李正海：智能工厂及地区工业经济发展新模式(ppt)48

智能工厂及地区工业经济发展新模式李正海工业互联网+联盟秘书长2015/9/102015/9/101一．智能工厂二．智能生产过程三．如何打造智能工厂四．智能生产新模式五．地区工业云平台六．政府在地区工业经济发展中的作用目录2015/9/102什么是智能工厂？为什么需要智能工厂？智能工厂的构成。智能工厂2015/9/103智能工厂，就是利用各种现代化的技术，实现工厂的生产、管理、服务的可感知、自动化、信息化、网络化，达到柔性、可扩展、不断优化、创新的新型工业企业。什么是智能工厂2015/9/104形成有规模的生产系统体系。分散式模块化结构。具备柔性化调整能力。实现设备、生产资源、材料（产品、零部件）、人员的有机集成。信息化、数字化、虚拟化、可视化。无线网络、工业网络、因特网的有机整合。具有不断学习的扩展、升级、创新能力。具有高超的企业运营管理水平。具有市场竞争力和国际化先进水平。智能工厂的特征智能工厂智能装备智能工装（夹具、量具、刀具等）智能物流装备智能生产线智能车间2015/9/105智能工厂的指标研究2015/9/106产品指标•生产产品总量•产品种类•新产品比例•产品生产质量水平产品价值，•生产总价值•利润指标资源利用•能源利用率•设备资源利用率•人均绩效知识产权•专利•软件著作权•论文外部复杂性：产品的小批量、多品种、个性化产品的复杂性大幅度提升输入的原材料、零部件总类繁多客户需求的频繁变化生产周期缩短国际化市场内部复杂性人员变动频繁组织结构变化生产装备复杂管理复杂性大幅度提升为什么需要智能工厂2015/9/107物理硬件部分电子电器部分网络传输部分软件部分数据部分社交部分日益复杂的智能产品系统2015/9/108网络系统硬件装备电子电气RFID等产品标签软件数据人员与组织文化与制度智能工厂的系统架构2015/9/109CPS系统软件定义一切（系统的系统）从知识库到大数据信息化、自动化、可是化是基础现场网络与因特网人员与组织硬件装备系统工厂的变革2015/9/1010信息物理系统(cyberphysicalsystems,简称CPS)作为计算进程和物理进程的统一体，是集成计算、通信与控制于一体的下一代智能系统。信息物理系统可以实现物理实体的环境感知、自身感知、自治、自省、自维护、自修复。信息物理系统通过人机交互接口实现和物理进程的交互，使用网络化空间以远程的、可靠的、实时的、安全的、协作的方式操控一个物理实体。CPS系统2015/9/1011M2M2015/9/1012M2M是Machine-to-Machine/Man的简称，是一种以机器终端智能交互为核心的、网络化的应用与服务。它通过在机器内部嵌入无线通信模块，以无线通信等为接入手段，为客户提供综合的信息化解决方案，以满足客户对监控、指挥调度、数据采集和测量等方面的信息化需求。(1)嵌入式硬件(2)可组装硬件(3)调制解调器（Modem）(4)传感器(5)识别标识（LocationTags）典型应用：加工设备与机器人上下料的匹配。软件定义一切（系统的系统）2015/9/1013工业知识库（企业知识图谱）产品数据库、零部件库、工艺库、典型工艺装备库、工具、刀具、量具、自动化图形库、符号库。计算规范、试验规范有限分析算法、有限元模型规范。国际标准、行业标准、企业标准、专利、文献、档案。大数据计算工况积累、模型、阀值。设备状态信息监控。设备、刀具生命周期预测计算。从知识库到大数据2015/9/1014一物一码从一种产品到一个产品的变化。产品码的模式包括：RFID标签、二维码、条码、吊牌……在数据的标准化的基础上实现自动化、交互化。实现面向管理的生产安灯系统、生产看板、管理看板系统。面向高层管理的可视化面向监控的可视化可视化交互分析目录结构的可视化信息化、自动化、可视化是基础2015/9/1015硬件装备系统2015/9/1016数控加工设备操作与执行的高灵敏度、环境、产品、自身的高感知度自动编程、前馈控制、模糊控制、自学习控制、工艺参数自动生成、三维刀具补偿、运动参数补偿。机床主轴状态、PLC状态、加工参数的远程传输远程诊断与维护数字检测设备自动运输设备自动化立体仓库自动化生产线3D打印设备机器人智能制造感知分析计算可视化决策控制与执行智能单机或单元智能生产线智能车间智能工厂智能制造网络现场网络与因特网2015/9/1017人的能力提升及工作性质例如由焊工与铆工变成铆焊结合。体力劳动变成计划、组织、监控、维护、创新。机器与人之间：人与机器的互相协作人对机器的远程操控人的机器化提升企业组织变化如面向工位的岗位设计模式企业内部的创客模式外部的专家合作模式智能的组织2015/9/1018智能化生产过程2015/9/1019智能生产智能物流智能服务智能管理与决策智能的生产2015/9/1020企业生产管理流程企业变更管理流程质量问题处理流程生产持续改进流程流程及子流程企业生产流程梳理2015/9/1021生产管理数据的可视化管理模式2015/9/1022构建系统性思维、量化思维、持续改进思维、开放性思维。实现数据治理、数据公开、数据整合应用的相关制度。形成系列化技术、管理、设备标准。构建聚合、联合、整合、优化、创新的企业文化。制度与文化2015/9/1023案例：智能化的持续改进2015/9/1024产品BOM管理实现与财务系统结合的快速报价由设计BOM自动转化为工艺BOM，工艺BOM自动转换为生产BOM。生产结束后，对比报价差异，结合生产调整改进设计BOM。零件管理零件选用按照特征进行分类、统一电子化管理；新零件生成需要专人批准，价值高则需技术中心主任批准。零件选用时根据标准序列显示，根据选用情况自动累计计算标准序列。零件实现哑图形式的自动化生成。工艺管理：构建统一的工艺术语、设备资源等工艺资源库。工艺分为一般工艺、工厂标准工艺、集团工艺，在新产品制造时，按照集团工艺、工厂标准工艺、一般工艺进行自动化匹配。定期进行工艺文件的级别调整。典型设备实现数据采集、监控、分析工作。1、规划•数据模型作为基础•数字化工厂的时间管理、人体工程需•虚拟现实2、提升产能•借助增强现实进行流程培训•虚拟现实的实时结合3、反馈•实时的流程追踪•将结果追加进入模型4、优化•车间循环调节•云端优化应用•精益2.0智能规划循环如何打造智能工厂2015/9/1025工业4.0的七步引入阶段2015/9/10261•专业信息•领导层培训活动•与工业4.0平台持续交流•理解•认识•致力于2•企业使用案例分散发展,焦点实时、分散、软件服务•第一个粗略的效用和成本分析•一系列使用案例3•领导层培训活动目标：选择具有最佳成本和效用组合和最低转型风险的案例•个别使用案例•项目程序4•交流：职工、工作委员会、客户和供应商之间的联系•主要客户•主要供应商•实践时间对职工的承诺5•进行案例的试点项目•成本与效用评估•针对开发新案例的构思研讨会•经过评估的案例•实践经验6•确立全公司范围向经过评估的工业4.0案例方法逐步过渡的路线图•新案例试点项目的解释程序•工业4.0转型路线图•经过评估的和新的案例7•全公司范围推出方法，进行持续的评估•定理生产系统的4.0原则•构成工业4.0生产系统生产设备的单元自动化例如自动化上下料自动化装夹例如刀具采取自动化刀库产品的自动化包装生产线模式的协同M2M模式，例如上下料设备与加工设备之间的交流生产线模式改进减少生产线节点，增加节点工作内容比较典型的设备智能改造模式2015/9/1027产品中增加标签利用标签调用加工内容实现产品加工利用标签实现质量控制核心：改变了加工指令、加工工艺信息、加工结果的信息传递模式与处理模式产品定义加工2015/9/1028智能工厂的少人化焊接机器人、喷涂机器人、切割机器人、包装机器人等。机器人与加工设备的协同编程机器人改造项目中国内企业在集成化方面进行大量工作。在部分场景下，国内生产机器人具有较高性能价格比。机器人换人2015/9/1029机器人换人的理由人员招聘不足利用机器人提升产能，尤其是加工时间的缩短利用设备提高产品质量的可靠性地方政府补贴降低人员的风险知识产权的保护促进企业的创新虚拟产品展示例如机车司机室工业造型虚拟产品属性计算例如摇枕重量计算虚拟产品多工况计算铁道车辆强度、刚度、动力学性能多刚体动力学分析如大货车转弯干涉分析装配过程的干涉分析、公差分析如导弹装配调校增强现实技术装配干涉提示虚拟仿真与增强现实2015/9/10303D打印的价值缩短产品的研发、生产周期促进设计创意与创新提高材料利用率可以产生传统工艺不能生产的产品3D打印的新发展熔丝沉积设备与传统工艺向结合如列车轮对的修复打印构建3D打印云服务平台关于3D打印机2015/9/1031德国人工智能研究所研究部副总监、在智能工厂做研究工作已经4年的多米尼克·高瑞奇（DominicGorecky）博士向记者完整展示了用智能技术制作个人名片盒的整个生产过程。第一步：通过无线电射频技术（RFID）从电脑采集和储存个人信息及产品信息，建立一个“产品个体身份”，这些信息将在生产流水线的各个环节被射频感应器阅读获得，然后向制造设备发出满足该产品的信息指令；第二步：将有了“个人身份”的名片盒的底盘部分放入生产流水线；第三步：具有“身份”的底盘进入装配程序之后，被扫描到的射频码会告知流水线上的机器人先在底盘放一个夹子，然后套上客户指定颜色的封盖；第四步：在名片盒的封盖上建立一个包含了名片上个人信息的二维码，也就是将名片信息数码化，用智能手机扫描二维码，这些信息就可以被该手机获得并通过互联网进行实时传播；第五步：最后对产品进行质量检测，保证该产品是根据具体客户而生产，产品完全符合该客户的个人要求。案例：德国的智能工厂生产模式2015/9/1032高端生产装备提升加工精度自动上下料柔性装夹单元刀具标准化、刀具资源中心化、自动化刀具库产品设计创客模式，提升设计能力实施兰光创新MES系统，实现生产的智能化管控生产装备实施MDC系统，实现预防性维护，避免计划外宕机外部合作资源的互联网平台化管控案例：海尔模具2015/9/1033案例：中国红领的生产模式2015/9/1034红领智能化制造模式2015/9/1035团制模式(G2F)品牌是个酒窑子新经济模式：众筹模式、微费模式、融资租赁从消费互联网到产能互联网集群化生产管理运营模式微创新、协同创新、开放创新智能生产新模式2015/9/1036小批量、个性化定制制造性服务与服务性制造企业设备的预防性维护管理信息的数字化、无纸化、可视化创新的金融服务模式基于大数据基础的持续创新智能工厂构建后的愿景2015/9/1037面向消费者的工业云平台基于供应链的云平台基于集团的云平台基于行业的云平台公共云平台基于地区工业经济的云平台工业云平台2015/9/1038云衣定制互联网平台介绍云衣定制为全球首个O2O模式的专业服装定制平台，为中高端用户提供众多优秀服装定制品牌，包括Zegna、Scable、Marzoni等国际品牌西服，也包括各类男女礼服、婚纱、时装、职业装等。平台通过网络平台，结合服装数字化技术以及大数据、云计算、物联网等技术，与平台上众多优质服装定制厂商实现数据互通和智能化制造，实现规模化的服装定制。云衣定制平台在全国各地与众多加盟商合作，为有需要的客户上门量体和服装推荐，由平台上不同的优质合作厂商完成定制服装，实现服装的更个性、更合体、更高性价比。面向消费者的工业云平台2015/9/1039面向客户与供应商的云服务平台上海美声服饰辅料有限公司从传真定单到电子定单从电子定单到标准