企業(yè)智能制造轉型路徑

企業(yè)智能制造數(shù)字化轉型路徑及注意點目錄12全球工業(yè)發(fā)展趨勢智能制造轉型升級路徑圖3企業(yè)升級過程的注意點全球工業(yè)發(fā)展趨勢全球科技和工業(yè)革命的四個階段，從工業(yè)1.0－>工業(yè)4.0第一次工業(yè)革命第二次工業(yè)革命第三次工業(yè)革命第四次工業(yè)革命伴隨著蒸汽驅動的機械制造設備的出現(xiàn)，人類進入了“蒸汽時代”伴隨著基于勞動分工的，電力驅動的大規(guī)模生產的出現(xiàn)，人類進入了大批量生產的流水線式的“電氣時代”隨著電子技術、工業(yè)機器人和IT技術的大規(guī)模使用提升了生產效率，使大規(guī)模生產自動化水平進一步提高基于大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網（傳感器）融合的系統(tǒng)在生產中大規(guī)模使用機械自動化機械化－>電氣化模擬化－>數(shù)字化自動化－>智能化18世紀末20世紀初20世紀70年底現(xiàn)在時間線復雜程度1784年1870年1969年2013年人類社會5000年發(fā)展歷程分為三個時代，區(qū)別在于“基礎設施”的不同農業(yè)時代-工業(yè)時代-互聯(lián)網時代農業(yè)時代工業(yè)時代互聯(lián)網時代蒸汽機電力計算機土地物聯(lián)網云計算大數(shù)據(jù)1784年，瓦特改良型蒸汽機在倫敦的誕生，標志著人類從農業(yè)時代進入工業(yè)時代。1993年，美國政府提出的“國家信息基礎設施”（NTT）建設計劃，則標志著人類從工業(yè)時代跨入了互聯(lián)網時代；1998年，中國開始從工業(yè)時代邁入互聯(lián)網時代。2012201320142015美國GE工業(yè)互聯(lián)網美國先進制造業(yè)國家戰(zhàn)略德國工業(yè)4.0英國未來制造業(yè)預測新工業(yè)法國日本機器人2050新戰(zhàn)略中國制造2025世界各國，如何發(fā)力新一輪的科技工業(yè)革命？引領全球制造業(yè)潮流強大的機械工業(yè)制造基礎嵌入式以及控制設備的先進技術和能力占據(jù)新工業(yè)世界翹楚地位對傳統(tǒng)工業(yè)進行物聯(lián)網式的互聯(lián)互通對大數(shù)據(jù)進行智能分析和智能管理制造大國向制造強國轉型以加快新一代信息技術與制造業(yè)深度融合為主線以推進智能制造為主攻方向德國：工業(yè)4.0美國：工業(yè)互聯(lián)網中國：中國制造2025新一輪全球工業(yè)革命：互聯(lián)網與工業(yè)的融合工業(yè)4.0的來源及概念“工業(yè)4.0”是德國聯(lián)邦教研部與聯(lián)邦經濟技術部在2013年漢諾威工業(yè)博覽會上提出的概念。德國學術界認為，“工業(yè)4.0”概念即是以智能制造為主導的第四次工業(yè)革命，或革命性的生產方法。該戰(zhàn)略旨在通過充分利用信息通訊技術和網絡空間虛擬系統(tǒng)—信息物理系統(tǒng)（Cyber-PhysicalSystem）相結合的手段，將制造業(yè)向智能化轉型。工業(yè)4.0描繪了制造業(yè)的未來愿景，提出繼蒸汽機的應用、規(guī)模化生產和電子信息技術等三次工業(yè)革命后，人類將迎來以信息物理系統(tǒng)（CPS）為基礎，打通所有生產環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)壁壘，無線網掌控一切。旨在提升制造業(yè)的智能化水平，建立具有適應性、資源效率及人因工程學的智慧工廠，在商業(yè)流程及價值流程中整合客戶及商業(yè)伙伴。其技術基礎是網絡實體系統(tǒng)及物聯(lián)網。工業(yè)4.0提倡以生產高度數(shù)字化、網絡化、機器自組織為標志的第四次工業(yè)革命。設備庫存生產線工廠產品客戶供應鏈信息物理系統(tǒng)CPS由傳感器、嵌入式終端系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)、通信設施等組成工作的組織和設計培訓與再教育監(jiān)管框架資源利用效率標準化和參考架構管理復雜系統(tǒng)工業(yè)寬帶基礎安全和保障“8”項計劃“3”項集成“4”大主題縱向集成橫向集成端到端集成智能生產智能工廠智能物流智能服務“1”個網絡-信息物理系統(tǒng)網絡CPS工業(yè)4.0德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略框架（1438模型）基于分布式和連接的三大基礎兩大硬件工具/兩大軟件支持面向未來的兩大牽引技術工業(yè)4.0的九大技術支柱工業(yè)物聯(lián)網云計算工業(yè)大數(shù)據(jù)人工智能虛擬現(xiàn)實3D打印工業(yè)機器人工業(yè)網絡安全知識工作自動化過往30年中國企業(yè)習慣了的環(huán)境：沒有嚴重的經濟衰退，不曾經濟危機用之不竭的人口紅利(市場爆炸和行業(yè)增長)人民幣幣值長期低估低成本的資源和環(huán)境消耗源源不斷的低廉勞動力供給企業(yè)公民意識淡薄，社會責任不重走向未來30年：環(huán)境變遷嚴重的經濟衰退和金融危機就在眼前人口紅利邊際遞減資源瓶頸和環(huán)境成本勞動力供給勞動力成本提高，供給有限法律制度的完善紅心鴨蛋、三鹿奶粉、礦難、污染事件引發(fā)社會責任意識中國企業(yè)成長環(huán)境的變化21世紀經營環(huán)境的革命性變化及管理挑戰(zhàn)-產業(yè)型員工向知識型和服務型員工轉變，改變了客戶需求，并永遠改變了企業(yè)與客戶、員工之間的關系。-提高知識型和服務型員工的生產率會成為管理的重心。1、知識型和服務型員工越來越占主導-客戶不再是商品和服務的單純接受者，而成為主要參與者-互聯(lián)網和信息技術的發(fā)展，不僅混淆了消費者和生產者的區(qū)別，往往把顧客拉入供應過程之中。2、客戶介入并掌握了企業(yè)的控制權-加快了商務節(jié)奏，成功以分秒來衡量。-互聯(lián)網技術重新塑造了傳統(tǒng)的產業(yè)價值鏈。-互聯(lián)網的發(fā)展帶來了許多新的商務模式。-全新商業(yè)文化（陽光、誠信、開放等）正逐步形成。3、互聯(lián)網正在成為社會發(fā)展的基礎設施之一管理挑戰(zhàn)經營環(huán)境的變化高效的市場，快捷、低廉的通信，大大降低了交易成本，促使公司之間的聯(lián)系更加密切。從行政管理職能到生產過程本身，任何東西都可以從外部采購。企業(yè)都在重新評估自己的界限，更加集中精力關注具有戰(zhàn)略意義、使企業(yè)獨一無二的價值鏈環(huán)節(jié)。4、企業(yè)內部和外部圍墻的倒塌地球上有形資源日趨減少，環(huán)境壓力日趨增加有形資源的成本日趨上升5、有形資源短缺及生態(tài)危機日趨嚴重管理挑戰(zhàn)經營環(huán)境的變化21世紀經營環(huán)境的革命性變化及管理挑戰(zhàn)生物進化論在商業(yè)生態(tài)中的適用：當商業(yè)環(huán)境發(fā)生大的變遷的時候，一大批適應原來商業(yè)環(huán)境的企業(yè)都將面臨生存危機甚至絕種。而能夠適應新的商業(yè)環(huán)境的企業(yè)將實現(xiàn)由舊變新的蛻變而取得新生的能力，更有一批新的企業(yè)群落會在新的環(huán)境的催生下從艱難萌芽到茁壯成長，最終得以蓬勃發(fā)展。滋養(yǎng)充沛的熱帶雨林艱難生存的沙漠植物中國企業(yè)如何應對環(huán)境的變化？面對新一輪全球工業(yè)革命，中國選擇德國標準中美關系是競爭關系，中德關系是合作關系美國工業(yè)空心化嚴重，IT公司推行工業(yè)4.0挑戰(zhàn)很大，因為它沒有基礎設施的落地德國工業(yè)基礎雄厚：生產制造基地+生產設備供應商+IT業(yè)務解決方案面對新一輪工業(yè)革命，中國最關鍵問題是基于工業(yè)化基礎上的研發(fā)、生產效率以及品質增方面的挑戰(zhàn)因此，中國政府認為德國標準更符合中國國情，更容易實現(xiàn)全球新一輪的科技革命，導致了新一輪的工業(yè)革命，世界各國要爭相調整、適應，中國要迎頭趕上。

——2014年3月28日《法蘭克福匯報》習近平：新一輪科技革命導致新一輪工業(yè)革命云計算、物聯(lián)網、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網等新興信息技術的飛速發(fā)展，引發(fā)了新一輪科技革命和產業(yè)變革?？梢灶A言，互聯(lián)網即將引爆第四次工業(yè)革命，我們的共同使命就是凝聚共識，去探索、去實踐互聯(lián)網大時代下的工業(yè)變革之路。我國為破解制造業(yè)發(fā)展存在的若干問題，迎接“雙重擠壓”的挑戰(zhàn)，應對經濟發(fā)展新常態(tài)，提出中國制造2025、智能制造重大工程，互聯(lián)網+等行動發(fā)展戰(zhàn)略。在此大背景下，我們需要全面認識互聯(lián)網+給制造業(yè)發(fā)展帶來的機遇與挑戰(zhàn)，乘勢而上，彎道超車，實現(xiàn)跨越，踐行中國制造2025，為實現(xiàn)制造強國的中國夢而努力奮斗。提升產品質量推行綠色制造培養(yǎng)具有全球競爭力的企業(yè)群體和優(yōu)勢產業(yè)發(fā)展現(xiàn)代制造服務業(yè)推行數(shù)字化網絡化智能化制造提升產品設計能力完善制造業(yè)技術創(chuàng)新體系強化制造基礎“8”項戰(zhàn)略對策“4”大轉變要素驅動→創(chuàng)新驅動低成本競爭優(yōu)勢→質量效益競爭優(yōu)勢粗放制造→綠色制造生產型制造→服務型制造“1”條主線-以數(shù)字化網絡化智能化制造為主線中國制造2025《中國制造2025》頂層設計（418模型）“中國制造2025”VS“德國工業(yè)4.0”共同點：兩個戰(zhàn)略都是為了迎接新一輪科技和產業(yè)革命的到來，著眼于以數(shù)字化和網絡化為支持的智能化生產。不同點：兩國的制造業(yè)基礎不同，德國是制造業(yè)強國，中國是制造業(yè)大國，中國制造占世界制造的20%，但有點“虛胖”，大而不強。兩國制造業(yè)發(fā)展階段不同，德國已完成工業(yè)3.0，而中國工業(yè)化發(fā)展歷史不長，大部分還沒有自動化和數(shù)字化，尚處在工業(yè)2.0階段，部分達到3.0水平。所以，中國發(fā)展工業(yè)，要2.0、3.0、4.0齊頭并進?！袊鴩鴦赵焊笨偫眈R凱以仿制為主的產品研發(fā)二維為主，三維為輔的設計模式單學科非規(guī)范設計仿真驗證二維為主、局部三維工藝設計模式有限加工仿真&部分裝配過程仿真車間紙質應用及制造執(zhí)行電子化管理部分設備監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集工業(yè)安全解決方案數(shù)控機床和部分自動化裝備基于模型的數(shù)字化企業(yè)（MBE）基于系統(tǒng)工程與流程驅動產品研制多學科聯(lián)合設計仿真&實物試驗迭代全三維工藝&裝配仿真虛擬產線優(yōu)化及虛擬試生產工廠生產運營管理（MOM）&生產制造智能立體料庫&物流控制機加柔性生產線或單元先進技術（大數(shù)據(jù)/工業(yè)云/增材制造等）智能產品、智能設計、智能工藝、智能工件、智能物流、智能產線動態(tài)市場需求/全3D工廠化/智能產品/自組織工廠/自主移動式模塊化生產單元/信息物理融合涵蓋整個生產工藝和生產設備的數(shù)字化模型，根據(jù)臨時要求，自行配置安全解決方案通過動態(tài)網絡實現(xiàn)過程優(yōu)化，本地控制動態(tài)網絡，擴展的復雜通訊系統(tǒng)工業(yè)2.X工業(yè)3.X工業(yè)4.0基于模型設計/工藝/制造/試驗/服務三維工藝仿真驗證運營管理自動化單元/產線……智慧解決/智能生產信息物理網絡動態(tài)網絡規(guī)則框架被廣泛擴展的機器之前通訊的語境集成制造工藝仿真……《中國制造2025》線路圖：2.0補課，3.0普及，4.0目標

智能工廠是現(xiàn)代工廠信息化發(fā)展的新階段，是在數(shù)字化工廠的基礎上，利用物聯(lián)網的技術和設備監(jiān)控技術加強信息管理和服務；清楚掌握產銷流程、提高生產過程的可控性、減少生產線上人工的干預、及時正確地采集生產線數(shù)據(jù)，以及合理的生產計劃編排與生產進度，并加上綠色智能的手段和智能系統(tǒng)等新興技術于一體，構建一個高效節(jié)能的、綠色環(huán)保的、環(huán)境舒適的人性化工廠。智能工廠就是能夠實現(xiàn)實體工業(yè)生產的硬件與虛擬數(shù)字世界的軟件無縫橋接。什么是智能工廠？該生產什么質量管控智能制造發(fā)展方向：車間智能化

全局生產管控WhattoproduceStatusofequipment

設備狀態(tài)OverallproductionmonitoringandcontrolWorkinstruction

作業(yè)指導Productionstatistic

生產統(tǒng)計Qualitycontrol

物料準時配送JITmaterialdelivering

生產防錯系統(tǒng)Error-proofing

產品及時發(fā)運

Productdelivering智能制造發(fā)展方向：工廠智能化智能化加工設

備DNC智能化機械手智能刀具管理中央控制室現(xiàn)場Andon現(xiàn)場監(jiān)視裝置智能加工中心與生產線智能化倉儲/運輸與物流智能化生產執(zhí)

行過程管控智能化生產控制中心智能化工廠自動化立體倉

庫AGV智能小車公共資源定位系

統(tǒng)高級計劃排程執(zhí)行過程調度數(shù)字化物流管

控數(shù)字化質量檢

測柔性化是指組織對環(huán)境變化的高度適應能力以及適時地根據(jù)可預期變化的意外結果迅速作出調整的能力，也就是順利從事不同工作和適應需求變化的能力。柔性化能夠使工藝路線與工藝裝備適應各種產品生產的需要，適應迅速更換產品、更換工藝的需要。實現(xiàn)了多品種小批量的生產，滿足了人們對個性化產品的需求。智能工廠的發(fā)展趨勢柔性化敏捷化智能化信息化敏捷制造是信息時代最有競爭力的生產模式，采用了先進制造技術，具有靈活的動態(tài)組織機構并且建立開放的基礎結構，極大縮短了產品投放市場的時間，使工廠機制更加靈活。智能工廠的發(fā)展趨勢柔性化敏捷化智能化信息化智能化的對象具備靈敏準確的感知能力、正確的思維判斷功能以及行之有效的執(zhí)行方法。智能化是柔性自動化的發(fā)展和延伸。智能工廠的發(fā)展趨勢柔性化敏捷化智能化信息化未來的制造業(yè)將成為由信息主導的并采用先進制造系統(tǒng)、先進生產模式、先進制造技術的一個全新的制造業(yè)。21世紀初制造業(yè)的重要特征表現(xiàn)在它的全球化、網絡化、虛擬化、智能化以及環(huán)保協(xié)調的綠色制造等方面。信息化的實現(xiàn)有利于未來制造業(yè)在競爭中更具競爭力。智能工廠的發(fā)展趨勢柔性化敏捷化智能化信息化物聯(lián)網服務互聯(lián)網智能物料APP平臺智能產品APP平臺信息物理生產系統(tǒng)智能工廠APP平臺基于語義的PLM、ERP、QMS、ERP物聯(lián)網和服務網是智能工廠的信息技術基礎與生產計劃、物流、能源和經營相關的ERP（企業(yè)資源計劃）、SCM（供應鏈系統(tǒng)）、CRM（客戶關系管理）等，和產品設計、技術相關的PLM（產品生命周期管理）處在最上層，與服務網緊緊相連。與制造生產設備和生產線控制、調度、排產等相關的PCS（過程控制系統(tǒng)）、MES（制造信息管理系統(tǒng)）功能通過CPS物理信息系統(tǒng)實現(xiàn)。這一層與工業(yè)物聯(lián)網緊緊相連。從制成品形成和產品生命周期服務的維度，智能工廠還需要和具有智能的原材料供應，以及智能產品的售后服務這些環(huán)節(jié)構成實時互連互通的信息交換。而具有智能的原材料供應和智能產品的售后服務，具有充分利用服務網和物聯(lián)網的功能。智能產品、智能服務

工廠/企業(yè)間智能協(xié)作

工廠內智能生產

新材料、新工藝、新裝備等工業(yè)基礎制造服務化組織分散化制造資源云化過程虛擬化產品個性化三智能制造轉型升級路徑圖

在許多方面，我們經常憑本能反應辦事。所謂積累了20年的經驗，很可能只是將一年的經驗重復了20年。

——戴明博士W．Edwards．Deming愚蠢的人（INSANTITY）重復同樣的方法，但期待有不同結果的人主要完成部門級應用，每個應用針對一個單一部門的功能信息不集成，孤島現(xiàn)象嚴重完成產供銷的集成，但是缺乏從研發(fā)到售后的全價值鏈的貫通有些做到了業(yè)務財務一體化，有些財務系統(tǒng)還沒有集成系統(tǒng)對業(yè)務的支持較弱完成了制造業(yè)研、產、供、銷服的全價值鏈業(yè)務財務一體化系統(tǒng)分析有了長足的進步，可以提供據(jù)側支持采用物聯(lián)網技術，考慮智能制造不僅有人機交互，還有大量機器與機器的數(shù)據(jù)交互大數(shù)據(jù)將解決預測性問題工業(yè)3.0工業(yè)4.0萬物互聯(lián)的智能制造人人交互，人機交互，機器與機器交互實時的大數(shù)據(jù)預測創(chuàng)新驅動，智能制造產供銷集成階段制造業(yè)全價值鏈階段

信息孤島階段物聯(lián)網階段工業(yè)4.0階段實現(xiàn)智能制造需要跨越五個階段標準化、模塊化和數(shù)字化是實現(xiàn)工業(yè)4.0的基礎和前提標準化模塊化自動化數(shù)字化信息化智能化先有高要求的用戶，才會有提高質量的現(xiàn)實動力。提高質量要減少人為的干擾，提高自動化水平是途徑之一；要提高質量就要學會用數(shù)據(jù)和事實說話。產品質量要求高、更新快、批量多、自動化程度高，慢慢地就走入智能化.....精益試點LeanpilotProject精益生產LeanProduction精益管理LeanManagement精益供應鏈LeanSupplyChain世界級企業(yè)精益路徑圖在車間、樣板線層面導入精益工具和方法。通過5S、目視管理和快速換模的推進，消除現(xiàn)場浪費，提高生產效率，培養(yǎng)團隊合作，強化員工士氣和自律，是企業(yè)走上精益之路的第一步。在生產系統(tǒng)層面導入精益。通過價值流圖分析，設計工廠的精益路徑，并進行多模塊、多層級系統(tǒng)推進，從而優(yōu)化生產流程、縮短交期、提高生產效率和質量、降低成本和設備故障率。并培養(yǎng)精益生產人才隊伍。在集團整體層面導入精益管理系統(tǒng)。涵蓋運營系統(tǒng)、管理架構、企業(yè)文化三大方面。對企業(yè)精益變革進行頂層設計，并推動戰(zhàn)略、文化、人才育成、運營、供應、創(chuàng)新、信息管理等子系統(tǒng)的持續(xù)改善，將精益原則、系統(tǒng)、工具方法植入整個企業(yè)的經營管理中。在供應鏈層面導入精益。對全價值鏈進行設計整合，構建面向供應商的精益標準、運營推進、人才支援、評價考核體系，幫助供應商提高精益管理水平，減少、消除整個價值鏈的浪費，用盡可能少的資源最大程度地滿足顧客多變的需求，最終提高全供應鏈的競爭力。第一步：系統(tǒng)的精益規(guī)劃第一步：系統(tǒng)的精益規(guī)劃階段一階段二階段三階段四階段五氛圍提升試點突破全面推廣精益價值鏈持續(xù)改進導入前準備工作完成，確定項目成功的要素及氛圍提升措施精益示范區(qū)成功建立，測試精益管理模式，堅定中高層推進精益決心在工廠范圍建立全面的改善氛圍，建立全公司精益運營系統(tǒng)從原材料采購到成品客戶精益供應鏈全系統(tǒng)導入，獲得市場競爭優(yōu)勢精益工作模式建立，在固化改善成果的基礎上建立持續(xù)改進機制工序１亂流工序２工序３工序４橫向持有←多臺持有a1a2a3a4a5a6b1b2b3b4c1c2c3d1d2d3d4第二步：工序的流動化、簡潔化ABCD標桿生產線（縱向持有）←多工序持有整流庫存山工序物的流動沒有庫存a1b1c1d1a2b2c2d2a3b3c3d3第二步：工序的流動化、簡潔化A工序在制品AB工序在制品B在制品A材料材料A工序B工序C工序在制品B完成品完成品C工序第二步：工序的流動化、簡潔化1天的工作60%25%真正的業(yè)務20%教育·培訓5%碰頭會（溝通會）移動調查準備·收拾輔助作業(yè)事務處理事后處理休息離席基本機能輔助機能真的在進行產生價值的工作么？管理·間接部門的生產效率實際狀況第三步：職能部門的效率化第三步：職能部門的效率化直產部門（生產線）現(xiàn)場營銷生產開發(fā)※制造業(yè)所說的直接部門，指的是營銷、生產、開發(fā)。職能支援管理·間接部門（部門科室）要因層面結果層面人Man設備Machine材料Material方法Method衡量尺度Measurement職能部門（示例）P生產生產管理Q質量質量保證·管理C成本成本管理（財務）D交期物流·進度管理事務S安全安全衛(wèi)生M積極性總務職能部門（示例）人事·教育工藝·保全資材·采購生產調查部工廠管理部←技術員辦公室經營規(guī)劃※管理·間接部門就是職能部門※管理·間接部門也叫作管理部門、業(yè)務部門貢獻（預先管理·進度管理·事后管理）※本來，所謂管理就并非統(tǒng)轄職能（control），而是服務職能（administration）＝著眼點在于假說·實踐·驗證的流程。問題·課題的可視化（give＆take）〈辦公室〉流程標準化操作標準化精益化布局規(guī)范化目視化管理規(guī)范化設備點檢作業(yè)指導書員工技能評定標準化特殊工序操作規(guī)范QC工程圖標準作業(yè)職責、制度、表單、工具、方法標準化等快速切換標準化現(xiàn)場管理規(guī)范化生產計劃制訂流程標準化生產質量管理流程標準化生產設備維護流程標準化生產物料供應流程標準化生產作業(yè)實施流程標準化生產安全管理流程標準化生產過程控制流程標準化……第四步：職能、現(xiàn)場標準化第五步：自動化改造升級（根據(jù)產品生命周期、企業(yè)實際情況、投入產出比等）第六步：工廠的透明化（ERP/MES的導入）第七步：