智能制造数字化转型智能工厂信息化顶层设计方案

一、智能制造“想”二、智能制造“响”三、智能制造“做”01智能制造：想制造是什么

消费者

经营

产品PDCA、5W2H、6S、ISO9000人，机，料，法，环制造原材料质量半成品交期成品环保安全成本

AI人工智能BigDate大数据AR、VR

数字双胞胎

区块链

互联网思维

用户体验生存

管理发展Clound云虚拟仿真

物联网

边缘计算量子

机器人中国智造2025，一带一路，供给侧，5G，工业互联网，工业4.01-1智能制造“想”（制造是什么）1-2智能制造“想”（国家政策）中国《中国制造2025》美国《工业互联网》德国《工业4.0》共同的目标，通过智能制造战略，实现制造强国！中国：2025智能制造（软硬）；德国：工业4.0（硬件）；美国：工业互联网（软件）数字化工厂—自动化工厂—智能工厂—黑灯工厂—无人工厂—工业4.0制造—质造—智造—自造先进制造业+互联网+云平台=工业互联网智能制造—实现制造业强国的发展战略1-3智能制造“想”（国内水平）1-机械化2-电气化3-自动化4-智能化中国智能制造发展整体态势：水平参差不齐1988-1997年1998-2011年1978-1987年2012年

手工管理部门级软件企业内部ERP两化融合“互联网+”中国制造2025工业互联网郎丰利1-4智能制造“想”（传统工厂问题点）A、一体化生产计划管控目前缺少对生产计划一体化管理体系。进度执行反馈及异常处理慢。经常花费大量时间来开计划沟通会议，无法正确判断接单的情况，计划管理沟通成本高。B、物料管理的精益化库存管理粗放，物料缺乏有效标示手段。在制品状态信息不透明，在制品更换载具后无法进行跟踪。仓库与工序间的拉动衔接不够完善。C、产品全过程质量管理体系和追溯体系检验数据手工进行管理，出现的不良品不能进行有效的管控。质量主要以事后检验为主，缺乏有效的控制手段。整个生产过程中未建立起完整的质量追溯体系。不能对工艺不良进行详细履历追踪。D、生产过程透明化生产过程加工工艺参数还无法进行采集，过程质量得不到及时控制。虽然自动化程度较高，但是未进行联网OEE分析缺失。制造现场的异常披露、预警、跟踪体系缺失。1-5智能制造“想”（转型升级）4-智能家电新热点趋势2016年下半年以来，钢、铜、铝等原材料成本都大幅上涨30%以上，劳动力成本也在飙升，这些都导致家电企业利润被大幅压缩。随着居民收入提高，对高端化家电的需求大大增加，家电企业需要加紧产品升级换代，走高端化路线。2-响应国家政策-中国制造2025智能家电正在成为最新的热点，消费者对高端、智能的家电需求将成为行业趋势。2017年，我们国家的家电生产企业将会朝着智能制造的方向发展。销售端呈现出多渠道与统合结合的发展特征，“线上+线下+物流+服务”相结合的新模式，是很多家电企业转型的最新思路。3-销售渠道“互联网+家电”融合1-成本上涨、产品升级的压力企业转型升级-智能制造成为家电行业的出路2020年，制造业重点领域智能化水平显著提升，试点示范项目运营成本降低30%，产品生产周期缩短30%，不良品率降低30%。到2025年，制造业重点领域全面实现智能化，试点示范项目运营成本降低50%，产品生产周期缩短50%，不良品率降低50%。注：珠江西岸的六市一区已获国家工信部批复开展“中国制造2025”试点示范，其中包括佛山（顺德）1-6智能制造“想”（转型升级）智能制造突破要瞄准3个功能系统和2个支撑系统智能制造云工业互联网云智能产品智能制造智能服务智能集成智能集成1-7智能制造“想”（转型升级）智能工厂方案的价值规划1-单元级2-车间级3-工厂级车间级绩效提升质检流程规范化，控制产品质量物流通畅，有效控制生产成本设备利用率提升车间生产运行可视化工厂级效益优化闭环质量管理体系总体存货水平降低产品成本实时反映有效缩短交货期工厂运营可视化高质、高效、透明化的制造单元以生产现场为核心的车间运行智能体系智能化精益工厂过程级/班组级绩效提升严格控制作业过程，提高制造过程质量生产过程可视化柔性线、柔性中心效益倍增1-8智能制造“想”（转型升级）智能制造执行系统工厂现存问题急需解决新技术推动生产方式变化大脑和中枢：MES+IOT转变生产方式，采用先进技术智能生产方式和装备集成在一起立足现在，展望未来，谋求发展智能工厂的核心:精益化+信息化+复合人才+知识积累+自动化+物联网+大数据+安全02智能制造“响”2-1智能制造“响”（信息化顶层设计）企业门户（Portal(OA)）基础数据管理财务管理销售订单管理生产/计划管理采购/库存管理质量/设备管理仓储管理(WMS)精益制造执行(MES)透明订制平台(CRM)主营业务系统人力资源管理（HR）设备资产管理（EAM）投资管理费用管理（HEC）视频会议记录综合治理系统产品研发管理（PLM/PDM）业务经营平台客户/经销商门户（B2B/B2C）管控平台商业智能分析(BI/Hadoop大数据)全面预算管理（Planning）报表合并中心（FM）信息安全及维护(等保及ITIL)支持平台业务流程管理（BPM)非结构化数据知识管理中心

（KM）移动商务（Mobile）中间件技术平台基础数据中心（GMD）企业服务总线（ESB）企业身份管理（ODM）企业搜索引擎（SES）个人主页

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一字型T型U型O型企业产线布局常见问题重复的搬运与无效的流动庞大的在制品储备生产效率低下，无法目视化设备闲置与紧张并存遵循精益生产原则最少的在制品储备最简化的生产物流最少的物料搬运最快捷地改变工艺流程最大化地利用空间最舒适、称心和安全的工作环境避免不必要的投资;激发工人劳动热情1--6条FMS卧加柔性线、27台各种规格卧式加工中心、两座立体自动货架、AGV物流小车、清洗设备等组成2--集中供毛坯，集中出成品，集中供刀具，集中排铁屑，集中排铁屑，集中排铁屑，集中排铁屑没有事先验证工厂布局，正式生产时各系统问题多多，需要经过长期调整才能达到设计目标：1、整体布局2、排班/人员计划3、产线产能4、工艺过程

（生产节拍）5、物流运输6、设备利用率7、降低库存（储存区、缓冲区）8、资源需求（水电气）2-7智能制造“响”（智能生产线）2-8智能制造“响”（设备二次改造）灶具自动试火台操作界面总体要求：1>

将整个试火工序拆分人工扫火和设备自动试火检测两个工序，其中设备为全自动化设备，产品从上线检测开始到检测结束，都由设备完成，无需人工操作，必要时可辅助人工观察。实现方式：a.人工扫火放置扫描枪，每次进行测试前进行条码扫描。测试完成后，按下“确认键”，信号传输至自动试火系统，并存储数据。b.设备自动试火部分，含两台设备，独立动作并存储测试数据，相互之间可以联接通讯。2>

检测效率高于现有人工检测效率10%以上，检测项目、次数可供选择，节拍可以根据检测项目和次数在40秒～100秒宽幅调整。实现方式：测试项目共4项，分别为：燃烧工况、点火率、熄火保护时间。上述项目均为可选项，并测试时间可设定。多台设备工作时能异步检测形成流水作业（前面已检测正常的产品能顺利通过后面的设备至下一工序，互不干涉），满足整条流水线的生产节拍

3>

设备适用于单系列炉具，通过操作界面切换产品参数和更换夹具可兼容多系列炉具。实现方式：a.夹具在托板上设计，可拆卸更换，灶具在托板上进行初定位；b.在前期装配中便用软管连接好产品;c.自动试火系统同时夹持托板和灶具，夹持灶具时，两侧定位，另外两侧采用挠性夹紧装置，夹持力度可调节（气缸，独立气路压力控制夹持力）d.增大夹持接触面积，减少局部压强，受力均匀；d.两台设置动作独立，不干扰。主要设备机构介绍2-9智能制造“响”（JIT拉动）采用条码扫描或射频识别技术，以生产计划和实际进度为统筹，智能调度仓储及物流自动化设备，建立智能物流管理体系；实现按客户需求出货，工序之间的半成品、车间到仓库、仓库到供应商的JIT拉动，加快生产物流流转速度，实现帐实一致及降低生产呆滞库存。客户需求拉动前后工序半成品JIT拉动原材料JIT拉动供应商送货JIT拉动备料预警看板2-10智能制造“响”（效益回报）应用包边机器人，生产节拍由240S缩短至80S，提升3倍，生产效率提升18倍；总体节省人工5人，应用钣金机器人，节省15人工岗位，减少人工拿取铝板的安全隐患，降低劳动强度，大幅提升产能，使用机器人进行上料、自动焊接、铣削焊疤、自动检测及下线等功能，实现焊接全工序自动化生产。应用绗架式机器人，，可节省人员10人，年度有形效益约100万元以上，产能可提升20%，由原先单班11人产出48根，提升至1人单班产出60根，人均效率提升350%。 生产效率提升104%，节省人员18人，，缩短生产工艺时间1天，用六轴机器人，配合零件自动立体料库与多台自动专机，建立一条摆臂组件自动装配生产线，，节省人员3人，2-11智能制造“响”（人才团队）

智能工厂建设需要复合型人才；

有专业的建设团队和人才队伍；人才结构体系变化；业务流程与部分业务模式变化；绩效体系变革；标准化工作是关键；行业不同，业务特点不同，切入点不同；智能制造委员会精益管理工艺工程自动化IT信息质量品检数据管理研发设计工程设备财务人事7、人员与系统的互联8、工厂与工厂的互联9、外部供应链的互联3-端到端集成2-12智能制造“响”（数字数据互联智能）1、机器与机器的互联2、机器与系统的互联3、机器与物料的互联4、人员与机器的互联5、系统与系统的互联6、物料与系统的互联1-横向集成2-纵向集成03智能制造“做”3-1智能制造“做”（业务蓝图）工业互联网平台虚拟仿真平台模块化/柔性化生产线在线自适应检测装备智能立体仓库智能制造业务蓝图：3-2智能制造“做”（实施方法）1-整体规划，分步实施整体规划：在项目建设之初，综合考虑计划、生产、品质、物流、设备和工艺等业务，建立一套统一的业务方案；分步实施：根据难易程度、紧迫程度、业务关联性等特性进行分批上线，减少新系统上线对应用部门的业务冲击；2-快速实施，强化运维快速实施上线，并加强上线维护的过程，充分的给业务部门一个适应、应用、固化的过程。3-建立业务改善小组，让系统与业务完全融合系统上线后，会暴露出很多业务上的问题，改善小组针对这些问题，及时协商出改善方案，制定改善策略，达到业务改善目的。4-实施过程中，通过流程闭环进行业务驱动在方案过程中，即充分考虑业务的流程闭环，建立后端拉动前端，前端驱动后端的业务执行模式。3-3智能制造“做”（目标三步曲）过程数据采集采集生产线体的投入产品数据。采集产品的工序加工数据。采集自制件的出入库数据。生产管理两小时检讨机制的建立工单的完工考核机制工艺数据积累现场可视化品质管控品质标准固化进入系统品质数据采集品质过程控制品质数据分析与追溯设备集成加工设备集成检测设备集成生产环境检测采集产线拉动配送产线拉动仓储物料JIT模式配送第1步：制造透明化物流标准化与精细化物流的实物管控与信息化物料齐套检讨基于第一阶段采集的大数据加以应用分析计划体系的完善应用APS实现智能排程，工单自动分派。拉式生产模式的变革（推动基于价值流的精益生产）数字化生产指挥调度中心建设。第2步：制造精益化产品的研发设计集成

实现基于个性化定制模式的研发制造一体化体系。设备自动化与生产系统控制的双向交互，生产指令底层化。

实现个性化柔性制造现场异常的闭环管控工艺数据的完善制造过程决策数据化、智能化第3步：制造智能化3-4智能制造“做”（8大维度）序号分类工作内容责任人计划时间1企业愿景和战略层面明确核心产品自主研发制造的方向2加大对研发、工艺、制造、质量的重视，要有战略耐心3管理重视基础管理，精益管理/计划管理/库存管理/早会管理/质量管理/绩效管理/设备维护保养管理等4维护保养管理：建立和完善设备、厂房的维护保养制度和落实5精益管理：5S、标识、安灯、周转器具等6核心技术加强对核心部件的技术研发支持和重视7加强对工艺和核心装备的自主开发能力和重视8完善部件的标准化和通用化，提升整机的模块化9质量展开全面质量管理和全生命周期质量管理，完善过程质量管理，追求零缺陷的质量理念。10制造车间加强质量意识，绩效指标关注过程质量11在过程中应用8D报告、pFMEA等质量分析工具12过程质量控制每小时抽三件的方式，SPC统计分析3-5智能制造“做”（8大维度）序号分类工作内容责任人计划时间13人才重视人才储备和人才培养，培养工艺、研发、制造、质量等专业型人才，做好人才池的储备14智能化/自动化/信息化以务实为主，实事求是，先对需求进行明确，过程实现透明化，关键数据进行抓取分析，部分工作实现自动化，下一步再考虑数据的深度挖掘利用，信息化的互联互通等。15提高自动化率，但要关注质量、成本、效率、安全、能耗等指标16结合实际需求拓展信息化系统的功能，解决系统利用率低的问题17MES的实施分步骤有序进行，第一阶段确保实现透明化工厂，第二阶段再进行优化组织18重视数据的采集和数据的深度挖掘分析19新工厂生产方式选择预装+总装生产方式，提高柔性和效率20参观细节：护目镜、耳机、保护鞋等21卫生间：保持整洁、清香22企业文化：展示可以好好进行设计23零件仓库：可考虑使用DPS取料系统24全球化加强对海外中高端市场的开拓和产品研发3-6智能制造“做”（数字化车间）数字化车间——模块化预装+柔性化总装生产线，实现小批量、多样化、定制化需求，提高生产效率柔性化生产线高精度压铸机自动弯管机自动冲压线自动铆接机自动检测装备原材料智能仓储装备制造执行系统（MES）SCADA数据采集与监视控制系统3-7智能制造“做”（虚拟现实仿真）数字分析数值仿真三维设计工艺仿真可视化装配数字化车间——设计、工艺数字化仿真和装配可视化仿真平台，缩短产品升级周期智能协同