智能制造典型場(chǎng)景參考指引(2021年)

1、智能制造典型場(chǎng)景參考指引（2021年）智能制造場(chǎng)景是指面向制造全過(guò)程的單個(gè)或多個(gè)環(huán)節(jié)，通過(guò)新一代信息技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)的深度融合，實(shí)現(xiàn)具備協(xié)同和自治特征、具有特定功能和實(shí)際價(jià)值的應(yīng)用。根據(jù)“十三五”以來(lái)智能制造發(fā)展情況和企業(yè)實(shí)踐，結(jié)合技術(shù)創(chuàng)新和融合應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)，凝練總結(jié)了15個(gè)環(huán)節(jié)52個(gè)智能制造典型場(chǎng)景，作為智能制造示范工廠建設(shè)的參考。一、工廠設(shè)計(jì)通過(guò)三維建模、系統(tǒng)仿真、設(shè)計(jì)優(yōu)化和模型移交，實(shí)現(xiàn)基于模型的工廠規(guī)劃、設(shè)計(jì)和交付，提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，降低成本。1.車間/工廠數(shù)字化設(shè)計(jì)。應(yīng)用工廠三維設(shè)計(jì)與仿真軟件，集成工廠信息模型、制造系統(tǒng)仿真、專家系統(tǒng)和AR/VR等技術(shù)，高效開(kāi)展工廠規(guī)劃、設(shè)計(jì)和仿

2、真優(yōu)化。2.車間/工廠數(shù)字化交付。搭建數(shù)字化交付平臺(tái)，集成虛擬建造、虛擬調(diào)試、大數(shù)據(jù)和AR/VR等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)基于模型的工廠數(shù)字化交付，打破工廠設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)維期的數(shù)據(jù)壁壘，為工廠主要業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供基礎(chǔ)共性數(shù)據(jù)支撐。二、產(chǎn)品研發(fā)通過(guò)原料物性分析、設(shè)計(jì)建模、仿真優(yōu)化和測(cè)試驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與技術(shù)創(chuàng)新，提高設(shè)計(jì)效率，縮短研發(fā)周期。3.產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)與仿真。應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具（CAD、CAE等）和設(shè)計(jì)知識(shí)庫(kù)，集成三維建模、有限元仿真、虛擬測(cè)試等技術(shù)，應(yīng)用新材料、新工藝，開(kāi)展基于模型的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、仿真優(yōu)化和測(cè)試。4.原料性質(zhì)表征與配方研發(fā)。建設(shè)物性表征系統(tǒng)或配方管理系統(tǒng)，應(yīng)用快速評(píng)價(jià)、在線制備

3、檢測(cè)、流程模擬和材料試驗(yàn)等技術(shù)，創(chuàng)建原料物性數(shù)據(jù)庫(kù)和模型庫(kù)，優(yōu)化原料選擇和配方設(shè)計(jì)，支撐生產(chǎn)全過(guò)程質(zhì)量?jī)?yōu)化和效益優(yōu)化。三、工藝設(shè)計(jì)通過(guò)制造機(jī)理分析、工藝過(guò)程建模和虛擬制造驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)工藝設(shè)計(jì)數(shù)字化和工藝技術(shù)創(chuàng)新，提高工藝開(kāi)發(fā)效率，保障工藝可行性。5.離散型工藝數(shù)字化設(shè)計(jì)。應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)工具（CAPP）和工藝知識(shí)庫(kù)，采用高效加工、精密裝配等先進(jìn)制造工藝，集成三維建模、仿真驗(yàn)證等技術(shù)，進(jìn)行基于模型的離散工藝設(shè)計(jì)。6.流程型工藝數(shù)字化設(shè)計(jì)。建設(shè)工藝技術(shù)系統(tǒng)和工藝知識(shí)庫(kù)，結(jié)合原料物性表征、工藝機(jī)理分析、過(guò)程建模和工藝集成等技術(shù)，開(kāi)展過(guò)程工藝設(shè)計(jì)與流程全局優(yōu)化。四、計(jì)劃調(diào)度通過(guò)市場(chǎng)訂單預(yù)測(cè)、產(chǎn)

4、能平衡分析、生產(chǎn)計(jì)劃制定和智能排產(chǎn)，開(kāi)展訂單驅(qū)動(dòng)的計(jì)劃排程，優(yōu)化資源配置，提高生產(chǎn)效率。7. 生產(chǎn)計(jì)劃優(yōu)化。構(gòu)建企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)（ERP）,應(yīng)用約束理論、尋優(yōu)算法和專家系統(tǒng)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)基于采購(gòu)提前期、安全庫(kù)存和市場(chǎng)需求的生產(chǎn)計(jì)劃優(yōu)化。8. 車間智能排產(chǎn)。應(yīng)用高級(jí)計(jì)劃排程系統(tǒng)（APS）,集成調(diào)度機(jī)理建模、尋優(yōu)算法等技術(shù)，進(jìn)行基于多約束和動(dòng)態(tài)擾動(dòng)條件下的車間排產(chǎn)優(yōu)化。9. 精準(zhǔn)作業(yè)派工。依托制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）,建立人員技能庫(kù)、崗位資質(zhì)庫(kù)等，開(kāi)展基于人崗匹配、人員績(jī)效的精準(zhǔn)人員派工。五、生產(chǎn)作業(yè)通過(guò)資源動(dòng)態(tài)調(diào)配、工藝過(guò)程精確控制、智能加工和裝配、人機(jī)協(xié)同作業(yè)和精益生產(chǎn)管理，實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)作業(yè)和精

5、細(xì)化生產(chǎn)管控，提高生產(chǎn)效率，降低成本。10. 產(chǎn)線柔性配置。應(yīng)用模塊化、成組和產(chǎn)線重構(gòu)等技術(shù)，搭建柔性可重構(gòu)產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線適應(yīng)訂單、工況等變化的快速調(diào)整。11. 資源動(dòng)態(tài)組織。構(gòu)建制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）,集成大數(shù)據(jù)、運(yùn)籌優(yōu)化、專家系統(tǒng)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)人力、設(shè)備、物料等制造資源的動(dòng)態(tài)配置。12. 先進(jìn)過(guò)程控制。依托先進(jìn)過(guò)程控制系統(tǒng)（APC）,融合工藝機(jī)理分析、實(shí)時(shí)優(yōu)化和預(yù)測(cè)控制等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、實(shí)時(shí)和閉環(huán)過(guò)程控制。13. 工藝流程/參數(shù)動(dòng)態(tài)調(diào)優(yōu)。搭建生產(chǎn)過(guò)程全流程一體化管控平臺(tái)，應(yīng)用工藝機(jī)理分析、流程建模和機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)，開(kāi)展工藝流程和參數(shù)的動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)整。14. 人機(jī)協(xié)同作業(yè)。集成機(jī)器人、高端機(jī)床、

6、人機(jī)交互設(shè)備等智能裝備，應(yīng)用AR/VR、機(jī)器視覺(jué)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的高效組織和作業(yè)協(xié)同。15. 精益生產(chǎn)管理。依托制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）,應(yīng)用六西格瑪、6S管理和定置管理等精益工具和方法，開(kāi)展基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的人、機(jī)、料等精確管控，消除生產(chǎn)浪費(fèi)。六、倉(cāng)儲(chǔ)配送通過(guò)精準(zhǔn)配送計(jì)劃、自動(dòng)出入庫(kù)（進(jìn)出廠）、自動(dòng)物流配送和跟蹤管理，實(shí)現(xiàn)精細(xì)庫(kù)存管理和高效物流配送，提高物流效率和降低庫(kù)存量。16. 智能倉(cāng)儲(chǔ)。集成智能倉(cāng)儲(chǔ)（儲(chǔ)運(yùn)）裝備，建設(shè)倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)（WMS），應(yīng)用條碼、射頻識(shí)別、智能傳感等技術(shù),依據(jù)實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)物料自動(dòng)入庫(kù)（進(jìn)廠）、盤庫(kù)和出庫(kù)（出廠）。17. 精準(zhǔn)配送。應(yīng)用倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)（WMS）和智能

7、物流裝備，集成視覺(jué)/激光導(dǎo)航、室內(nèi)定位和機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)度、自動(dòng)配送和路徑優(yōu)化。18. 物料實(shí)時(shí)跟蹤。應(yīng)用制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）或倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)（WMS）,采用識(shí)別傳感、定位追蹤、物聯(lián)網(wǎng)和5G等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)原材料、在制品和產(chǎn)成品流轉(zhuǎn)的全程跟蹤。七、質(zhì)量管控通過(guò)智能在線檢測(cè)、質(zhì)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析和全流程質(zhì)量追溯，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化質(zhì)量管控，降低不合格品率，持續(xù)提升產(chǎn)品質(zhì)量。19. 智能在線檢測(cè)。應(yīng)用智能檢測(cè)裝備，融合缺陷機(jī)理分析、物性和成分分析和機(jī)器視覺(jué)等技術(shù)，開(kāi)展產(chǎn)品質(zhì)量等在線檢測(cè)、分析和結(jié)果判定。20. 質(zhì)量精準(zhǔn)追溯。建設(shè)質(zhì)量管理系統(tǒng)（QMS），集成條碼、標(biāo)識(shí)和區(qū)塊鏈等技術(shù)，采集產(chǎn)品原料、生產(chǎn)過(guò)程

8、、客戶使用的質(zhì)量信息，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量精準(zhǔn)追溯。21. 產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)化。依托質(zhì)量管理系統(tǒng)（QMS）和知識(shí)庫(kù)，集成質(zhì)量設(shè)計(jì)優(yōu)化、質(zhì)量機(jī)理分析等技術(shù)，進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量影響因素識(shí)別、缺陷分析預(yù)測(cè)和質(zhì)量?jī)?yōu)化提升。八、設(shè)備管理通過(guò)自動(dòng)巡檢、維修管理、在線運(yùn)行監(jiān)測(cè)、故障預(yù)測(cè)和運(yùn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化設(shè)備管理和預(yù)測(cè)性維護(hù)，提升設(shè)備運(yùn)行效率、可靠性和精度保持性。22.自動(dòng)巡檢。應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人、智能巡檢裝備和設(shè)備管理系統(tǒng)，集成故障檢測(cè)、機(jī)器視覺(jué)、AR/VR和5G等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的高效巡檢和異常報(bào)警等。23. 智能維護(hù)管理。建設(shè)設(shè)備管理系統(tǒng)，應(yīng)用大數(shù)據(jù)和AR/VR等技術(shù)，開(kāi)展檢維修計(jì)劃優(yōu)化、資源配置優(yōu)化，虛擬檢維修方案驗(yàn)證與

9、技能實(shí)訓(xùn)。24. 在線運(yùn)行監(jiān)測(cè)與故障診斷。建設(shè)設(shè)備管理系統(tǒng)，融合智能傳感、故障機(jī)理分析、機(jī)器學(xué)習(xí)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)判定、性能分析和故障預(yù)警。25. 預(yù)測(cè)性維護(hù)與運(yùn)行優(yōu)化。構(gòu)建故障預(yù)測(cè)與健康管理系統(tǒng)(PHM)，集成故障機(jī)理分析、大數(shù)據(jù)、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)，進(jìn)行設(shè)備失效模式判斷、預(yù)測(cè)性維護(hù)及運(yùn)行參數(shù)調(diào)優(yōu)。26. 資產(chǎn)全生命周期管理。建立企業(yè)資產(chǎn)管理系統(tǒng)(EAM)，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)運(yùn)行、檢維修、改造、報(bào)廢的全生命周期管理。九、安全管控通過(guò)安全隱患識(shí)別、安全態(tài)勢(shì)感知、安全事件決策和應(yīng)急聯(lián)動(dòng)響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)面向全環(huán)節(jié)的安全綜合管控，確保安全風(fēng)險(xiǎn)的可預(yù)知和可控制。27. 安

10、全風(fēng)險(xiǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與識(shí)別。依托安全感知裝置和安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)，集成危險(xiǎn)和可操作性分析、機(jī)器視覺(jué)等技術(shù)，進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)感知和精準(zhǔn)識(shí)別。28.安全事件智能決策與應(yīng)急聯(lián)動(dòng)?；诎踩录?lián)動(dòng)響應(yīng)處置機(jī)制和應(yīng)急處置預(yù)案庫(kù)，融合大數(shù)據(jù)、專家系統(tǒng)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)安全事件處置的智能決策和快速響應(yīng)。29.?；分悄芄芸?。建設(shè)危化品管理系統(tǒng)，應(yīng)用智能傳感、理化特征分析和專家系統(tǒng)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)?；反媪俊⑽恢?、狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、異常預(yù)警與全過(guò)程管控。30.危險(xiǎn)作業(yè)自動(dòng)化。依托自動(dòng)化裝備，集成智能傳感、機(jī)器視覺(jué)和5G等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)作業(yè)環(huán)節(jié)的少人化、無(wú)人化。十、能源管理通過(guò)能耗全面監(jiān)測(cè)、能效分析優(yōu)化和能源平衡調(diào)度，實(shí)現(xiàn)面向制造

11、全過(guò)程的精細(xì)化能源管理，提高能源利用率，降低能耗成本。31. 能耗數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)。建立能源管理系統(tǒng)（EMS）,集成智能傳感、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，開(kāi)展全環(huán)節(jié)、全要素能耗數(shù)據(jù)采集、計(jì)量和可視化監(jiān)測(cè)。32. 能效優(yōu)化。依托能源管理系統(tǒng)（EMS）,應(yīng)用能效優(yōu)化機(jī)理分析、大數(shù)據(jù)和深度學(xué)習(xí)等技術(shù)，基于設(shè)備運(yùn)行參數(shù)或工藝參數(shù)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)能源利用率提升。33. 能源平衡與調(diào)度。依托能源管理系統(tǒng)（EMS）,融合機(jī)理分析、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，進(jìn)行能源消耗量預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵裝備、關(guān)鍵環(huán)節(jié)能源的綜合平衡與優(yōu)化調(diào)度。十一、環(huán)保管控通過(guò)污染源管理與環(huán)境監(jiān)測(cè)、排放預(yù)警與管控、固廢處置與再利用，實(shí)現(xiàn)環(huán)保精細(xì)管控，降低污染物排放，消除環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。

12、34.污染源管理與環(huán)境監(jiān)測(cè)。構(gòu)建環(huán)保管理平臺(tái)，應(yīng)用機(jī)器視覺(jué)、智能傳感和大數(shù)據(jù)等技術(shù)，開(kāi)展污染源管理，實(shí)現(xiàn)全過(guò)程環(huán)保數(shù)據(jù)的采集、監(jiān)控與報(bào)警。35.排放預(yù)警與管控。依托環(huán)保管理平臺(tái)，集成機(jī)器視覺(jué)、智能傳感和大數(shù)據(jù)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)排放實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、分析預(yù)警和排放優(yōu)化方案輔助決策。36.固廢處置與再利用。搭建固廢信息管理平臺(tái)，融合條碼、物聯(lián)網(wǎng)和5G等技術(shù)，進(jìn)行固廢處置與循環(huán)再利用全過(guò)程監(jiān)控、追溯。37.碳資產(chǎn)管理。開(kāi)發(fā)碳資產(chǎn)管理平臺(tái)，集成智能傳感大數(shù)據(jù)和區(qū)塊鏈等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)全流程碳排放追蹤、分析、核算和交易。十二、營(yíng)銷管理通過(guò)市場(chǎng)趨勢(shì)預(yù)測(cè)、用戶需求挖掘、客戶數(shù)據(jù)分析和銷售計(jì)劃優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)需求驅(qū)動(dòng)的精準(zhǔn)營(yíng)銷，提高營(yíng)

13、銷效率，降低營(yíng)銷成本。38.市場(chǎng)快速分析預(yù)測(cè)。應(yīng)用大數(shù)據(jù)、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)市場(chǎng)未來(lái)供求趨勢(shì)、影響因素及其變化規(guī)律的精準(zhǔn)分析、判斷和預(yù)測(cè)。39. 銷售計(jì)劃動(dòng)態(tài)優(yōu)化。依托客戶關(guān)系管理系統(tǒng)(CRM),應(yīng)用大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)，挖掘分析客戶信息，構(gòu)建用戶畫像和需求預(yù)測(cè)模型，制定精準(zhǔn)銷售計(jì)劃。40. 銷售驅(qū)動(dòng)業(yè)務(wù)優(yōu)化。通過(guò)銷售管理系統(tǒng)與設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物流等系統(tǒng)集成，應(yīng)用大數(shù)據(jù)、專家系統(tǒng)等技術(shù)，根據(jù)客戶需求變化，動(dòng)態(tài)調(diào)整設(shè)計(jì)、采購(gòu)、生產(chǎn)、物流等方案。十三、售后服務(wù)通過(guò)服務(wù)需求挖掘、主動(dòng)式服務(wù)推送和遠(yuǎn)程產(chǎn)品運(yùn)維服務(wù)等，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化服務(wù)需求的精準(zhǔn)響應(yīng)，不斷提升產(chǎn)品體驗(yàn)，增強(qiáng)客戶粘性。41. 主動(dòng)客戶服務(wù)。建

14、設(shè)客戶關(guān)系管理系統(tǒng)(CRM),集成大數(shù)據(jù)、知識(shí)圖譜和自然語(yǔ)言處理等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)客戶需求分析、精細(xì)化管理，提供主動(dòng)式客戶服務(wù)。42. 產(chǎn)品遠(yuǎn)程運(yùn)維。建立產(chǎn)品遠(yuǎn)程運(yùn)維管理平臺(tái)，集成智能傳感、大數(shù)據(jù)和5G等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)基于運(yùn)行數(shù)據(jù)的產(chǎn)品遠(yuǎn)程運(yùn)維、預(yù)測(cè)性維護(hù)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)的持續(xù)改進(jìn)。43. 數(shù)據(jù)增值服務(wù)。分析產(chǎn)品的運(yùn)行工況、維修保養(yǎng)、故障缺陷等數(shù)據(jù)，應(yīng)用大數(shù)據(jù)、專家系統(tǒng)等技術(shù)，提供專業(yè)服務(wù)、設(shè)備估值、融資租賃、資產(chǎn)處置等新業(yè)務(wù)。十四、供應(yīng)鏈管理通過(guò)采購(gòu)策略優(yōu)化、供應(yīng)鏈可視化、物流監(jiān)測(cè)優(yōu)化、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警與彈性管控等，實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈智慧管理，提升供應(yīng)鏈效能、柔性和韌性。44. 采購(gòu)策略優(yōu)化。建設(shè)供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)(SCM),

15、集成大數(shù)據(jù)、尋優(yōu)算法和知識(shí)圖譜等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)供應(yīng)商綜合評(píng)價(jià)、采購(gòu)需求精準(zhǔn)決策和采購(gòu)方案動(dòng)態(tài)優(yōu)化。45. 供應(yīng)鏈可視化。搭建供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)(SCM),融合大數(shù)據(jù)和區(qū)塊鏈等技術(shù)，打通上下游企業(yè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈可視化監(jiān)控和綜合績(jī)效分析。46. 物流實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與優(yōu)化。依托運(yùn)輸管理系統(tǒng)(TMS),應(yīng)用智能傳感、物聯(lián)網(wǎng)、實(shí)時(shí)定位和深度學(xué)習(xí)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸配送全程跟蹤和異常預(yù)警，裝載能力和配送路徑優(yōu)化。47. 供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警與彈性管控。建立供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)(SCM),集成大數(shù)據(jù)、知識(shí)圖譜和遠(yuǎn)程管理等技術(shù)，開(kāi)展供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)隱患識(shí)別、定位、預(yù)警和高效處置。十五、模式創(chuàng)新面向企業(yè)全價(jià)值鏈、產(chǎn)品全生命周期和全資產(chǎn)要素，通過(guò)新一代信息技術(shù)和先進(jìn)制造技術(shù)融合，推動(dòng)制造模式和商業(yè)模式創(chuàng)新，創(chuàng)造新價(jià)值。48. 用戶直連制造。通過(guò)用戶和企業(yè)的深度交互，提供滿足個(gè)性化需求的產(chǎn)品定制設(shè)計(jì)、柔性化生產(chǎn)和個(gè)性化服務(wù)等，創(chuàng)造獨(dú)特的客戶價(jià)值。49. 大批量定制。通過(guò)生產(chǎn)柔性化、敏捷化和產(chǎn)品模塊化，根據(jù)客戶的個(gè)性化需求，以大批量生產(chǎn)的低成本、高質(zhì)量和高效率提供