智能制造基本概念解讀

智能制造基本概念解讀前言德國工業(yè)4.0、美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和中國制造2025這三大國家戰(zhàn)略雖在表述上不一樣，但本質(zhì)上異曲同工，核心都是智能制造。2017年用友網(wǎng)絡(luò)股份有限公司-制造事業(yè)部也正式更名為“智能制造事業(yè)部”，以響應(yīng)國家號召推動智能制造的發(fā)展。但是，智能制造尚處于不斷發(fā)展過程中，社會各界的認識和理解各有不同。目前國際和國內(nèi)還沒有關(guān)于智能制造的準確定義。在用友公司內(nèi)部也沒有明確的關(guān)于智能制造的定義。為此本人查閱了相關(guān)資料，并將學(xué)習(xí)過程中的摘錄及筆記整理成本文，以供大家進行概念普及。由于時間緊迫、資料有限，錯誤及疏漏難免，望大家積極反饋（hhp@），以便及時修正。智能制造的概念2015年5月8日，國務(wù)院印發(fā)關(guān)于《中國制造2025》的通知。通知中明確提出要大力推進智能制造，以帶動各個產(chǎn)業(yè)數(shù)字化水平和智能化水平，加速培育我國新的經(jīng)濟增長動力，搶占新一輪產(chǎn)業(yè)競爭制高點。通知中明確了五大工程來推動中國制造2025的落地，智能制造工程為五大工程中的其中一個。為了進一步落實中國制造2025,2016年12月8日，工業(yè)和信息化部、財政部聯(lián)合制定了《智能制造發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）》。《智能制造發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）》對智能制造給出了較為明確的定義。智能制造是基于新一代信息通信技術(shù)與先進制造技術(shù)深度融合，貫穿于設(shè)計、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動的各個環(huán)節(jié)，具有自感知、自學(xué)習(xí)、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)等功能的新型生產(chǎn)方式。推動智能制造，能夠有效縮短產(chǎn)品研制周期、提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、降低運營成本和資源能源消耗，并促進基于互聯(lián)網(wǎng)的眾創(chuàng)、眾包、眾籌等新業(yè)態(tài)、新模式的孕育發(fā)展。智能制造具有以智能工廠為載體，以關(guān)鍵制造環(huán)節(jié)智能化為核心，以端到端數(shù)據(jù)流為基礎(chǔ)、以網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)為支撐等特征，這實際上指出了智能制造的核心技術(shù)、管理要求、主要功能和經(jīng)濟目標，體現(xiàn)了智能制造對于我國工業(yè)轉(zhuǎn)型升級和國民經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的重要作用。智能制造的發(fā)展目標《智能制造發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）》明確了智能制造的發(fā)展目標。2025年前，推進智能制造發(fā)展實施“兩步走”戰(zhàn)略：第一步，到2020年，智能制造發(fā)展基礎(chǔ)和支撐能力明顯增強，傳統(tǒng)制造業(yè)重點領(lǐng)域基本實現(xiàn)數(shù)字化制造，有條件、有基礎(chǔ)的重點產(chǎn)業(yè)智能轉(zhuǎn)型取得明顯進展；第二步，到2025年，智能制造支撐體系基本建立，重點產(chǎn)業(yè)初步實現(xiàn)智能轉(zhuǎn)型。由于我國制造業(yè)發(fā)展水平參差不齊，有的處于2.0階段，有的處于3.0階段，有的在走向4.o階段。我國實現(xiàn)智能制造必須2.0、3.0、4.0并行發(fā)展，既要在改造傳統(tǒng)制造方面“補課”，又要在綠色制造、智能升級方面“加課”。對于制造企業(yè)而言，應(yīng)著手于完成傳統(tǒng)生產(chǎn)裝備網(wǎng)絡(luò)化和智能化的升級改造，以及生產(chǎn)制造工藝數(shù)字化和生產(chǎn)過程信息化的升級改造。對于裝備供應(yīng)商和系統(tǒng)集成商，應(yīng)加快實現(xiàn)安全可控的智能裝備與工業(yè)軟件的開發(fā)和應(yīng)用，以及提供智能制造頂層設(shè)計與全系統(tǒng)集成服務(wù)。鑒于此2020年前，我們的發(fā)展目標是：推進傳統(tǒng)制造業(yè)重點領(lǐng)域基本實現(xiàn)數(shù)字化制造；在有條件、有基礎(chǔ)的重點產(chǎn)業(yè)，建立智能轉(zhuǎn)型的試點示范企業(yè)。智能制造系統(tǒng)架構(gòu)為落實國務(wù)院《中國制造2025》的戰(zhàn)略部署，加快推進智能制造發(fā)展，發(fā)揮標準的規(guī)范和引領(lǐng)作用，指導(dǎo)智能制造標準化工作的開展，工業(yè)和信息化部、國家標準化管理委員會共同組織制定了《國家智能制造標準體系建設(shè)指南（2015年版）》。該標準于2015年12月29日正式發(fā)布。該標準對智能制造系統(tǒng)架構(gòu)給出了一個認知度較高的模型。智能制造系統(tǒng)架構(gòu)通過生命周期、系統(tǒng)層級和智能功能三個維度構(gòu)建完成，主要解決智能制造標準體系結(jié)構(gòu)和框架的建模研究。如圖1所示。系統(tǒng)集成互聯(lián)互通信息融合新興業(yè)態(tài)智能功能圖1智能制造系統(tǒng)架構(gòu)生命周期生命周期是由設(shè)計、生產(chǎn)、物流、銷售、服務(wù)等一系列相互聯(lián)系的價值創(chuàng)造活動組成的鏈式集合。生命周期中各項活動相互關(guān)聯(lián)、相互影響。不同行業(yè)的生命周期構(gòu)成不盡相同。系統(tǒng)層級系統(tǒng)層級自下而上共五層，分別為設(shè)備層、控制層、車間層、企業(yè)層和協(xié)同層。智能制造的系統(tǒng)層級體現(xiàn)了裝備的智能化和互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)化，以及網(wǎng)絡(luò)的扁平化趨勢。具體包括：(1)設(shè)備層級包括傳感器、儀器儀表、條碼、射頻識別、機器、機械和裝置等，是企業(yè)進行生產(chǎn)活動的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)；(2)控制層級包括可編程邏輯控制器(PLC)、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)(SCADA)、分布式控制系統(tǒng)(DCS)和現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)等；(3)車間層級實現(xiàn)面向工廠/車間的生產(chǎn)管理，包括制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)等；(4)企業(yè)層級實現(xiàn)面向企業(yè)的經(jīng)營管理，包括企業(yè)資源計劃系統(tǒng)(ERP)、產(chǎn)品生命周期管理(PLM)、供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)(SCM)和客戶關(guān)系管理系統(tǒng)(CRM)等；(5)協(xié)同層級由產(chǎn)業(yè)鏈上不同企業(yè)通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)共享信息實現(xiàn)協(xié)同研發(fā)、智能生產(chǎn)、精準物流和智能服務(wù)等。智能功能智能功能包括資源要素、系統(tǒng)集成、互聯(lián)互通、信息融合和新興業(yè)態(tài)等五層。(1)資源要素包括設(shè)計施工圖紙、產(chǎn)品工藝文件、原材料、制造設(shè)備、生產(chǎn)車間和工廠等物理實體，也包括電力、燃氣等能源。此外，人員也可視為資源的一個組成部分。(2)系統(tǒng)集成是指通過二維碼、射頻識別、軟件等信息技術(shù)集成原材料、零部件、能源、設(shè)備等各種制造資源。由小到大實現(xiàn)從智能裝備到智能生產(chǎn)單元、智能生產(chǎn)線、數(shù)字化車間、智能工廠，乃至智能制造系統(tǒng)的集成。(3)互聯(lián)互通是指通過有線、無線等通信技術(shù),實現(xiàn)機器之間、機器與控制系統(tǒng)之間、企業(yè)之間的互聯(lián)互通。(4)信息融合是指在系統(tǒng)集成和通信的基礎(chǔ)上，利用云計算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)，在保障信息安全的前提下，實現(xiàn)信息協(xié)同共享。(5)新興業(yè)態(tài)包括個性化定制、遠程運維和工業(yè)云等服務(wù)型制造模式。

示例解析-互聯(lián)互通互聯(lián)互通信息融合新界業(yè)態(tài)智能功能討圖2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在智能制造系統(tǒng)架構(gòu)中的位置工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)位于智能制造系統(tǒng)架構(gòu)生命周期的所有環(huán)節(jié)、系統(tǒng)層級的設(shè)備、控制、工廠、企業(yè)和協(xié)同五個層級，以及智能功能的互聯(lián)互通。智能制造試點示范為深入貫徹落實《中國制造2025》，加快實施智能制造工程。工業(yè)和信息化部于2015年4月制定“智能制造試點示范2015專項行動實施方案”，并確定首批46家智能制造試點示范單位。這46家試點示范單位分為以下六類：以智能工廠為代表的流程制造試點示范；以數(shù)字化車間為代表的離散制造試點示范；以信息技術(shù)深度嵌入為代表的智能裝備和產(chǎn)品試點示范；以個性化定制、網(wǎng)絡(luò)協(xié)同開發(fā)、電子商務(wù)為代表的智能制造新業(yè)態(tài)新模式試點示范；以物流信息化、能源管理智慧化為代表的智能化管理試點示范；以在線監(jiān)測、遠程診斷與云服務(wù)為代表的智能服務(wù)試點示范；2016年4月，再次制定“智能制造試點示范2016專項行動實施方案”，并確定63家智能制造試點示范單位。這63家試點示范單位分為以下五類：離散型智能制造試點示范流程型智能制造試點示范網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造試點示范大規(guī)模個性化定制試點示范遠程運維服務(wù)試點示范通過2兩年試點示范企業(yè)實施效果匯總測算，各指標平均變化情況如下（簡稱兩提升、三降低）：運營成本降低20%；產(chǎn)品研發(fā)周期縮短29%；生產(chǎn)效率提高25%；產(chǎn)品不良率降低20%；能源利用率提高7%；從試點企業(yè)統(tǒng)計情況看，國產(chǎn)軟件主要集中于經(jīng)營管理、物流倉儲與生產(chǎn)工藝結(jié)合比較緊密的領(lǐng)域，而MES、PLM、三維設(shè)計、虛擬仿真、控制系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫等軟件仍以國外為主。工業(yè)軟件的國產(chǎn)化仍然是需要大力支持和發(fā)展的方向。用友智能制造方案及推進策略經(jīng)過多年的實踐，用友已經(jīng)在化工、建材、軍工、裝備、消費品等行業(yè)培養(yǎng)了一大批智能制造示范單位。用友智能制造產(chǎn)品整體架構(gòu)如下。制造執(zhí)行過程控制ERIP/PLM...企業(yè)資源討劃L5-餐團及企業(yè)間戰(zhàn)暗管理、商業(yè)分析L1”制造執(zhí)行過程控制ERIP/PLM...企業(yè)資源討劃L5-餐團及企業(yè)間戰(zhàn)暗管理、商業(yè)分析L1”單元控制L4一公司管理(ERP\PLM\$CM\CRMJ口一工廠管理（MES）LZ??產(chǎn)城控制(PLC\DCS\PCS\SCADA)關(guān)系數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫關(guān)系數(shù)據(jù)庫從生命周期維度看，用友提供設(shè)計（PLM部分）、生產(chǎn)、物流、銷售、服務(wù)（部分）的解決方案。從系統(tǒng)層級維度看，用友提供車間層（MES）、企業(yè)層（ERP、PLM、SCM、CRM）、協(xié)同層（部分）的解決方案。在MES層面，用友細分流程制造、離散制造給出不同的細分解決方案及推進策略。針對不同的細分行業(yè)，我們還針對性給出了行業(yè)細分解決方案。針對流程制造行業(yè)，根據(jù)用戶不同應(yīng)用深度，我們給出如下交付策略。交付策略深化應(yīng)用物耗能耗全面應(yīng)用智能分析總部培訓(xùn)，機構(gòu)交付總部支持，機構(gòu)交付總部主導(dǎo)，機構(gòu)配合基礎(chǔ)應(yīng)用采集監(jiān)視大數(shù)據(jù)分析(1)

移動APP交付策略深化應(yīng)用物耗能耗全面應(yīng)用智能分析總部培訓(xùn)，機構(gòu)交付總部支持，機構(gòu)交付總部主導(dǎo)，機構(gòu)配合基礎(chǔ)應(yīng)用采集監(jiān)視大數(shù)據(jù)分析(1)

移動APP監(jiān)控及巡檢

生產(chǎn)指［策調(diào)度系統(tǒng)

謾備實時運行管理

生產(chǎn)過程實時監(jiān)視

現(xiàn)場設(shè)備豺據(jù)采集大數(shù)據(jù)分析［2}

和端報表((SiE2PP)林源管理質(zhì)量管理

車間物料管理

智昌鼬流一卡通大數(shù)據(jù)分析(3)

段末經(jīng)儕指標健，泰安全環(huán)保管理針對離散制造行業(yè)，根據(jù)用戶不同應(yīng)用深度，我們給出如下交付策略。智能工廠14主體業(yè)務(wù)支撐智能分析(1)

出度聚集

品質(zhì)數(shù)據(jù)果更

設(shè)備運行采集

物湖酶

過程省厚及監(jiān)校項目式

交優(yōu)深化應(yīng)用

智能輔助全面應(yīng)用

智能決策智能分析(2)

智能工廠14主體業(yè)務(wù)支撐智能分析(1)

出度聚集

品質(zhì)數(shù)據(jù)果更

設(shè)備運行采集

物湖酶

過程省厚及監(jiān)校項目式

交優(yōu)深化應(yīng)用

智能輔助全面應(yīng)用

智能決策智能分析(2)

作業(yè)指導(dǎo)

機向計劃

齊套分析

生產(chǎn)防褶

異常管理

質(zhì)量管理智能分析⑶

高毀舊隆

業(yè)務(wù)預(yù)瞥

預(yù)3崛報

全面追蒯智缸廠3?智能工廠工。管理軟件@工業(yè)軟件@軟硬融合@口應(yīng)維交付

策咯總部培訓(xùn)r機構(gòu)交付■總部支持，機構(gòu)交付■總部主導(dǎo)r機而嬴交付

策咯用友網(wǎng)絡(luò)智能制造事業(yè)部將全力以赴，推動我國制造企業(yè)走向智能化。參考文獻：【1】、《中國制造2025》，國務(wù)院發(fā)文國發(fā)〔2015〕28號，；【2】、《國家智能制造標準體系建設(shè)指南(2015年版)