2022智能工厂规划建设方案

智能工厂规划建设方案02022年7月制造技术的发展需求和趋势变化，带来制造业核心竞争力发生深刻变化制造需求：多品种多批量、高质量低成本、柔性制造快速响应、节能减排环境友好等制造业变化的速度比以往更快1制造企业建设智能工厂关键点01新建智能工厂要注意的问题1、非标自动化与机器人的应用；2、产线的布局与产品分类、产量；3、新工厂生产物流与仓储物流的匹配；4、车间的合理布局、层高；5、新产线的工人匹配、工序匹配等；6、基建的基本要求：强弱电、地基、空间等；7、投资与收益的精细核算；8、新工厂的流程规划与设计；厂房层高不足，立库等投资性价比不高；生产布局与物流布局没有有机的整合与协调；系统之间孤岛林立，业务交互性差；重复投资，重复建设；没有评估企业管理基础，目标过高与过大；盲目复制，无法真正落地；02智能工厂规划不足导致的几个问题2智能工厂的特点与内涵企业提升竞争力的手段而非目标需要规划、IT、自动化、精益等 部门通力合作覆盖企业全价值链涉及极其复杂的系统工程涉及诸多使能技术行业差异很大注：智能工厂是涵盖了数字化技术应用的柔性自动化工厂3智能制造的核心技术4Core

technology

of

Intelligent

manufacturing机器人Robot智能设备AIE传感器Sensor可编程控制器PLC工业总线IndustrialBus显示设备Display

Device3D打印增强/虚拟现实AR/VR数字孪生Digital

twins虚拟调试Virtual

commissioning工业互联网IndustryInternet物联网IOT云计算Cloud

Computing移动应用Mobile大数据Big

Data基于模型的企业MBE工业安全和防护Safety

&Protect制造操作管理MOM产品数据管理PDM基于知识的服务KBS环境和健康Environment

&

Health现代心理学和社会学Moden

Psychology

and

Sociology信息识别Info.Identification位置定位技术Postion

Location

Tech信息和通讯技术ICT电子数据交换EDI自动检测Automatic

Inspection自动物流技术Automatic

Logistics

Tech优化算法Optimization

Algorithm编码系统Coding

System产品构型BOMS电子交易系统E-trading

system智能工厂的建设难点1-自动化基础薄弱自动化加工设备覆盖率低一个流的改造尚未完成大量的质检靠手工完成各项资源靠人工调度车间成为

“黑匣子”5部分环节开始了机器换人，如焊接、喷涂、搬运、打磨等环节；装配环节的自动化程度还非常低；质检自动化，如视觉检测、激光检测等应用较少；生产线布局受制于场地建设，无法满足精益生产的要求；投资与收益在部分环节还不成正比。智能工厂的建设难点2-自动化与信息化断层某企业所有设备中可联网采集数据的比例不到30%。自动化与信息化分离；自动化没有为信息化布局；信息化没有明确对自动化的要求；设备种类多，老设备多，数据采集难度大；大量的采集数据无法有效利用；信息化无法有效的发挥自动化的优势；缺少统一的生产操作管控层；大部分企业自动化现状自动化与信息化断层结论6智能工厂的建设难点3-信息化进入“深水区”结论信息化与工业化尚未真正融合7大量企业信息化现状信息化覆盖面较低；部分系统的应用效果没有达到预期（如MRP)；信息系统的使用者90%以上是执行人员；系统流程断点；系统数量多，集成成为较大的障碍；重建设、轻运维，系统陷入恶性循环；信息化与业务尚未充分融合；智能工厂的建设难点4-标准化与数据质量较差缺少数据标准、一物多码；作业标准执行不到位；缺失设备管理标准，集成难度大；流程复杂、职权利不匹配；质检标准执行不到位，批次质量问题多。标准化：作业标准化流程标准化数据标准化设备标准化工艺标准化质检标准化一物多码现象普遍存在，系统中数据无法相信；数据分散在多个系统中，管理混乱；数据无法为决策所服务，甚至导致错误决策；数据安全问题缺乏统一管理，存在隐患。数据治理：主数据标准数据清理编码规则数据自动化采集数据集市数据模型可信的主数据监管清洗整理共享8业务部门领导缺少变革的魄力；没有成体系的管理思路；对信息化了解不够，没有“走出去”；缺少全局流程优化的观念；参与较少，认为是业务执行人员的工作；缺少智能工厂建设的专业人才；管理基础较为薄弱；智能工厂的建设难点5-业务模式的变革难9智能工厂的建设难点6-缺少整体的设计与规划缺少顶层的设计与规划；走弯路，重复投资与建设；没有明确的阶段性目标与长远目标；涉及到大量供应商，集成难度大；系统边界不清晰；组织治理架构不明确；建设过程不成“章法”；概念堆砌，没有与企业实际相结合；10智能工厂的推进与建设路径智能化互联化数字化建设阶段推进重点数字化自动化改造（机器人、自动化产线、自动化质检等）信息化系统的覆盖（ERP、MES、APS、SRM等）产品的数字化（传感、监测、人机交互）信息化与业务的深度融合互联化自动化与信息化的链接多个系统的集成（MES与ERP、CRM与ERP等）业务链条的打通与集成（OTD、产品全生命周期等）智能化基于深度学习的人工智能应用形成业务闭环与知识重用11核心业务的数字化系统建设；自动化改造，车间布局优化；两化深度融合；作业人员的减少；三大集成；各业务互联互通，形成“网”；数据与流程在企业中无缝流转；业务人员的减少；感知、分析、决策、学习；CPS系统；人工智能；管理人员的减少；123企业管理诊断与分析关键业务流程调研与梳理集团管控模式分析企业IT现状与能力评估全面识别企业与优秀企业差距业务诊断与需求分析现状评估架构整体规划412规划实施落地提出管理改进建议与目标识别关键IT支撑点与需求核心业务需求分析核心业务流程诊断分析构建完整的规划蓝图明确IT战略目标建立与业务匹配的IT应用架构构建IT系统运行基础的技术架构建立完善的IT治理架构确定项目，明确详细的实施计划三年一滚动，一年一调整IT年检建立完善的IT治理管理体系系统监理体制保证系统成功e-works智能工厂规划“四步曲“第一步现状评估：评价依据与参考13例：某企业智能工厂制造业务评估样例14第二步业务诊断与需求分析：业务模式设计15例：未来制造模式的设计与架构业务模式的实现需要流程的支撑，因此需要对一级流程进行规范化梳理16在流程梳理中需要明确未来智能工厂下业务模式实现的关键需求17第三步整体规划：首先要设计智能工厂总体目标与分项目标智能工厂战略目标范例分项目标设计智能工厂的愿景目标确定是进行智能工厂规划的核心和基点为支撑XX集团中长期发展战略目标，XX的长期目标是：以构建“成为国际著名的机电智能化系统解决方案的提供商”为目标，以模式创新为引领，以“万物互联、信息融合、虚实结合”为指导思想，以构建覆盖“智能设计、智能供应链、智能制造、智能管理、智能产品与服务”产品全生命周期无缝集成的虚拟信息系统为核心，推动XX商业模式、制造模式、运营模式、决策模式创新，实现XX的“产品个性化、设计协同化、供应敏捷化、制造柔性化、服务主动化、决策智能化”，打造“智能制造+互联网+绿色制造”的智能XX。18其次是设计智能工厂整体架构19必须要明确未来智能工厂要实现的核心指标设计智能工厂中所要实现和达到的核心指标数据关键工序自动化率达到80%以上；推进“少人化”，每条产线直接生产工人维持在8人以内，在基本不改变现有人员数量及生产面积的基础上产能将增加

3倍，产品达到20万套/年；每100万件产品残次品率不高于10件（含零部

件），质量水平达到99.98%以上（5西格玛）；生产线可靠性达到99%；可追溯性达到100%。20分项数字化系统设计要明确系统目标及系统边界21整体集成及系统边界设计是重点22需要开展数字化产线的规划产线平衡现状产线改造效果改造前现状：产线目前存在一些瓶颈工序，造成产线平衡不均匀，产能有限（20台每天）。改造效果：通过对瓶颈工序的自动化改造，将产线平衡中的瓶颈工序产能提升，从而整体提升产线的产能（40台每天）。23通过SLP分析，优化工厂与物流布局，减少无效搬运与流动，提升物流衔接紧密度，优化车间内部物流搬运周转效率同步开展工厂仓储物流规划设计24IT基础支撑架构设计25降低设备能耗降低设备维修成本提升研发效率降低质量成本PLM投资回收期2.14年投资内容目标项减少间接管理人员减少库存资金缩短工程变更时间MESIOTERP30%20%20%30%10%20%30%说明：按单条产品线进行投资估算26智能工厂实施效益评估示例：数字化系统投入效益分析实施保障：智能工厂标准体系建设产品设计标准数据采集标准软硬件集成标准数据库标准设备购置标准建立产品设计标准，核心包

括零部件名称、零部件结构、零部件整体的标准化和通用化等。通用标准明确数据采集手段，包括：各类智能触发终端、专用工业自动化数据采集仪、各类传感器、触摸或非触摸式的

PC终端、设备端工控机界面、各类型号的PLC、系统中实

时数据录入。标准化要求智能化评价标准通过标准明确集成方面坚持开放协议和标准。确保集成商提供所有源代码和密码。避免多套不同类型数据库。通过标准明确所采购的设备具

备灵活性和可扩展性，易用性，已编程性。拥有网络安全模块。应用程序易于开发。达成数字化产品与服务、数字化装备及产线、数字化车间、数字化工厂、数模化设计、管理及供应链、数据化决策。27研发设计导入IPD研发模式，梳理零部件库及企业标准库，为实施PLM系统做好铺垫；开展三维工艺预研究；实现康尼研发业务全球异地协同。实施PLM系统，实现设计制造一体化管理；实施基于MBD的三维工艺管理；梳理产品仿真领域及产品性能特征，为实施数字化验证提供基础；基于集团技术架构，逐步开展实施多学科仿真及验证，并形成康尼研究中心；开展各类预研究，通过各分子公司产品特征形成材料研究、产品研究、工艺研究等专项团队；供应链深化应用SRM系统构建采购协同平台；开展客户关系管理系统前期准备工作。初步构建康尼自动立体库管理系统；完成CRM、电子商务平台实施，实现对客户及市场信息、客户订货、发运的统一管理实现自动立体库系统与wms系统进行集成实现仓储及配送管理自动化；实现CRM及SRM与外部TMS系统集成，实现物流信息的实时监控生产制造MES、APS、SCADA上线应用，实现制造过程状态以及生产异常等信息实时采集与全过程的动态监控；构建虚拟工厂雏形，实现了虚拟工厂与物理车间的数据联动关键工序基本通过机器换人实现无人化，引进AGV/立库等实现厂内物流自动化；能源实现数字化管控；制造资源实现了全数字化与可视化，可通过虚拟工厂指挥智慧物理工厂；工序间通过自动化改造实现了无缝连接；建立制造大数据中心，实现了生产系统（含制造设备）的自我学习、诊断、资源优化与过程资助决策；制造纵向业务实现无缝双向集成。产品与服务完成门系统管理系统开发，并进行试点应用；启动SLM系统选型和初步实施。积累系统应用经验，优化系统和业务流程。智能产品覆盖国内产品和客户；SLM系统二期与电商对接，推广APP应用；智能产品管理系统升级优化；推动服务外包等新型业务模式。综合管理梳理核心管理流程；明确全面预算管理模式和需求；推进集团化HR系统的实施和应用深化应用MDM,与MES、CRM等系统集成；推进BPM系统的深化应用，流程的固化实施全面预算管理系统实施BI系统；推进HR、BPM、MDM等核心系统的深化应用；推进后勤管理系统的实施和应用2016~20172018~20202021~2025实施计划：智能工厂实施计划28典型案例：某轨道交通企业历时9年的数字化工厂建设历程城轨车辆电动双开塞拉门CRH3高速动车组2009年2010年2011年2012年2013年2014年2015年2016年2017年信息化整体规划BPM系统监SCM系统选型PDM系统监理ERP系统监理ERP系统深化应用 两化融合体系贯标康尼制造2025规划自动化改造IT基础架构规划理PDM系统选型数据中心监理SRM系统监理PDM系统深化应用数字化工厂建设自动化改造互联互通设计IT治理架构规划MES系统监理HR系统监理集团信息化规划BW系统监理企业门户系统监理 远程监控中心建设MES系统监理数据规范数据规划主数据规划存储备份监理MDM系统监FRACAS系统监理 自动化改造SCADA系统监理大数据分析PM系统论证年度评估集团信息化标准理IT治理组织建设 MES系统实施论证虚拟仿真系统监理可视化工厂PDM与三维主数据标准实施灾备中心建设年底评估 SRM系统深化应用文档加密系统监理3D打印与虚拟实验室CAD论证年度评估年底评估年底评估SRM系统深化应用年底评估全球协同设计智能制造整体投入1.2亿，取得了明显效益企业整体收入由2009年4亿增长为18亿，市场份额由第三升为第一（以下为2014年年底对比数据）；工厂人均产值98万增长为200万，减员600人；运营成本降低12.57%，节约费用4104万；研发周期缩短28.6%，由43天提升为30.7天；设计更改率降低12%，由4.59降低为2.97；生产效率提升29.71%，创造收益3220万每年；产品不良率降低45.26%，产品合格率提升为98.88%；能源耗用降低6.93%，每年节约费用219.8万；统计显示2015年-2017年，项目最少创造收益1.462亿。29主营产品是城轨车辆门和高铁车门，市场占有率世界第一。是国家标准《城市轨道车辆客室侧门》、《城市地铁车辆电动客室侧门行业技术规范》主要制定单位，并与主机厂共同制定了《动车组车门》行业标准。信息化评估整体规划年度计划IT治理框架与能力建设核心项目成功应用业务变革与提升定期评估与纠偏；评估重点：1、发现问题，总结经验；2、明确信息化框架与目标规划重点：1、公司管控要求对应系统部署模式；2、明确详细计划与阶段目标；3、结合业务明确系统实施关键点与基础；年度计划重点：1、结合实际情况制定年度计划（实施纲领）；2、明确年度任务和预算；3、列入年度计划中项目要纳入考核体系；重点：1、明确公司IT建设标准与制度；2、IT部门能力需匹配要求；3、要严格考核，保证体系完整执行；重点：1、保证每一个项目成功实施；2、信息化决策、控制、激励机制到位；3、推动管理变革与改进；4、业务与IT的共同努力；定期纠偏重点：1、结合实际情况调整规划与计划；2、定期评估差距，评估方向；3、重大系统要多次评估；2017年度华阳通用公司按照信息化规划启动了多个业务系统建设：为提升研发竞争力，华阳通用2016年启动了PLM；为实现车间透明化和精益化，华阳通用2016年启动了MES；为实现采购协同及供应商生命周期管理，2016年启动了SRM；质量年（2017）华阳通用电子计划启动QMS建设；在奥迪完成审厂后对物流信息化提出要求，2017年会启动WMS建设；