企业智能制造转型路径

企业智能制造数字化转型路径及注意点目录12全球工业发展趋势智能制造转型升级路径图3企业升级过程的注意点全球工业发展趋势全球科技和工业革命的四个阶段，从工业1.0－>工业4.0第一次工业革命第二次工业革命第三次工业革命第四次工业革命伴随着蒸汽驱动的机械制造设备的出现，人类进入了“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，人类进入了大批量生产的流水线式的“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物联网（传感器）融合的系统在生产中大规模使用机械自动化机械化－>电气化模拟化－>数字化自动化－>智能化18世纪末20世纪初20世纪70年底现在时间线复杂程度1784年1870年1969年2013年人类社会5000年发展历程分为三个时代，区别在于“基础设施”的不同农业时代-工业时代-互联网时代农业时代工业时代互联网时代蒸汽机电力计算机土地物联网云计算大数据1784年，瓦特改良型蒸汽机在伦敦的诞生，标志着人类从农业时代进入工业时代。1993年，美国政府提出的“国家信息基础设施”（NTT）建设计划，则标志着人类从工业时代跨入了互联网时代；1998年，中国开始从工业时代迈入互联网时代。2012201320142015美国GE工业互联网美国先进制造业国家战略德国工业4.0英国未来制造业预测新工业法国日本机器人2050新战略中国制造2025世界各国，如何发力新一轮的科技工业革命？引领全球制造业潮流强大的机械工业制造基础嵌入式以及控制设备的先进技术和能力占据新工业世界翘楚地位对传统工业进行物联网式的互联互通对大数据进行智能分析和智能管理制造大国向制造强国转型以加快新一代信息技术与制造业深度融合为主线以推进智能制造为主攻方向德国：工业4.0美国：工业互联网中国：中国制造2025新一轮全球工业革命：互联网与工业的融合工业4.0的来源及概念“工业4.0”是德国联邦教研部与联邦经济技术部在2013年汉诺威工业博览会上提出的概念。德国学术界认为，“工业4.0”概念即是以智能制造为主导的第四次工业革命，或革命性的生产方法。该战略旨在通过充分利用信息通讯技术和网络空间虚拟系统—信息物理系统（Cyber-PhysicalSystem）相结合的手段，将制造业向智能化转型。工业4.0描绘了制造业的未来愿景，提出继蒸汽机的应用、规模化生产和电子信息技术等三次工业革命后，人类将迎来以信息物理系统（CPS）为基础，打通所有生产环节的数据壁垒，无线网掌控一切。旨在提升制造业的智能化水平，建立具有适应性、资源效率及人因工程学的智慧工厂，在商业流程及价值流程中整合客户及商业伙伴。其技术基础是网络实体系统及物联网。工业4.0提倡以生产高度数字化、网络化、机器自组织为标志的第四次工业革命。设备库存生产线工厂产品客户供应链信息物理系统CPS由传感器、嵌入式终端系统、智能控制系统、通信设施等组成工作的组织和设计培训与再教育监管框架资源利用效率标准化和参考架构管理复杂系统工业宽带基础安全和保障“8”项计划“3”项集成“4”大主题纵向集成横向集成端到端集成智能生产智能工厂智能物流智能服务“1”个网络-信息物理系统网络CPS工业4.0德国工业4.0战略框架（1438模型）基于分布式和连接的三大基础两大硬件工具/两大软件支持面向未来的两大牵引技术工业4.0的九大技术支柱工业物联网云计算工业大数据人工智能虚拟现实3D打印工业机器人工业网络安全知识工作自动化过往30年中国企业习惯了的环境：没有严重的经济衰退，不曾经济危机用之不竭的人口红利(市场爆炸和行业增长)人民币币值长期低估低成本的资源和环境消耗源源不断的低廉劳动力供给企业公民意识淡薄，社会责任不重走向未来30年：环境变迁严重的经济衰退和金融危机就在眼前人口红利边际递减资源瓶颈和环境成本劳动力供给劳动力成本提高，供给有限法律制度的完善红心鸭蛋、三鹿奶粉、矿难、污染事件引发社会责任意识中国企业成长环境的变化21世纪经营环境的革命性变化及管理挑战-产业型员工向知识型和服务型员工转变，改变了客户需求，并永远改变了企业与客户、员工之间的关系。-提高知识型和服务型员工的生产率会成为管理的重心。1、知识型和服务型员工越来越占主导-客户不再是商品和服务的单纯接受者，而成为主要参与者-互联网和信息技术的发展，不仅混淆了消费者和生产者的区别，往往把顾客拉入供应过程之中。2、客户介入并掌握了企业的控制权-加快了商务节奏，成功以分秒来衡量。-互联网技术重新塑造了传统的产业价值链。-互联网的发展带来了许多新的商务模式。-全新商业文化（阳光、诚信、开放等）正逐步形成。3、互联网正在成为社会发展的基础设施之一管理挑战经营环境的变化高效的市场，快捷、低廉的通信，大大降低了交易成本，促使公司之间的联系更加密切。从行政管理职能到生产过程本身，任何东西都可以从外部采购。企业都在重新评估自己的界限，更加集中精力关注具有战略意义、使企业独一无二的价值链环节。4、企业内部和外部围墙的倒塌地球上有形资源日趋减少，环境压力日趋增加有形资源的成本日趋上升5、有形资源短缺及生态危机日趋严重管理挑战经营环境的变化21世纪经营环境的革命性变化及管理挑战生物进化论在商业生态中的适用：当商业环境发生大的变迁的时候，一大批适应原来商业环境的企业都将面临生存危机甚至绝种。而能够适应新的商业环境的企业将实现由旧变新的蜕变而取得新生的能力，更有一批新的企业群落会在新的环境的催生下从艰难萌芽到茁壮成长，最终得以蓬勃发展。滋养充沛的热带雨林艰难生存的沙漠植物中国企业如何应对环境的变化？面对新一轮全球工业革命，中国选择德国标准中美关系是竞争关系，中德关系是合作关系美国工业空心化严重，IT公司推行工业4.0挑战很大，因为它没有基础设施的落地德国工业基础雄厚：生产制造基地+生产设备供应商+IT业务解决方案面对新一轮工业革命，中国最关键问题是基于工业化基础上的研发、生产效率以及品质增方面的挑战因此，中国政府认为德国标准更符合中国国情，更容易实现全球新一轮的科技革命，导致了新一轮的工业革命，世界各国要争相调整、适应，中国要迎头赶上。

——2014年3月28日《法兰克福汇报》习近平：新一轮科技革命导致新一轮工业革命云计算、物联网、大数据、移动互联网等新兴信息技术的飞速发展，引发了新一轮科技革命和产业变革。可以预言，互联网即将引爆第四次工业革命，我们的共同使命就是凝聚共识，去探索、去实践互联网大时代下的工业变革之路。我国为破解制造业发展存在的若干问题，迎接“双重挤压”的挑战，应对经济发展新常态，提出中国制造2025、智能制造重大工程，互联网+等行动发展战略。在此大背景下，我们需要全面认识互联网+给制造业发展带来的机遇与挑战，乘势而上，弯道超车，实现跨越，践行中国制造2025，为实现制造强国的中国梦而努力奋斗。提升产品质量推行绿色制造培养具有全球竞争力的企业群体和优势产业发展现代制造服务业推行数字化网络化智能化制造提升产品设计能力完善制造业技术创新体系强化制造基础“8”项战略对策“4”大转变要素驱动→创新驱动低成本竞争优势→质量效益竞争优势粗放制造→绿色制造生产型制造→服务型制造“1”条主线-以数字化网络化智能化制造为主线中国制造2025《中国制造2025》顶层设计（418模型）“中国制造2025”VS“德国工业4.0”共同点：两个战略都是为了迎接新一轮科技和产业革命的到来，着眼于以数字化和网络化为支持的智能化生产。不同点：两国的制造业基础不同，德国是制造业强国，中国是制造业大国，中国制造占世界制造的20%，但有点“虚胖”，大而不强。两国制造业发展阶段不同，德国已完成工业3.0，而中国工业化发展历史不长，大部分还没有自动化和数字化，尚处在工业2.0阶段，部分达到3.0水平。所以，中国发展工业，要2.0、3.0、4.0齐头并进。——中国国务院副总理马凯以仿制为主的产品研发二维为主，三维为辅的设计模式单学科非规范设计仿真验证二维为主、局部三维工艺设计模式有限加工仿真&部分装配过程仿真车间纸质应用及制造执行电子化管理部分设备监控和数据采集工业安全解决方案数控机床和部分自动化装备基于模型的数字化企业（MBE）基于系统工程与流程驱动产品研制多学科联合设计仿真&实物试验迭代全三维工艺&装配仿真虚拟产线优化及虚拟试生产工厂生产运营管理（MOM）&生产制造智能立体料库&物流控制机加柔性生产线或单元先进技术（大数据/工业云/增材制造等）智能产品、智能设计、智能工艺、智能工件、智能物流、智能产线动态市场需求/全3D工厂化/智能产品/自组织工厂/自主移动式模块化生产单元/信息物理融合涵盖整个生产工艺和生产设备的数字化模型，根据临时要求，自行配置安全解决方案通过动态网络实现过程优化，本地控制动态网络，扩展的复杂通讯系统工业2.X工业3.X工业4.0基于模型设计/工艺/制造/试验/服务三维工艺仿真验证运营管理自动化单元/产线……智慧解决/智能生产信息物理网络动态网络规则框架被广泛扩展的机器之前通讯的语境集成制造工艺仿真……《中国制造2025》线路图：2.0补课，3.0普及，4.0目标

智能工厂是现代工厂信息化发展的新阶段，是在数字化工厂的基础上，利用物联网的技术和设备监控技术加强信息管理和服务；清楚掌握产销流程、提高生产过程的可控性、减少生产线上人工的干预、及时正确地采集生产线数据，以及合理的生产计划编排与生产进度，并加上绿色智能的手段和智能系统等新兴技术于一体，构建一个高效节能的、绿色环保的、环境舒适的人性化工厂。智能工厂就是能够实现实体工业生产的硬件与虚拟数字世界的软件无缝桥接。什么是智能工厂？该生产什么质量管控智能制造发展方向：车间智能化

全局生产管控WhattoproduceStatusofequipment

设备状态OverallproductionmonitoringandcontrolWorkinstruction

作业指导Productionstatistic

生产统计Qualitycontrol

物料准时配送JITmaterialdelivering

生产防错系统Error-proofing

产品及时发运

Productdelivering智能制造发展方向：工厂智能化智能化加工设

备DNC智能化机械手智能刀具管理中央控制室现场Andon现场监视装置智能加工中心与生产线智能化仓储/运输与物流智能化生产执

行过程管控智能化生产控制中心智能化工厂自动化立体仓

库AGV智能小车公共资源定位系

统高级计划排程执行过程调度数字化物流管

控数字化质量检

测柔性化是指组织对环境变化的高度适应能力以及适时地根据可预期变化的意外结果迅速作出调整的能力，也就是顺利从事不同工作和适应需求变化的能力。柔性化能够使工艺路线与工艺装备适应各种产品生产的需要，适应迅速更换产品、更换工艺的需要。实现了多品种小批量的生产，满足了人们对个性化产品的需求。智能工厂的发展趋势柔性化敏捷化智能化信息化敏捷制造是信息时代最有竞争力的生产模式，采用了先进制造技术，具有灵活的动态组织机构并且建立开放的基础结构，极大缩短了产品投放市场的时间，使工厂机制更加灵活。智能工厂的发展趋势柔性化敏捷化智能化信息化智能化的对象具备灵敏准确的感知能力、正确的思维判断功能以及行之有效的执行方法。智能化是柔性自动化的发展和延伸。智能工厂的发展趋势柔性化敏捷化智能化信息化未来的制造业将成为由信息主导的并采用先进制造系统、先进生产模式、先进制造技术的一个全新的制造业。21世纪初制造业的重要特征表现在它的全球化、网络化、虚拟化、智能化以及环保协调的绿色制造等方面。信息化的实现有利于未来制造业在竞争中更具竞争力。智能工厂的发展趋势柔性化敏捷化智能化信息化物联网服务互联网智能物料APP平台智能产品APP平台信息物理生产系统智能工厂APP平台基于语义的PLM、ERP、QMS、ERP物联网和服务网是智能工厂的信息技术基础与生产计划、物流、能源和经营相关的ERP（企业资源计划）、SCM（供应链系统）、CRM（客户关系管理）等，和产品设计、技术相关的PLM（产品生命周期管理）处在最上层，与服务网紧紧相连。与制造生产设备和生产线控制、调度、排产等相关的PCS（过程控制系统）、MES（制造信息管理系统）功能通过CPS物理信息系统实现。这一层与工业物联网紧紧相连。从制成品形成和产品生命周期服务的维度，智能工厂还需要和具有智能的原材料供应，以及智能产品的售后服务这些环节构成实时互连互通的信息交换。而具有智能的原材料供应和智能产品的售后服务，具有充分利用服务网和物联网的功能。智能产品、智能服务

工厂/企业间智能协作

工厂内智能生产

新材料、新工艺、新装备等工业基础制造服务化组织分散化制造资源云化过程虚拟化产品个性化三智能制造转型升级路径图

在许多方面，我们经常凭本能反应办事。所谓积累了20年的经验，很可能只是将一年的经验重复了20年。

——戴明博士W．Edwards．Deming愚蠢的人（INSANTITY）重复同样的方法，但期待有不同结果的人主要完成部门级应用，每个应用针对一个单一部门的功能信息不集成，孤岛现象严重完成产供销的集成，但是缺乏从研发到售后的全价值链的贯通有些做到了业务财务一体化，有些财务系统还没有集成系统对业务的支持较弱完成了制造业研、产、供、销服的全价值链业务财务一体化系统分析有了长足的进步，可以提供据侧支持采用物联网技术，考虑智能制造不仅有人机交互，还有大量机器与机器的数据交互大数据将解决预测性问题工业3.0工业4.0万物互联的智能制造人人交互，人机交互，机器与机器交互实时的大数据预测创新驱动，智能制造产供销集成阶段制造业全价值链阶段

信息孤岛阶段物联网阶段工业4.0阶段实现智能制造需要跨越五个阶段标准化、模块化和数字化是实现工业4.0的基础和前提标准化模块化自动化数字化信息化智能化先有高要求的用户，才会有提高质量的现实动力。提高质量要减少人为的干扰，提高自动化水平是途径之一；要提高质量就要学会用数据和事实说话。产品质量要求高、更新快、批量多、自动化程度高，慢慢地就走入智能化.....精益试点LeanpilotProject精益生产LeanProduction精益管理LeanManagement精益供应链LeanSupplyChain世界级企业精益路径图在车间、样板线层面导入精益工具和方法。通过5S、目视管理和快速换模的推进，消除现场浪费，提高生产效率，培养团队合作，强化员工士气和自律，是企业走上精益之路的第一步。在生产系统层面导入精益。通过价值流图分析，设计工厂的精益路径，并进行多模块、多层级系统推进，从而优化生产流程、缩短交期、提高生产效率和质量、降低成本和设备故障率。并培养精益生产人才队伍。在集团整体层面导入精益管理系统。涵盖运营系统、管理架构、企业文化三大方面。对企业精益变革进行顶层设计，并推动战略、文化、人才育成、运营、供应、创新、信息管理等子系统的持续改善，将精益原则、系统、工具方法植入整个企业的经营管理中。在供应链层面导入精益。对全价值链进行设计整合，构建面向供应商的精益标准、运营推进、人才支援、评价考核体系，帮助供应商提高精益管理水平，减少、消除整个价值链的浪费，用尽可能少的资源最大程度地满足顾客多变的需求，最终提高全供应链的竞争力。第一步：系统的精益规划第一步：系统的精益规划阶段一阶段二阶段三阶段四阶段五氛围提升试点突破全面推广精益价值链持续改进导入前准备工作完成，确定项目成功的要素及氛围提升措施精益示范区成功建立，测试精益管理模式，坚定中高层推进精益决心在工厂范围建立全面的改善氛围，建立全公司精益运营系统从原材料采购到成品客户精益供应链全系统导入，获得市场竞争优势精益工作模式建立，在固化改善成果的基础上建立持续改进机制工序１乱流工序２工序３工序４横向持有←多台持有a1a2a3a4a5a6b1b2b3b4c1c2c3d1d2d3d4第二步：工序的流动化、简洁化ABCD标杆生产线（纵向持有）←多工序持有整流库存山工序物的流动没有库存a1b1c1d1a2b2c2d2a3b3c3d3第二步：工序的流动化、简洁化A工序在制品AB工序在制品B在制品A材料材料A工序B工序C工序在制品B完成品完成品C工序第二步：工序的流动化、简洁化1天的工作60%25%真正的业务20%教育·培训5%碰头会（沟通会）移动调查准备·收拾辅助作业事务处理事后处理休息离席基本机能辅助机能真的在进行产生价值的工作么？管理·间接部门的生产效率实际状况第三步：职能部门的效率化第三步：职能部门的效率化直产部门（生产线）现场营销生产开发※制造业所说的直接部门，指的是营销、生产、开发。职能支援管理·间接部门（部门科室）要因层面结果层面人Man设备Machine材料Material方法Method衡量尺度Measurement职能部门（示例）P生产生产管理Q质量质量保证·管理C成本成本管理（财务）D交期物流·进度管理事务S安全安全卫生M积极性总务职能部门（示例）人事·教育工艺·保全资材·采购生产调查部工厂管理部←技术员办公室经营规划※管理·间接部门就是职能部门※管理·间接部门也叫作管理部门、业务部门贡献（预先管理·进度管理·事后管理）※本来，所谓管理就并非统辖职能（control），而是服务职能（administration）＝着眼点在于假说·实践·验证的流程。问题·课题的可视化（give＆take）〈办公室〉流程标准化操作标准化精益化布局规范化目视化管理规范化设备点检作业指导书员工技能评定标准化特殊工序操作规范QC工程图标准作业职责、制度、表单、工具、方法标准化等快速切换标准化现场管理规范化生产计划制订流程标准化生产质量管理流程标准化生产设备维护流程标准化生产物料供应流程标准化生产作业实施流程标准化生产安全管理流程标准化生产过程控制流程标准化……第四步：职能、现场标准化第五步：自动化改造升级（根据产品生命周期、企业实际情况、投入产出比等）第六步：工厂的透明化（ERP/MES的导入）第七步：