向车间转移的几个很现实的转折：3D3D3D3D制造作业现场的数字化数据采集和反响数字化质量和依从性文档的治理美国战神航天飞行器的数字化开发过程2D3D生产模式的过渡，是一个严峻的、长期的任务。从传统制造向数字制造转移是动摇制造工厂全部现行流程的、严峻的“再造”过程，涉及技术、治理、质量、法规要求、企业文化、工厂的硬件配置、职工教育等方面的深刻再造。在向数字化制造进展的道路上，甚至还有些未能预料的困扰。中国的航空制造业目前还必需快速的贯穿数字化信息链的各个环节。二理解数字化制造造的，目的是促进数字制造在制造现场落地。因此，先从数字化工厂说起。1关于“数字化工厂”数字化工DigitalizedFactory是一种全的制造力量或制造模式。数字化工厂利用产品的三维数字模型来定义和优化产品的制造过程，并向制造作业的各类操作者供给数字化的制造指令和作业指导信息；在制造作业中，操作者也用数字化的手段和装置向上层业务过程反响数字化的作业状态信息。3D的，因而也必定是无纸化的。分布在各个作业点上的微电脑、移动终端、RFID/条码设备、软件PLC、数字化测量设备和无线工业以太网是工厂现场配备的根本装置。而实现制造作业的设备，大局部是数字掌握的。率和效能最大化。数字化工厂前所未有的将制造的全过程，包括思维的、作业的、物流的铺张降低到最小程度，是全的生产方式。对数字化工厂的这个描述，要害是：将数字工厂从虚拟世界拉回到现实世界中来。识别数字化工厂的要点是：3D三个要素 工艺过程、工艺装备、工厂布置和作业指导书的数字化定义和优化，即是所谓“数字工厂digitalfactory”，这些是完全在虚拟世界里进展的 数字化的生产指令和作业指导书向操作者传递和沟通，是虚拟的信息向现实世界的转换，是数字化工厂里的人机交互界面之一2数字工厂、数字化工厂和传统工厂相比较在大量的争论数字制造的文献和著作中，区分“数字工厂”和“数字化工厂”的几乎是凤毛麟MES2数字工厂、数字化工厂和传统工厂相比较在大量的争论数字制造的文献和著作中，区分“数字工厂”和“数字化工厂”的几乎是凤毛麟MESJürgenKletti分别使用了“digitalfactory”和“digitizedfactory”两个不同的词来表达2数字工厂digitalfactory是现实工厂的虚拟模型。其主要目的是通过虚拟模型的数字模拟，优化产品设计和制造过程，提高制造的柔性和应变力量。数字化工厂digitizedfactorydigitalfactory穿越了人机界面，将虚拟的产品和制造过程的信息传递到作业工人。而作业工人又承受数字扮装备将生产状态用数字的形式，反响给虚拟的工厂数字模型。形成了从虚拟到现实再回到虚拟的完整的数字化信息的传递链。数字工厂是虚的，数字化工厂是实实在在的。它们分别是产品全生命周期信息的全数字化的一局部。整的数字化信息的传递链。数字工厂是虚的，数字化工厂是实实在在的。它们分别是产品全生命周期信息的全数字化的一局部。这里绝不是咬文嚼字。作者认为，在大量的争论数字制造的文献中，太多的止步于虚拟世界的制造模拟。也有的作者仅仅在最终产品的飞机交付时才回到现实世界中来。而我们则强调，制造数据在在“真刀真枪”的加工制造过程中，显现它的优势。从数字工厂到数字化工厂是从虚到实的数字化“落地”的过程。数字化不落地，物料永久变不成产品。3数字化制造与数字化工厂产品整个生命周期的全过程：从工程设计、工艺设计、制造到使用、效劳和修理。数字化制造不仅仅景。而数字化工厂则仅仅局限在与实际产品形成有关的过程，即工艺设计、现场制造等范围之内。数分工，便于加速制造整体数字化的实现。三当前数字化工厂应用争论的重点以物料转变现场的工人制造作业为核心，来描述数字化的3D信息的传递和转换过程，建立数字3D3D3D信息传递的这几个环节之间，目前都存在有断点，尚未形成流畅的数字化数据链。我们的任务就是逐步的将这些断点弥合，届时才能构建成可以运作的数字化工厂。3D尽管有了三维CAD和PDM33所不具备的具体外形信息。不过当时的三维模型中却不包括尺寸和几何外形的公差、外表粗糙度、表面处理要求、热处理要求、全都材质、连接方式、间隙或过盈协作的规定、润滑、颜色、要求符合的面处理要求、热处理要求、全都材质、连接方式、间隙或过盈协作的规定、润滑、颜色、要求符合的规格与标准等非外形信息。另外，三维模型对外形中必要提示的注释、关键部位的放大图、剖面图等解制造该产品必需的设计意图。为此，过去很长的时期，承受了折中方式，用不同程度的三维模型和二维图纸协作使用。但是始终抛弃不掉二维图纸，向数字制造的过渡就不能完成。近年来，“基于模型的定义(ModelBasedDefinition,MBD)”弥合了三维模型直接用于制造的间隙。实际上，MBD3D化标注技术，它承受三维数字化模型对产品数字化信息的完整描述，如：对三维空间实体模型的尺寸、几何外形、公差、注释的标注。对产品的非几何信息进展标注〔产品物理特征、制造特征、数据治理特征、状态特征的属性〕和零件表的描述。非几何信息定义在“标准树”上。MBDCADCAM〔配、测量、检测〕的集成，为彻底取消二维图纸制造了可能定义了非几何信息〔包括BOM〕是数字化和构造化的。给制造治理系统的数字化制造了条件！为并行工程制造信息并行和共享的根底！局部零件可以直接进入制造，成倍的削减NC编程时间目前MBD2003ASMEY14.42-2003”各个CAD〔CATIA，SIMENS，PTC〕都对ASMEY14.413D开发标准，与CATIA、Delimia软件集成，在产品中应用，众多的二级供给商和伙3DMBI但是，MBD解决的照旧是制造“什么What?”或者制造要求的标注问题，尽管MBD可以直接编制NC程序，检验程序。但它并不是针对“如何How?”制造问题的解决方案。对于多工序和简单的装配〔或工艺路线和工艺规程维工艺”的问题。“基于模型的作业指导书(Model-BasedInstructions,MBI)”应运而生。MBI3D型生成的车间工作指导书。MBI技术的消灭，在车间现场消退了纸质的二维作业文档，直接使用3D图形。MBI是当今制造科学成就的顶尖成果。使用MBI通过削减对作业说明的解释和因理解错误造成的损失、更高的可装配性、和缩短学习曲线，缩短生产周期。波音公司的MBI4容：3D效率和人机环境改进的分析通过分布式联机网络实时的供给工程数据和公布以削减对图纸的解释工作量为目标的、基于MBI的电子选购说明。MBI和现场的制造执行系统MES集成在一起。相关人员可以在物流中心、库房、装配现场、飞机上、机舱内部用各种便携式电脑通过无线网络实时的访问这些作业指导书。在MBI的主屏幕上，设置人机交互功能，可以采集准时发生的问题，并参加到数字模型中以进展将来的改进和版本治理。MBI(ManufacturingProcessManagement，MPM)系统中生成和治理的。MPM是将产品数字化模型变为数字化制造过程的重要方法。MPM原本是一种作用在扩展企业上的协同开发和PDMMPM解决方案供给一个开放的平台和一组应用系统，用于工艺过程的原理规划、设计、优化和治理，MPM供给“如何制造”的力量，包括从装配挨次、车间布置规划、生产线的平衡和本钱计算到电子作业指导书。据称，DELMIAV5R18数字化软件可以直接参与CATIAV5建立的MBD3D各个PLMMPMDELMIAV5MBI目前网络上可以得到的资料说明，MBIC130机电子系统改造工程。他们承受MBD/MBI，通过降低学习曲线和削减与设计员的沟通。仅承受MBI工57%，成为通过信息化直接大幅度削减作业工时的案例。期。而从目前的势头看，MBD的推广会很快，加上担当波音的外包生产的需要，同样造成了对“三维工艺”需求的压力。向作业工人的数字化信息的传递即便是解决了工艺过程设计或作业指导书中的3D表现问题，在现场的应用，又消灭一个断层：某些企业在努力打印3D的工艺规程或工作指导书，数字化设计工艺信息直接向最终的操作者的传递始终阻力重重。3DMBI问题也有它的简单性，其中有两个瓶颈：需要有中立、廉价的、安全的显示MBD/MBI的软件，目前Adobe?Acrobat?3D3D显示软件4现场作业数据采集和信息反响的数字化ERP—MES4现场作业数据采集和信息反响的数字化ERP—MES/RFID等方法以外，大量的是质量数据采集。解决途径首先是限制记录的数量和范围，尽量少的采集数据。其次则是使用数字化测量器具和无接触测量。模拟式的测量仪器、尺表要通过人的输入才能进入数字世界中去，这是实现现场数字化最大的投入和工作量。也成为目前制造执行系统MESMBD/MBI验和注释(GD&T)读入，经过软件的转换，提取需要检查的GD&T要求形成检验的三维简图，自动的或手MBD/MBI与测量器具、测量消退了阅读文件和理解的错误，大幅度的提高测量效率。现场例外信息的数字化简单制造行业的产品简单、工艺简单、治理简单和零件价值昂贵。而从严格的质量监控的意义上说，任何产品，只要一经投产，就有例外发生。治理、质量和本钱权衡的结果，应变的调配资源、不进展指导和为质量审计保存的记录。因此，在实现数字化制造时，现场信息的传递除了正常的信息途径以外，解决例外信息的数字化传递成为不行回避的问题。工艺和设备的临时替代和超越、质量例外的处理超越过程、工程更改的贯彻等，是现场技术信息的重要内容，这些信息的数字化产生、传递和落实是数字化工厂的重要内容之一。在向数字化工厂过渡的过程中，必需留意到这一工作的严峻性。质量和依从性信息的数字化过程的数字化信息源。所谓全生命周期的数字化制造的信息链就此嘎然而止。6件以及企业文化的投入，需要时间，需要坚持和毅力。但是，目前很多制造数字化的争论课题、数字题是根底、是第一步，很重要。但是终究需要将眼光放远一点，技术的突破是简洁的，一旦突破，下一个断点就在阻拦着我们的进程。因此，当前重要的任务是贯穿数字化信息链，将几个严峻影响全盘数字化的断点连接起来。四界定几个关系数字化与传统的信息化息技术领域的热门词语。几乎什么东西都要冠以“数字”。甚至有人认为，企业用上了电脑就数字化了。数字化是从信息化进展来的，但是并不是信息化就等于数字化。在很多场合下，没有必要过分强调数字化和信息化的差异，但是在工程与和制造现场，信息化和数字化的差距却是明显的。传统的工2D的平面视图表现，或者照旧将出纸质图和打印纸质的报表看得头等重要。现场信息的采集手段也是模拟的，要靠人工输入计算机中才能实现向数字化的转变。传统信息化的3D—2D—3D3D的本质差异。例如，在传统CAPP中，以2D图为根底的工艺指导文件、大量的文本性质的工艺过程描述，连同设备、工具、检验要求等都混在文本中解析不出来。目前的学问治理系统的学问库中，不能OLAPERPMES报告等等，它们只能是信息化的，而不是“数字化”的。因此，信息化、信息化的供给商就面临着一项的、严峻的任务——信息系统自身“数字化”的需求。制造企业的数字化不能止步于办公室于金融、商业、医疗和公共事业。由于航空制造业信息化犯了重上轻下，重虚轻实的毛病。制造业信息化了几十年，电脑始终停留在少数工程人员或治理人员手中，始终下不到占企业人数50%以上的一线现场工人手上。除了局部以信息化孤岛形式存在的数控设备〔即便是以FMS、DNC的形式消灭〕以外，工人的信息化手段几乎一无全部。在产品生命周期中，人们无视产品真正的形成过程和作业的“是缺少工人这个环节，缺少“机—人”、“人—机”两个界面。这种盲目性直到有些企业在实施MES时处处患病碰壁后，才开头有所觉醒。制造企业中的信息化，不走到制造现场中来、不在制造现场这息化过程一样，还没有走下来，没有形成闭环。为了将数字化制造进展到底，区分数字工厂和数字化工厂、重视实在的数字化工厂的建设，是格外重要的。所以本文特别强调“digitizedfactory数字化工厂”的概念。MES制造执行系统MES是为制造企业在其核心业务——产品形成过程的全部活动所建立的集成的信息技术平台。制造企业利用MES可以对它的产品形成过程实现透视现状、协同治理、快速准确应变决策，到达提高资源利用、加快在制品流转、降低本钱、提高质量，保证