智能制造典型場景參考指引

智能制造典型場景參考指引智能制造場景是智能工廠的核心組成部分，是指面向制造過程各個環(huán)節(jié)，通過新一代信息技術(shù)、先進制造技術(shù)的深度融合，部署高檔數(shù)控機床與工業(yè)機器人、增材制造裝備、智能傳感與控制裝備、智能檢測與裝配裝備、智能物流與倉儲裝備、行業(yè)成套裝備等智能制造裝備，集成相應(yīng)的工藝、軟件等，實現(xiàn)具備協(xié)同和自治特征、具有特定功能和實際價值的應(yīng)用。根據(jù)“十三五”以來智能制造發(fā)展情況和企業(yè)實踐，結(jié)合技術(shù)創(chuàng)新和融合應(yīng)用發(fā)展趨勢，凝練總結(jié)了16個環(huán)節(jié)45個智能制造典型場景，為智能工廠建設(shè)提供參考。一、工廠建設(shè)通過三維建模、系統(tǒng)仿真、設(shè)計優(yōu)化，實現(xiàn)基于模型的工廠設(shè)計、交付和建設(shè)，提高建設(shè)效率和質(zhì)量，降低成本。工廠數(shù)字化設(shè)計。應(yīng)用工廠三維設(shè)計與仿真軟件，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)，高效開展工廠規(guī)劃、設(shè)計和仿真優(yōu)化，實現(xiàn)數(shù)字化交付。數(shù)字孿生工廠建設(shè)。應(yīng)用建模仿真、多模型融合等技術(shù)，構(gòu)建裝備、產(chǎn)線、車間、工廠等不同層級的數(shù)字孿生系統(tǒng)，通過物理世界和虛擬空間的實時映射，實現(xiàn)基于模型的數(shù)字化運行和維護。二、產(chǎn)品研發(fā)通過設(shè)計建模、仿真優(yōu)化和測試驗證，實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動的產(chǎn)品研發(fā)，提高設(shè)計效率，縮短研發(fā)周期。產(chǎn)品數(shù)字化研發(fā)與設(shè)計。應(yīng)用設(shè)計軟件和知識模型庫，基于復(fù)雜建模、物性表征與分析、AR/VR、數(shù)字孿生等技術(shù)，搭建數(shù)字化協(xié)同設(shè)計環(huán)境，開展產(chǎn)品、配方等研發(fā)與設(shè)計。虛擬試驗與調(diào)試。面向產(chǎn)品功能、性能、可靠性、壽命等方面，通過虛擬仿真開展試驗、調(diào)試，縮短研發(fā)周期，降低研發(fā)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。數(shù)據(jù)驅(qū)動產(chǎn)品設(shè)計優(yōu)化。打通產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)作業(yè)、售后服務(wù)等環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)，結(jié)合人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，探索創(chuàng)成式設(shè)計，持續(xù)迭代產(chǎn)品模型，驅(qū)動產(chǎn)品優(yōu)化創(chuàng)新。三、工藝設(shè)計通過制造機理分析、工藝過程建模和虛擬制造驗證，實現(xiàn)工藝設(shè)計數(shù)字化和工藝技術(shù)創(chuàng)新，提高工藝開發(fā)效率，保障可行性。工藝數(shù)字化設(shè)計。應(yīng)用工藝仿真軟件和工藝知識庫，基于機理、物性表征和數(shù)據(jù)分析技術(shù)，建立加工、檢測、裝配、物流等工藝模型，進行工藝全過程仿真，預(yù)測加工缺陷并改進工藝方案和參數(shù)。可制造性設(shè)計。打通工藝設(shè)計、產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)作業(yè)等環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)，開展產(chǎn)品制造全過程仿真，優(yōu)化工藝方案和物料清單，改善工藝流程，降低制造與維護的復(fù)雜性及成本。四、計劃調(diào)度通過市場訂單預(yù)測、產(chǎn)能平衡分析、生產(chǎn)計劃制定和智能排產(chǎn)，開展訂單驅(qū)動的計劃排程，優(yōu)化資源配置，提高生產(chǎn)效率。生產(chǎn)計劃優(yōu)化。構(gòu)建企業(yè)資源管理系統(tǒng)，應(yīng)用約束理論、尋優(yōu)算法和專家系統(tǒng)等技術(shù)，實現(xiàn)基于采購提前期、安全庫存和市場需求的生產(chǎn)計劃優(yōu)化。車間智能排產(chǎn)。應(yīng)用計劃排程系統(tǒng)，集成調(diào)度機理建模、尋優(yōu)算法等技術(shù)，實現(xiàn)基于多約束和動態(tài)擾動條件下的車間排產(chǎn)優(yōu)化。資源動態(tài)配置。依托制造執(zhí)行系統(tǒng)，集成大數(shù)據(jù)、運籌優(yōu)化、專家系統(tǒng)等技術(shù)，開展基于資源匹配、績效優(yōu)化的精準(zhǔn)派工，實現(xiàn)人力、設(shè)備、物料等制造資源的動態(tài)配置。五、生產(chǎn)作業(yè)部署智能制造裝備，通過精益生產(chǎn)管理、工藝過程控制優(yōu)化、產(chǎn)線靈活配置、設(shè)備協(xié)同作業(yè)，實現(xiàn)智能化生產(chǎn)作業(yè)和精細化生產(chǎn)管控，提高生產(chǎn)效率，降低成本。精益生產(chǎn)管理。應(yīng)用六西格瑪、5S管理和定置管理等精益工具和方法，開展相關(guān)信息化系統(tǒng)建設(shè)，實現(xiàn)基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的人、機、料等精確管控，提高效率，消除浪費。先進過程控制。部署智能制造裝備，依托先進過程控制系統(tǒng)，融合工藝機理分析、多尺度物性表征和建模、實時優(yōu)化和預(yù)測控制等技術(shù)，實現(xiàn)精準(zhǔn)、實時和閉環(huán)的過程控制。工藝動態(tài)優(yōu)化。部署智能制造裝備，搭建生產(chǎn)過程全流程一體化管控平臺，應(yīng)用工藝機理分析、多尺度物性表征和流程建模、機器學(xué)習(xí)等技術(shù)，動態(tài)優(yōu)化調(diào)整工藝流程/參數(shù)。產(chǎn)線柔性配置。部署智能制造裝備，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，根據(jù)訂單、工況等變化實現(xiàn)產(chǎn)線的快速調(diào)整和按需配置，實現(xiàn)多種產(chǎn)品自動化混線生產(chǎn)。智能協(xié)同作業(yè)。部署智能制造裝備，基于5G、TSN等新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建設(shè)生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備控制系統(tǒng)，實現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備、物流裝備、生產(chǎn)線等實時控制和高效協(xié)同作業(yè)。六、質(zhì)量管控部署智能檢測裝備等，通過智能在線檢測、質(zhì)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析和全流程質(zhì)量追溯，實現(xiàn)精細化質(zhì)量管控，降低不合格品率，持續(xù)提升產(chǎn)品質(zhì)量。智能在線檢測。部署智能檢測裝備，融合5G、機器視覺、缺陷機理分析、物性和成分分析等技術(shù)，開展產(chǎn)品質(zhì)量等在線檢測、分析、評級、預(yù)測。質(zhì)量精準(zhǔn)追溯。建設(shè)質(zhì)量管理系統(tǒng)，集成5G、區(qū)塊鏈、標(biāo)識解析等技術(shù)，采集產(chǎn)品原料、設(shè)計、生產(chǎn)、使用等質(zhì)量信息，實現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期質(zhì)量精準(zhǔn)追溯。產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)化。依托質(zhì)量管理系統(tǒng)和知識庫，集成質(zhì)量設(shè)計優(yōu)化、質(zhì)量機理分析等技術(shù)，進行產(chǎn)品質(zhì)量影響因素識別、缺陷分析預(yù)測和質(zhì)量優(yōu)化提升。七、設(shè)備管理部署智能傳感與控制裝備等，建設(shè)設(shè)備管理系統(tǒng)，通過運行監(jiān)測、故障診斷和運行優(yōu)化，實現(xiàn)設(shè)備全生命周期管理和預(yù)測性維護，提升設(shè)備運行效率、可靠性和精度保持性。在線運行監(jiān)測。集成智能傳感、5G、機器視覺、故障檢測等技術(shù)，通過自動巡檢、在線運行監(jiān)測等方式，判定設(shè)備運行狀態(tài)，開展性能分析和異常報警，提高控制效率。設(shè)備故障診斷與預(yù)測。綜合運用物聯(lián)網(wǎng)、機器學(xué)習(xí)、故障機理分析等技術(shù)，建立設(shè)備故障診斷和預(yù)測模型，精準(zhǔn)判斷設(shè)備失效模式，開展預(yù)測性維護，減少意外停機，降低運維成本。設(shè)備運行優(yōu)化。建設(shè)設(shè)備健康管理系統(tǒng)，基于模型對設(shè)備運行狀態(tài)、工作環(huán)境等進行綜合分析，調(diào)整優(yōu)化設(shè)備運行參數(shù)，提高產(chǎn)量，降低能耗，延長設(shè)備使用壽命。。八、倉儲物流部署智能物流與倉儲裝備等，通過精準(zhǔn)配送計劃、自動出入庫（進出廠）、自動物流配送和跟蹤管理，實現(xiàn)精細倉儲管理和高效物流配送，提高物流效率和降低庫存量。智能倉儲。建設(shè)智能倉儲系統(tǒng)，應(yīng)用條碼、射頻識別、智能傳感等技術(shù)，依據(jù)實際生產(chǎn)作業(yè)計劃，實現(xiàn)物料自動入庫（進廠）、盤庫和出庫（出廠）。精準(zhǔn)配送。集成智能倉儲系統(tǒng)和智能物流裝備，應(yīng)用實時定位、機器學(xué)習(xí)等技術(shù)，實現(xiàn)原材料、在制品、產(chǎn)成品流轉(zhuǎn)全程跟蹤，以及物流動態(tài)調(diào)度、自動配送和路徑優(yōu)化。九、安全管控部署智能傳感與控制裝備等，通過安全風(fēng)險實時監(jiān)測與應(yīng)急處置、危險作業(yè)自動化運行，實現(xiàn)面向工廠全環(huán)節(jié)的安全綜合管控，確保安全風(fēng)險與隱患的可預(yù)知、可控制。安全風(fēng)險實時監(jiān)測與應(yīng)急處置。依托感知裝置和安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)，基于智能傳感、機器視覺、特征分析、專家系統(tǒng)等技術(shù)，動態(tài)感知、精準(zhǔn)識別危化品、危險環(huán)節(jié)等各類風(fēng)險，實現(xiàn)安全事件的快速響應(yīng)和智能處置。危險作業(yè)自動化。部署智能制造裝備，集成智能傳感、機器視覺、機器人、5G等技術(shù)，打造自動化產(chǎn)線，實現(xiàn)危險作業(yè)環(huán)節(jié)的少人化、無人化。十、能源管理部署智能傳感與控制裝備等，通過能耗全面監(jiān)測、能效分析優(yōu)化和碳資產(chǎn)管理，實現(xiàn)面向制造全過程的精細化能源管理，提高能源利用率，降低能耗成本。能耗數(shù)據(jù)監(jiān)測?；谀茉垂芾硐到y(tǒng)，應(yīng)用智能傳感、大數(shù)據(jù)、5G等技術(shù)，開展全環(huán)節(jié)、全要素能耗數(shù)據(jù)采集、計量和可視化監(jiān)測。能效平衡與優(yōu)化。應(yīng)用能效優(yōu)化機理分析、大數(shù)據(jù)和深度學(xué)習(xí)等技術(shù)，優(yōu)化設(shè)備運行參數(shù)或工藝參數(shù)，實現(xiàn)關(guān)鍵設(shè)備、關(guān)鍵環(huán)節(jié)等能源綜合平衡與優(yōu)化調(diào)度。碳資產(chǎn)管理。開發(fā)碳資產(chǎn)管理平臺和行業(yè)成套裝備，集成智能傳感、大數(shù)據(jù)和區(qū)塊鏈等技術(shù)，實現(xiàn)全流程的碳排放追蹤、分析、核算和交易。十一、環(huán)保管控部署智能傳感與控制裝備等，通過污染管理與環(huán)境監(jiān)測、廢棄物處置與再利用，實現(xiàn)環(huán)保精細管控，降低污染物排放，消除環(huán)境污染風(fēng)險。污染監(jiān)測與管控。搭建環(huán)保管理平臺，應(yīng)用機器視覺、智能傳感和大數(shù)據(jù)等技術(shù)，開展排放實時監(jiān)測和污染源管理，實現(xiàn)全過程環(huán)保數(shù)據(jù)的采集、監(jiān)控與分析優(yōu)化。廢棄物處置與再利用。搭建廢棄物管理平臺和行業(yè)成套裝備，融合條碼、物聯(lián)網(wǎng)和5G等技術(shù)，實現(xiàn)廢棄物處置與循環(huán)再利用全過程的監(jiān)控、追溯。十二、營銷管理通過市場趨勢預(yù)測、用戶需求挖掘和數(shù)據(jù)分析，優(yōu)化銷售計劃，實現(xiàn)需求驅(qū)動的精準(zhǔn)營銷，提高營銷效率，降低營銷成本。市場快速分析預(yù)測。應(yīng)用大數(shù)據(jù)、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)，實現(xiàn)對市場未來供求趨勢、影響因素及其變化規(guī)律的精準(zhǔn)分析、判斷和預(yù)測。銷售驅(qū)動業(yè)務(wù)優(yōu)化。應(yīng)用大數(shù)據(jù)、機器學(xué)習(xí)、知識圖譜等技術(shù)，構(gòu)建用戶畫像和需求預(yù)測模型，制定精準(zhǔn)銷售計劃，動態(tài)調(diào)整設(shè)計、采購、生產(chǎn)、物流等方案。十三、售后服務(wù)通過服務(wù)需求挖掘、主動式服務(wù)推送和遠程產(chǎn)品運維服務(wù)等，實現(xiàn)個性化服務(wù)需求的精準(zhǔn)響應(yīng)，不斷提升產(chǎn)品體驗，增強客戶粘性。主動客戶服務(wù)。建設(shè)客戶關(guān)系管理系統(tǒng)，集成大數(shù)據(jù)、知識圖譜和自然語言處理等技術(shù)，實現(xiàn)客戶需求分析、精細化管理，提供主動式客戶服務(wù)。產(chǎn)品遠程運維。建立產(chǎn)品遠程運維管理平臺，集成智能傳感、大數(shù)據(jù)和5G等技術(shù)，實現(xiàn)基于運行數(shù)據(jù)的產(chǎn)品遠程運維、預(yù)測性維護和產(chǎn)品設(shè)計的持續(xù)改進。十四、供應(yīng)鏈管理通過采購策略優(yōu)化、供應(yīng)鏈可視化、物流監(jiān)測優(yōu)化、風(fēng)險預(yù)警與彈性管控等，實現(xiàn)供應(yīng)鏈智慧管理，提升供應(yīng)鏈效能、柔性和韌性。采購策略優(yōu)化。建設(shè)供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)，集成大數(shù)據(jù)、尋優(yōu)算法和知識圖譜等技術(shù)，實現(xiàn)供應(yīng)商綜合評價、采購需求精準(zhǔn)決策和采購方案動態(tài)優(yōu)化。供應(yīng)鏈可視化。建設(shè)供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)，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)，實現(xiàn)供應(yīng)鏈可視化監(jiān)控和綜合績效分析。物流實時監(jiān)測與優(yōu)化。依托運輸管理系統(tǒng)，應(yīng)用智能傳感、物聯(lián)網(wǎng)、實時定位和深度學(xué)習(xí)等技術(shù)，實現(xiàn)運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。供應(yīng)鏈風(fēng)險預(yù)警與彈性管控。建立供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)，集成大數(shù)據(jù)、知識圖譜和遠程管理等技術(shù)，開展供應(yīng)鏈風(fēng)險隱患識別、定位、預(yù)警和高效處置。十五、數(shù)字基建通過建設(shè)數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施，推動工業(yè)數(shù)據(jù)治理與可信流通、工業(yè)知識軟件化，持續(xù)提升各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)的采集、處理、共享、分析、應(yīng)用能力，支撐工廠業(yè)務(wù)運行與優(yōu)化創(chuàng)新。數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施集成。部署工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、5G、千兆光網(wǎng)等新型網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，建設(shè)工業(yè)數(shù)據(jù)中心、智能計算中心、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺以及網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)、功能等各類安全系統(tǒng)，完善支撐數(shù)字業(yè)務(wù)運行的信息基礎(chǔ)設(shè)施。數(shù)據(jù)治理與流通。應(yīng)用云計算、大數(shù)據(jù)、隱私計算、區(qū)塊鏈等技術(shù)，構(gòu)建可信數(shù)據(jù)空間，實現(xiàn)企業(yè)內(nèi)數(shù)據(jù)的有效治理和分析利用，推動企業(yè)間數(shù)據(jù)安全可信流通，充分釋放數(shù)據(jù)價值。工業(yè)知識軟件化。應(yīng)用大數(shù)據(jù)、知識圖譜、知識自動化等技術(shù)，將工業(yè)技術(shù)、工藝經(jīng)驗、制造方法沉淀為數(shù)據(jù)和機理模型，與先進制造裝備相結(jié)合，建設(shè)知識庫和模型庫，開發(fā)各類新型工業(yè)軟件，支撐業(yè)務(wù)創(chuàng)新。十六、模式創(chuàng)新面向企業(yè)全價值鏈、產(chǎn)品全生命周期和全資產(chǎn)要素，通過新一代信息技術(shù)和先進制造技術(shù)融合，推動關(guān)鍵技術(shù)裝備創(chuàng)新、制造模式創(chuàng)新和商業(yè)模式創(chuàng)新，創(chuàng)造新價值。網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造。建立網(wǎng)絡(luò)協(xié)同平臺，推動企業(yè)間設(shè)計、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等環(huán)節(jié)緊密連接，實現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的生產(chǎn)業(yè)務(wù)并行協(xié)同，并將富余的制造能力對外輸出，優(yōu)化配置制造資源。大規(guī)模個性化定制。部署智能制造裝備，通過生產(chǎn)柔性化、敏捷化和產(chǎn)品模塊