工業(yè)和二化融合案例

工業(yè)4.0和二化融合（南通案例）2023/1/131上海長(zhǎng)寧創(chuàng)意研發(fā)室樊國(guó)成2014-12-17工業(yè)4.02023/1/132工業(yè)4.0是德國(guó)提出的工業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略計(jì)劃德國(guó)學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界認(rèn)為，前三次工業(yè)革命的發(fā)生，分別源于機(jī)械化、電力和信息技術(shù)。他們將18世紀(jì)引入機(jī)械制造設(shè)備定義為工業(yè)1.0，20世紀(jì)初的電氣化為2.0，始于20世紀(jì)70年代的生產(chǎn)工藝自動(dòng)化定義為3.0，而物聯(lián)網(wǎng)和制造業(yè)服務(wù)化迎來了以智能制造為主導(dǎo)第四次工業(yè)革命，或革命性的生產(chǎn)方法，即“工業(yè)4.0”。德國(guó)“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略旨在通過充分利用信息通訊技術(shù)和信息物理系統(tǒng)（CPS）相結(jié)合的手段，推動(dòng)制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型。2023/1/133兩化融合兩化融合是我國(guó)提出的工業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略計(jì)劃2023/1/134德國(guó)工業(yè)4.0與中國(guó)兩化內(nèi)容是一樣的：如出一轍、異曲同工、殊途同歸。工業(yè)4.0是什么？1、工業(yè)4.0是網(wǎng)絡(luò)工業(yè)4.0是什么，看看南通案例吧工廠網(wǎng)絡(luò)2023/1/136網(wǎng)絡(luò)層2023/1/1371.1、一次傳感器與控制器之間的互聯(lián)2023/1/138工業(yè)4.0的核心是單機(jī)智能設(shè)備的互聯(lián)，不同類型和功能的智能單機(jī)設(shè)備的互聯(lián)組成智能生產(chǎn)線，不同的智能生產(chǎn)線間的互聯(lián)組成智能車間，智能車間的互聯(lián)組成智能工廠。DCS控制系統(tǒng)2023/1/139智能車間2023/1/13101.2、設(shè)備和產(chǎn)品品的互聯(lián)2022/12/3111工業(yè)4.0的意味著智能能工廠能夠自自行運(yùn)轉(zhuǎn)，零零件與機(jī)器可可以進(jìn)行交流流。由于產(chǎn)品品和生產(chǎn)設(shè)備備之間能夠通通信，使得產(chǎn)產(chǎn)品能理解制制造的細(xì)節(jié)以以及自己將被被如何使用。。同時(shí)，它們們能協(xié)助生產(chǎn)產(chǎn)過程，回答答諸如“我是什么時(shí)候候被制造的”、“哪組參數(shù)應(yīng)該該被用來處理理我”、“我應(yīng)該被傳送送到哪”等等問題。智能倉(cāng)庫2022/12/31121.3、虛擬擬和現(xiàn)現(xiàn)實(shí)的的互聯(lián)聯(lián)2022/12/3113信息物物理系系統(tǒng)（（CPS）是工工業(yè)4.0的核心心，它它通過過將物物理設(shè)設(shè)備連連接到到互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)上上，讓讓物理理設(shè)備備具有有計(jì)算算、通通信、、控制制、遠(yuǎn)遠(yuǎn)程協(xié)協(xié)調(diào)和和自治治等五五大功功能，，從而而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)虛擬擬網(wǎng)絡(luò)絡(luò)世界界與現(xiàn)現(xiàn)實(shí)物物理世世界的的融合合。信信息物物理系系統(tǒng)（（CPS）可以以將資資源、、信息息、物物體以以及人人緊密密聯(lián)系系在一一起，，從而而創(chuàng)造造物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)及及相關(guān)關(guān)服務(wù)務(wù)，并并將生生產(chǎn)工工廠轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)闉橐粋€(gè)個(gè)智能能環(huán)境境，是是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)設(shè)備備、產(chǎn)產(chǎn)品、、人協(xié)協(xié)調(diào)互互動(dòng)的的基礎(chǔ)礎(chǔ)。工業(yè)4.0自動(dòng)化化-信息物物理系系統(tǒng)（（CPS）信息物物理系系統(tǒng)（（CyberPhysicalSystem，CPS）強(qiáng)調(diào)調(diào)物理理過程程與信信息間間的反反饋。。2008年美國(guó)國(guó)加利利福利利亞大大學(xué)的的Lee.E在其技技術(shù)報(bào)報(bào)告《信息物物理系系統(tǒng)：：設(shè)計(jì)計(jì)挑戰(zhàn)戰(zhàn)》中指出出：信信息物物理系系統(tǒng)是是計(jì)算算和物物理過過程的的整合合集成成。嵌嵌入式式計(jì)算算機(jī)和和網(wǎng)絡(luò)絡(luò)對(duì)物物理過過程進(jìn)進(jìn)行監(jiān)監(jiān)測(cè)和和控制制。從自動(dòng)動(dòng)化技技術(shù)的的觀點(diǎn)點(diǎn)看，，CPS是一種種工程程系統(tǒng)統(tǒng)，由由一個(gè)個(gè)嵌入入在物物體中中的計(jì)計(jì)算和和通信信的內(nèi)內(nèi)核，，以及及物理理環(huán)境境中的的結(jié)構(gòu)構(gòu)所監(jiān)監(jiān)測(cè)和和控制制。（（KarlHenrikJohansson，2011）以信息息物理理生產(chǎn)產(chǎn)系統(tǒng)統(tǒng)CPPS為模型型構(gòu)建建智慧慧工廠廠，或或者數(shù)數(shù)字化化工廠廠2022/12/31151.4、萬物互互聯(lián)（（IOE，InternetofEverything）2022/12/3116信息技技術(shù)發(fā)發(fā)展的的終極極目標(biāo)標(biāo)是實(shí)實(shí)現(xiàn)無無所不不在的的連接接，所所有產(chǎn)產(chǎn)品都都將成成為一一個(gè)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)終終端。。萬物物互聯(lián)聯(lián)就是是人、、物、、數(shù)據(jù)據(jù)和程程序通通過互互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)聯(lián)接接在一一起，，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)人類類社會(huì)會(huì)所有有人和和人、、人和和物以以及物物和物物之間間的互互聯(lián)，，重構(gòu)構(gòu)整個(gè)個(gè)社會(huì)會(huì)的生生產(chǎn)工工具、、生產(chǎn)產(chǎn)方式式和生生活場(chǎng)場(chǎng)景。。2、工業(yè)4.0是集成成2022/12/3117“工業(yè)4.0”將無處處不在在的傳傳感器器、嵌嵌入式式終端端系統(tǒng)統(tǒng)、智智能控控制系系統(tǒng)、、通信信設(shè)施施通過過CPS形成一一個(gè)智智能網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，，使人人與人人、人人與機(jī)機(jī)器、、機(jī)器器與機(jī)機(jī)器以以及服服務(wù)與與服務(wù)務(wù)之間間能夠夠互聯(lián)聯(lián)，從從而實(shí)實(shí)現(xiàn)橫橫向、、縱向向和端端對(duì)端端的高高度集集成。。2.1、縱向集集成2022/12/3118縱向向集集成成是是一一個(gè)個(gè)公公司司擁擁有有一一個(gè)個(gè)供供應(yīng)應(yīng)鏈鏈各各個(gè)個(gè)部部分分的的方方法法。。一一個(gè)個(gè)高高度度縱縱向向集集成成的的企企業(yè)業(yè)，，可可以以控控制制從從原原料料準(zhǔn)準(zhǔn)備備到到產(chǎn)產(chǎn)品品零零售售的的全全部部行行動(dòng)動(dòng)。?？煽梢砸允故构舅驹谠谫I買賣賣交交易易市市場(chǎng)場(chǎng)中中的的交交易易成成本本降降到到最最低低，，它它對(duì)對(duì)于于更更好好地地控控制制物物流流、、交交流流信信息息和和降降低低成成本本有有利利。。工業(yè)業(yè)4.0所要要追追求求的的就就是是在在企企業(yè)業(yè)內(nèi)內(nèi)部部實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)所所有有環(huán)環(huán)節(jié)節(jié)信信息息無無縫縫鏈鏈接接，，這這是是所所有有智智能能化化的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)。。2.2、橫向向集集成成2022/12/3119在市市場(chǎng)場(chǎng)競(jìng)競(jìng)爭(zhēng)爭(zhēng)牽牽引引和和信信息息技技術(shù)術(shù)創(chuàng)創(chuàng)新新驅(qū)驅(qū)動(dòng)動(dòng)下下，，每每一一個(gè)個(gè)企企業(yè)業(yè)都都是是在在追追求求生生產(chǎn)產(chǎn)過過中中的的信信息息流流、、資資金金流流、、物物流流無無縫縫鏈鏈接接與與有有機(jī)機(jī)協(xié)協(xié)同同，，在在過過去去這這一一目目標(biāo)標(biāo)主主要要集集中中在在企企業(yè)業(yè)內(nèi)內(nèi)部部，，但但現(xiàn)現(xiàn)在在這這一一遠(yuǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不不夠夠了了，，企企業(yè)業(yè)要要實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)新新的的目目標(biāo)標(biāo)：：從從企企業(yè)業(yè)內(nèi)內(nèi)部部的的信信息息集集成成向向產(chǎn)產(chǎn)業(yè)業(yè)鏈鏈信信息息集集成成，，從從企企業(yè)業(yè)內(nèi)內(nèi)部部協(xié)協(xié)同同研研發(fā)發(fā)體體系系到到企企業(yè)業(yè)間間的的研研發(fā)發(fā)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)，，從從企企業(yè)業(yè)內(nèi)內(nèi)部部的的供供應(yīng)應(yīng)鏈鏈管管理理與與企企業(yè)業(yè)間間的的協(xié)協(xié)同同供供應(yīng)應(yīng)鏈鏈管管理理，，從從企企業(yè)業(yè)內(nèi)內(nèi)部部的的價(jià)價(jià)值值鏈鏈重重構(gòu)構(gòu)向向企企業(yè)業(yè)間間的的價(jià)價(jià)值值鏈鏈重重構(gòu)構(gòu)。。2.3、端端到到端端集集成成2022/12/3120端到到端端就就是是圍圍繞繞產(chǎn)產(chǎn)品品全全生生命命周周期期的的價(jià)價(jià)值值鏈鏈創(chuàng)創(chuàng)造造，，通通過過價(jià)價(jià)值值鏈鏈上上不不同同企企業(yè)業(yè)資資源源的的整整合合，，實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)從從產(chǎn)產(chǎn)品品設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)、、生生產(chǎn)產(chǎn)制制造造、、物物流流配配送送、、使使用用維維護(hù)護(hù)的的產(chǎn)產(chǎn)品品全全生生命命周周期期的的管管理理和和服服務(wù)務(wù)。。例如如，，與與客客戶戶簽簽訂訂合合同同--項(xiàng)目目組組成成立立—施工工管管理理--客戶戶驗(yàn)驗(yàn)收收--質(zhì)保保期期結(jié)結(jié)束束的的整整個(gè)個(gè)管管理理過過程程。。把把前前期期和和客客戶戶的的要要求求，，談?wù)勁信校?，作作為為?xiàng)項(xiàng)目目的的前前端端，，項(xiàng)項(xiàng)目目結(jié)結(jié)束束后后可可以以和和客客戶戶簽簽訂訂服服務(wù)務(wù)合合同同3、工業(yè)4.0是數(shù)據(jù)2022/12/3121從工業(yè)1.0、2.0、3.0演進(jìn)的角角度來看看，這一一認(rèn)識(shí)不不無道理理，數(shù)據(jù)據(jù)是區(qū)別別于傳統(tǒng)統(tǒng)工業(yè)生生產(chǎn)體系系的本質(zhì)質(zhì)特征。。在“工業(yè)4.0””時(shí)代，制制造企業(yè)業(yè)的數(shù)據(jù)據(jù)將會(huì)呈呈現(xiàn)爆炸炸式增長(zhǎng)長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。。3.1、產(chǎn)品數(shù)數(shù)據(jù)2022/12/3122產(chǎn)品數(shù)據(jù)據(jù)，包括括設(shè)計(jì)、、建模、、工藝、、加工、、測(cè)試、、維護(hù)、、產(chǎn)品結(jié)結(jié)構(gòu)、零零部件配配置關(guān)系系、變更更記錄等等數(shù)據(jù)。。產(chǎn)品的的各種數(shù)數(shù)據(jù)被記記錄、傳傳輸、處處理和加加工，使使得產(chǎn)品品全生命命周期管管理成為為可能，，也為滿滿足個(gè)性性化的產(chǎn)產(chǎn)品需求求提供了了條件。。產(chǎn)品數(shù)據(jù)據(jù)記錄2022/12/31233.2、運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)據(jù)2022/12/3124包括組織織結(jié)構(gòu)、、業(yè)務(wù)管管理、生生產(chǎn)設(shè)備備、市場(chǎng)場(chǎng)營(yíng)銷、、質(zhì)量控控制、生生產(chǎn)、采采購(gòu)、庫庫存、目目標(biāo)計(jì)劃劃、電子子商務(wù)等等數(shù)據(jù)。。工業(yè)生生產(chǎn)過程程的無所所不在的的傳感、、連接，，帶來了了無所不不在的數(shù)數(shù)據(jù)，這這些數(shù)據(jù)據(jù)會(huì)創(chuàng)新新企業(yè)的的研發(fā)、、生產(chǎn)、、運(yùn)營(yíng)、、營(yíng)銷和和管理方方式。PLC數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)營(yíng)2022/12/31253.3、價(jià)值鏈數(shù)數(shù)據(jù)2022/12/3126包括客戶、、供應(yīng)商、、合作伙伴伴等數(shù)據(jù)。。企業(yè)在當(dāng)當(dāng)前全球化化的經(jīng)濟(jì)環(huán)環(huán)境中參與與競(jìng)爭(zhēng)，需需要全面地地了解技術(shù)術(shù)開發(fā)、生生產(chǎn)作業(yè)、、采購(gòu)銷售售、服務(wù)、、內(nèi)外部后后勤等環(huán)節(jié)節(jié)的競(jìng)爭(zhēng)力力要素。大大數(shù)據(jù)技術(shù)術(shù)的發(fā)展和和應(yīng)用，使使得價(jià)值鏈鏈上各環(huán)節(jié)節(jié)數(shù)據(jù)和信信息能夠被被深入分析析和挖掘，，為企業(yè)管管理者和參參與者提供供看待價(jià)值值鏈的全新新視角，使使得企業(yè)有有機(jī)會(huì)把價(jià)價(jià)值鏈上更更多的環(huán)節(jié)節(jié)轉(zhuǎn)化為企企業(yè)的戰(zhàn)略略優(yōu)勢(shì)。3.4、外部數(shù)據(jù)2022/12/3127包括經(jīng)濟(jì)運(yùn)運(yùn)行、行業(yè)業(yè)、市場(chǎng)、、競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手手等數(shù)據(jù)。。為了應(yīng)對(duì)對(duì)外部環(huán)境境變化所帶帶來的風(fēng)險(xiǎn)險(xiǎn)，企業(yè)必必須充分掌掌握外部環(huán)環(huán)境的發(fā)展展現(xiàn)狀以增增強(qiáng)自身的的應(yīng)變能力力。大數(shù)據(jù)據(jù)分析技術(shù)術(shù)在宏觀經(jīng)經(jīng)濟(jì)分析、、行業(yè)市場(chǎng)場(chǎng)調(diào)研中得得到了越來來越廣泛的的應(yīng)用，已已經(jīng)成為企企業(yè)提升管管理決策和和市場(chǎng)應(yīng)變變能力的重重要手段。。4、工業(yè)4.0是創(chuàng)新2022/12/3128——產(chǎn)品工業(yè)4.0”的實(shí)施過程程實(shí)際上就就是制造業(yè)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展展的過程，，制造技術(shù)術(shù)、產(chǎn)品、、模式、業(yè)業(yè)態(tài)、組織織等方面的的創(chuàng)新將會(huì)會(huì)層出不窮窮。4.1、技術(shù)創(chuàng)新2022/12/3129——技術(shù)創(chuàng)新。。未來工業(yè)4.0的技術(shù)創(chuàng)新新在三條軌軌道上進(jìn)行行，一是新新型傳感器器、集成電電路、人工工智能、移移動(dòng)互聯(lián)、、大數(shù)據(jù)不不斷演進(jìn)。。二是傳統(tǒng)統(tǒng)工業(yè)在信信息化創(chuàng)新新環(huán)境中，，不斷優(yōu)化化創(chuàng)新流程程、創(chuàng)新手手段和創(chuàng)新新模式。三三是傳統(tǒng)工工業(yè)與信息息技術(shù)的融融合發(fā)展，，它既包括括信息物理理空間（CPS）、智能工工廠整體解解決方案等等一系綜合合集成技術(shù)術(shù)。4.2、產(chǎn)品創(chuàng)新2022/12/3130信息通信技技術(shù)不斷融融入工業(yè)裝裝備中，推推動(dòng)著工業(yè)業(yè)產(chǎn)品向數(shù)數(shù)字化、智智能化方向向發(fā)展，使使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)構(gòu)不斷優(yōu)化化升級(jí)西門子創(chuàng)新新2022/12/31314.3、模式創(chuàng)新2022/12/3