智能工廠總體規(guī)劃及實施指南

智能工廠總體規(guī)劃及實施指南第一部分第一部分國家智能制造標準化體系簡介智能制造的兩個核心路線智能制造的兩個核心路線一個綱要一個綱要國家智能制造標準體系建設指南一個指南國家智能制造標準體系建設指南一個指南我國政府對智能制造的推動、我國政府對智能制造的推動、扶持政策《智能制造試點示范201X專項行動實施方案》《促進中小企業(yè)國際化發(fā)展五年（2016-2020）《中共中央關于制定國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃的建議》《機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016-2020）》《關于深化制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展的指導意見》《智能制造發(fā)展規(guī)劃（2016－2020）年》我省地方政府層面我省地方政府層面《中國制造2025江蘇行動綱要》《中國制造2025蘇南城市群試點示范實施意見》2015-2017江蘇省示范智能車間評審及扶持組織、成立智能制造人才培訓基地《南京市建設中國智能制造名城規(guī)劃》2015-2017南京市智能工廠建設單位評審及扶持蘇州、無錫、鎮(zhèn)江、南通、泰州、鹽城等城市分別制定智能制造的發(fā)展規(guī)劃并出臺扶持政策2015年12月份頒布2015年12月份頒布《國家智能制造標準體系建設指南》核心目標重要意義核心目標重要意義1、確定了標準化建設的總體目標及1、確定了標準化建設的總體目標及建設路徑；2、明確了標準化所涉及的領域，并劃分體系；3、對主要核心標準的建設目標給出了定性的指導；從技術層面支撐中國制造2025既定的戰(zhàn)略目標，以促進實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等新一代信息技術過程的融合，并充分應用自動化、智能化技術，最終促進實現(xiàn)縮短產(chǎn)品研發(fā)周期、提高生產(chǎn)效率及質量、降低能耗的目的。1、實現(xiàn)智能制造技術引領和創(chuàng)新驅2、是智能制造實現(xiàn)互聯(lián)互通的必要智能化的技術保障；4、是促進我國制造業(yè)參與競爭國際制高點的重要手段。本版權為研討人所有國家智能制造綜合標準化核心組織國家智能制造綜合標準化核心組織三個院所+九個標委會全國信息技術標準化技術委員會（全國信息技術標準化技術委員會（TC28)全國工業(yè)過程測量與控制及自動化標準化技術委員會（TC124)全國技術產(chǎn)品文件標準化技術委員會（TC146)全國自動化系統(tǒng)與集成標準化技術委員會（TC159)全國工業(yè)機械電氣系統(tǒng)標準化技術委員會（TC231)全國信息安全標準化技術委員會（TC260)全國通信標準化技術委員會（TC485)全國金屬材料切削機床標準化技術委員會（TC22)全國增材制造標準化技術委員會(TC562)全國電工電子產(chǎn)品可靠性與維修性標準化技術委員會（TC24)智能工廠與數(shù)字化車間的層級關系智能工廠與數(shù)字化車間的層級關系智能工廠智能工廠指令信息反饋信息指令信息反饋信息生產(chǎn)質量管理車間設備管理生產(chǎn)物流管理智能制造標準體系框架——三個維度智能制造標準體系框架——三個維度實現(xiàn)視角實現(xiàn)視角功能視角功能視角使用視角使用視角商業(yè)視角商業(yè)視角數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流服務流服務流物理世界信息世界智能工廠層級架構表示圖智能工廠層級架構表示圖協(xié)同層協(xié)同層企業(yè)層企業(yè)層互聯(lián)互通車間層系統(tǒng)集成控制層互聯(lián)互通車間層系統(tǒng)集成控制層設備層設備層服務服務生產(chǎn)制造物流體系產(chǎn)品設計生產(chǎn)制造物流體系產(chǎn)品設計產(chǎn)品視角產(chǎn)品視角基礎共性標準體系基礎檢測技術可靠性本版權為研討人所有關鍵技術標準體系智能裝備智能工廠智能服務工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)工業(yè)軟件和大數(shù)據(jù)智能裝備智能工廠智能服務工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)工業(yè)軟件和大數(shù)據(jù)本版權為研討人所有智能制造標準化體系框架智能制造標準化體系框架第二部分第二部分總體規(guī)劃及實施指南智能工廠總體規(guī)劃重點任務優(yōu)倍數(shù)字化車間智能工廠總體規(guī)劃重點任務現(xiàn)狀調研政策對接組織調整技術路線兩化融合質量目標成本目標組織質量、技術、研發(fā)、生產(chǎn)、市場、財務等人員，對企業(yè)基礎現(xiàn)狀進行詳細的調研，以為下一步制定總體規(guī)劃奠定基礎。要求數(shù)據(jù)資料真實、客觀、有效，項目方并需針對性給出通過智能制造需要分階段解決的主要問題。總路線及發(fā)展目標需符合《中國制造2025綱要》的指導，并與所在地的各級政府所出臺的有關智能制造的扶持政策進行對接，以為未來申報項目扶持資金而做好前期工作，以盡可能地獲得政府的支持、扶持，但切不可以以此作為主要目的。結合智能制造的目標，對企業(yè)管理組織架構及職能進行相應調整，以符合企業(yè)未來戰(zhàn)略規(guī)劃及方案實施的需要。根據(jù)項目的需要，參考國家已出臺的智能制造標準化的要求，明確項目的標準化體系架構目標，重點組織規(guī)劃項目中所應用的相關技術與標準化進行對接，使項目所應用的技術有標準可依，并可進行落地驗證。工信部在大力推動企業(yè)實現(xiàn)兩化（深度）融合，并推廣貫標體系，企業(yè)須明確兩化融合是智能制造的基礎工作，并以此來制定符合本企業(yè)需求的兩化融合具體實施規(guī)劃。分析企業(yè)所面對的國內(nèi)、國際的主要競爭對手、及客戶對產(chǎn)品當前及未來的質量要求，并根據(jù)企業(yè)所實際具備的技術力量及投入預算額，務實確定項目完成時產(chǎn)品所需達到的質量指標該質量目標這是智能制造項目的核心任務之一。綜合考慮產(chǎn)品及制造過程中的原材料、人力、效率、能耗、物流、企業(yè)經(jīng)營管理等各方面所產(chǎn)生的成本因素，并結合在未來市場競爭中對成本的要求，提出項目達成時產(chǎn)品綜合的降本目標。其中需特別重視是：需在保證產(chǎn)品質量目標的前提下再考慮降低成本。智能工廠總體規(guī)劃目標（智能工廠總體規(guī)劃目標（2）從生產(chǎn)、數(shù)據(jù)、信息、人身、設備、網(wǎng)絡等六大方面進行安全的綜合規(guī)劃，并確定安全等級（目標）及實施方案，該方案需結合智能工廠的信息化及自動化進行統(tǒng)一規(guī)劃，并需健立、健全企業(yè)安全管理組織與架構，以保障建成后的智能工廠長期的安全運行。綠色制造是智能制造的重點任務之一，需分析企業(yè)目前能耗、污染排放現(xiàn)狀并制定目標，綠色制造并以此目標從技術層面規(guī)劃以自動化的手段建立全面、實時監(jiān)測系統(tǒng)，以信息化手段對以上數(shù)據(jù)進行匯總分析、優(yōu)化處理。人才計劃為保障智能工廠建設期間及建成后的運維及提升，企業(yè)須規(guī)劃制定近期可滿足配合項目實施要求的、及未來2-5年、5-10年發(fā)展所需要的相關的技術、管理人才的增補、培養(yǎng)計劃。信息化方案根據(jù)企業(yè)實際需求，規(guī)劃信息化實施的廣度及深度（參見后圖特別需制定打通各類軟件的數(shù)據(jù)接口、消滅信息孤島及“互聯(lián)網(wǎng)+協(xié)同制造”等關鍵性技術的方案。加大智能裝備的應用，制定提升自動化生產(chǎn)能力的目標，其中需重點關注對關鍵、重要的工藝、質量數(shù)據(jù)進行自動化檢測、檢驗并獲取數(shù)據(jù)，以為后期的大數(shù)據(jù)分析做準備，并需著重關注各智能裝備之間的數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)及與信息化的協(xié)同。進度規(guī)劃務實規(guī)劃企業(yè)智能制造的近、中、長期目標，不圖快、求全、求高，需分階段、有步驟地實施。其中需特別強調各階段性目標任務之間的技術及數(shù)據(jù)的關聯(lián)性、互通性、銜接性。立足企業(yè)現(xiàn)有的可實際投入的資金及未來的贏利預期，以“質量為先、促進管控、提升品總體預算牌、兼顧發(fā)展”的原則對投入進行合理規(guī)劃，并需確保資金投入的可持續(xù)性。而對于凈利潤少于5%的企業(yè)則不建議在短期內(nèi)進行全面投入，而是將重點放在實施信息化，并對涉及生產(chǎn)、質量的重點裝備進行自動化升級改造，需著重抓好研發(fā)及營銷，擴大市場份額。智能工廠建設實施步驟分解智能工廠建設實施步驟分解智能制造MES(4)\智能制造MES(4)\PLM(2)數(shù)字化車間信息化\自動化基礎信息化\自動化基礎數(shù)字化研發(fā)生產(chǎn)資源信息化工藝\裝備建模精益化生產(chǎn)智能裝備升級工藝\質量數(shù)據(jù)采集物聯(lián)網(wǎng)\工業(yè)總線兩化融合智能工廠MES(3)\PLM(1)智能設計智能優(yōu)化柔性制造深度協(xié)同智能決策遠程運維計劃排產(chǎn)信息碼應用生產(chǎn)可視化自動化物流智能設計智能優(yōu)化柔性制造深度協(xié)同智能決策遠程運維計劃排產(chǎn)信息碼應用生產(chǎn)可視化自動化物流精細化成本工藝\質量分析智能排產(chǎn)工藝\材料導入智能診斷智能物流成本優(yōu)化工藝\質量優(yōu)化遠程服務能源\排放管理供應鏈優(yōu)化遠程服務效益提升效益提升60-100%15-30%30-660-100%信息化實施方案及規(guī)劃信息化實施方案及規(guī)劃2基礎信息平臺智能制造信息平臺數(shù)字化制造信息平臺基礎信息平臺智能制造信息平臺數(shù)字化制造信息平臺 基于數(shù)據(jù)共享及信息安全平臺基于數(shù)據(jù)共享及信息安全平臺自動化實施方案及規(guī)劃自動化實施方案及規(guī)劃智能物流!智能組件!!智能裝備智能物流!智能組件!!智能裝備!數(shù)據(jù)采集!識別系統(tǒng)!!裝備引進機器人傳感器控制系統(tǒng)智能倉儲標識方式裝備定制通信裝置裝備引進機器人傳感器控制系統(tǒng)智能倉儲標識方式裝備定制通信裝置工藝治具儀器儀表智能搬運移動識別驅動器通信協(xié)議工藝治具儀器儀表智能搬運移動識別驅動器通信協(xié)議人機互動調度系統(tǒng)人機互動調度系統(tǒng)裝備集成!終端設備!檢測裝置裝備集成!終端設備!檢測裝置!嵌入軟件!工業(yè)總線!信息交互，系統(tǒng)集成信息交互，系統(tǒng)集成面向工業(yè)4.0的面向工業(yè)4.0的MES技術特征計劃排產(chǎn)結合ERP下發(fā)的生產(chǎn)計劃要求，通過MES系統(tǒng)對工藝、裝備等實時數(shù)據(jù)進行采集，綜合各種資源狀態(tài)，完成以天、甚至以小時為單位的計劃排產(chǎn)。數(shù)據(jù)采集通過對裝備的通信層改造及應用傳感器、物聯(lián)網(wǎng)技術，實現(xiàn)對設備、工藝、測試等所有與制造相關的數(shù)據(jù)進行自動化采集，以確保數(shù)據(jù)的全面性、系統(tǒng)性、準確性、實時性；設備管理實現(xiàn)對自動化設備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行采集，同時結合生產(chǎn)工藝動態(tài)的變化，完成智能診斷功能，以使制造過程的時效性及裝備運行的能效性等方面達到最佳狀態(tài)；質量管理質量相關的數(shù)據(jù)通過MES自動生成，結合在線產(chǎn)品的質量標準，運用在MES中所嵌入的可靠性分析模塊，使得質量分析不僅全面、實時、精準，而且可以在線閉環(huán)地促進質量持續(xù)改善；交期預測對生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)進行實時采集，通過分析計算、仿真預測等綜合技術，并結合設備、人員、環(huán)境、采購、庫存、物流等數(shù)據(jù)，做到對交期的準確預判；過程監(jiān)控嵌入了先進生產(chǎn)過程的動態(tài)虛擬仿真技術，可以通過對生產(chǎn)過程進行定性、定量的仿真、預警、預判、反饋，有效提高MES系統(tǒng)對生產(chǎn)前期、中期及結果的指導，并促進完善；成本管理結合柔性制造技術的實施及數(shù)據(jù)的精確計量，實現(xiàn)對單件產(chǎn)品進行包括人工、材料、設備、能源等在內(nèi)的精準測算，實現(xiàn)單件產(chǎn)品制造成本的精益化核算模式。智能看板各類數(shù)據(jù)串聯(lián)、并聯(lián)的共享，最終達成全局+局部的數(shù)字化+圖形化的、人機互動的工程監(jiān)控。面向智能制造的面向智能制造的MES實施的效益?提升客服速度?可追溯產(chǎn)品制造檔案增強可追增強可追?提高客戶滿意度合理安排生產(chǎn)計劃合理安排生產(chǎn)計劃?提高生產(chǎn)效率?減少庫存提高資源利用率提高資源利用率?實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源價值?減少產(chǎn)品報廢優(yōu)化制優(yōu)化制造模式規(guī)范信規(guī)范信息平臺場黑箱?減少手工提高生產(chǎn)力?掌握實況提前消除問題?數(shù)據(jù)共享增強協(xié)辦公?提高生產(chǎn)的標準化?增強生產(chǎn)過程的復現(xiàn)性?實現(xiàn)管理層控制層互通?實時數(shù)據(jù)采集?實時現(xiàn)場監(jiān)控?設備故障分析/預警?掌握生產(chǎn)實況MESMES+大數(shù)據(jù)+云平臺應用于智能工廠 智能工廠虛擬仿真（西門子數(shù)字雙胞胎）的成效體現(xiàn)在項目實施之前：依據(jù)設計、裝備、工藝等數(shù)據(jù)模型，對產(chǎn)品未來的制造、乃至全生命周期的過程進行虛擬仿真，達成對未人工等進行精準的分析與改進，并完成產(chǎn)線布局及信息化模擬,在項目實施之前即對方案做出最優(yōu)化的決策。項目投產(chǎn)之后：項目投產(chǎn)之后：將實際生產(chǎn)過程的大數(shù)據(jù)導入虛擬仿真系統(tǒng),通過優(yōu)化的控制方案及經(jīng)驗累積，不斷地加快研發(fā)進度、提升產(chǎn)品質量及生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本及能耗、增強企業(yè)管理決策與生產(chǎn)控制水平。實際制造過程中：實際制造過程中：虛擬仿真系統(tǒng)通過與實際工廠生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的交互，可展示產(chǎn)品制造流程的全方位、多角度、無限接近真實工況的各項信息，以展現(xiàn)生產(chǎn)過程的透明度、提升對企業(yè)先進制造能力的可信度。優(yōu)倍電氣基于工業(yè)云及大數(shù)據(jù)的優(yōu)化基于工業(yè)云及大數(shù)據(jù)的優(yōu)化機工業(yè)大數(shù)據(jù)、產(chǎn)品物料及工藝的自動化導入產(chǎn)品物料及工藝的自動化導入自定義工廠布局、工藝途程、BOM支持多品種小批量 產(chǎn)品生產(chǎn)過程的全面追溯產(chǎn)品生產(chǎn)過程的全面追溯物料采購物料轉移投入包裝入庫單包裝箱號物料入庫入庫單包裝箱號物料入庫物料分配生產(chǎn)工單包裝信息工序信息供應商名稱物料名稱規(guī)格型號物料批次收發(fā)信息品質信息上料信息包裝信息工序信息供應商名稱物料名稱規(guī)格型號物料批次收發(fā)信息品質信息上料信息軟件版本測試結果入庫產(chǎn)品和數(shù)量收貨客戶發(fā)貨日期物流物流信息流建立全面的質量管控體系建立全面的質量管控體系SPC分析S材料采購材料采購 材料倉成品庫房測試2包裝工單投入測試2包裝工單投入 不良率勢實現(xiàn)車間生產(chǎn)過程的信息化實現(xiàn)車間生產(chǎn)過程的信息化車間生產(chǎn)過程信息可視化車間生產(chǎn)過程信息可視化 第三部分第三部分國家智能制造標準化體系簡介11112233智能制造——實現(xiàn)制造商四大受益智能制造——實現(xiàn)制造商四大受益通過智能化、通過智能化、信息化技術的應用，將有效促進研發(fā)、生產(chǎn)、檢測、工藝等關聯(lián)質量的各個環(huán)節(jié)的技術進步，使產(chǎn)品質量得以全面提高。通過智能化、通過智能化、信息化技術的應用，將有效促進研發(fā)、生產(chǎn)、檢測、工藝等關聯(lián)質量的各個環(huán)節(jié)的技術進步，使產(chǎn)品質量得以全面提高。新的制造模式將直接降低庫存、新的制造模式將直接降低庫存、優(yōu)化產(chǎn)能、降低消耗、提為制造商有效降低綜合成本。通過優(yōu)化生產(chǎn)模式，將大幅度縮短并可精準預測生產(chǎn)周期，使原本不確定生產(chǎn)周期進化為可精準掌控。智能制造——實現(xiàn)客戶三大受益智能制造——實現(xiàn)客戶三大受益客戶端客戶端trt+定制下單權合約數(shù)據(jù)定制下單權合約數(shù)據(jù)交期反饋交期反饋過程監(jiān)控權投產(chǎn)通知過程監(jiān)控權投產(chǎn)通知實時數(shù)據(jù)實時數(shù)據(jù) 終檢報告質量判決權 歷史比對定制選型價格預算價格預算動態(tài)工況動態(tài)工況批次報告批次報告質量分析質量分析發(fā)貨確認發(fā)貨確認第四部分第四部分智能工案例分享邁向智能制造的數(shù)字化車間邁向智能制造的數(shù)字化車間20152015年全自動化制造2011年半自動2011年半自動化制造數(shù)字化研發(fā)是實現(xiàn)智能制造的第一步數(shù)字化研發(fā)是實現(xiàn)智能制造的第一步智能工廠—智能工廠—仿真模型以軟件的方式，依據(jù)設計、裝備、工藝等數(shù)據(jù)模型，對產(chǎn)品未來的制造、乃至全生命周期的過程進行虛擬仿真，達成對未來生產(chǎn)過程的預測、評價、工藝、時序、交期、成本、能耗及人工等進行精準的分析與改進，并完成產(chǎn)線布局及信息化模擬，實現(xiàn)提前對方案做出最優(yōu)化的決策。智能工廠信息中心智能工廠信息中心SMDSMD管理及SMT上料防錯1、1、通過專業(yè)測厚儀在線檢測厚度；2、每片厚度數(shù)據(jù)實時傳送給數(shù)據(jù)庫；自動化測試、自動化測試、調試、檢驗系統(tǒng)2、通過與MES的關聯(lián)，自動調用測試程序及預4、所檢驗的結果自動形成數(shù)據(jù)，并上傳到數(shù)據(jù)5、全過程基本無人工參與，并實現(xiàn)一人負責雙機工作。智能耐壓測試系統(tǒng)智能耐壓測試系