智能工厂总体规划及实施指南

智能工厂总体规划及实施指南研讨人：董健研究员南京优倍电气有限公司南京优倍自动化系统有限公司董事长南京大学控制工程领域特聘硕士生导师全国工业过程测量与控制及自动化标准化技术委员会TC124委员工信部《智能制造标准化及验证项目》工作组专家江苏省经信委智能制造服务联盟副理事长NEWPWR优倍自动化INTELLIGENT-FACTROY|PLANNING|IMPLENETATION|GUIDE个人及企业介绍NEWPWR优倍自动化第一部分智能制造领域业绩NEWPWR优倍自动化主持制订国标《智能工厂通用技术要求》中“智能管理”、“智能生产”等分标准荣获2017年年度中国标准化助力奖主持规划、实施中车浦镇海泰、航天晨光（产线仿真）、菲尼克斯（示范线）、清华大学SMT、江苏飞达、安徽天康、北京华科仪、浙江（三国）精密等智能制造建设项目参加评审工信部、江苏省等百余家企业智能制造示范申报项目主持规划、实施工信部智能工厂标准化示范验证线（优倍电气）参加制订、评审《数字化车间通用技术要求》、《工业云及大数据》、《智能工厂系统集成》、《智能产品》、《工业自动化生产过程测控用参考模型（数字工厂）》等国家标准本版权为研讨人所有参加制定、评审《江苏省“十三五”智能制造发展规划》、《南京市建设中国智能制造名城规划》等政策南京优倍电气有限公司从事工业测控用安全仪表等仪器仪表产品的研发制造，为本专业领域国内龙头企业之一。NEWPWR优倍自动化南京优倍自动化系统有限公司•工信部智能工厂标准化示范、验证单位•江苏省、南京市首批示范智能车间（工厂）致力于电子、小型机加及装配行业的智能工厂信息化、自动化集成业务。•基于自主产权的先进PLM、MES、仿真系统•智能装备研发及机器人、PLC等系统集成投资服务企业介绍国家智能制造标准化体系简介NEWPWR优倍自动化第二部分智能制造的两个核心路线一个指南中国制造2025一个纲要国家智能制造标准体系建设指南●三个维度：生命周期、系统层级、智能功能●基础共性：基础、安全、管理、检测评价、可靠性●关键技术：智能装备、智能工厂、智能服务、工业软件和大数据、工业互联网●创新驱动●质量为先●绿色发展●结构优化●人才为本中国制造2025一个纲要国家智能制造标准体系建设指南NEWPWR优倍自动化我国政府对智能制造的推动、扶持政策国家、工信部层面我省地方政府层面《中国制造2025》《智能制造试点示范201X专项行动实施方案》《江苏“十三五”智能制造发展规划》2015-2017江苏省示范智能车间评审及扶持《中国制造2025江苏行动纲要》《南京市建设中国智能制造名城规划》2015-2017南京市智能工厂建设单位评审及扶持《中国制造2025苏南城市群试点示范实施意见》《加快发展先进制造业振兴实体经济政策措施》NEWPWR优倍自动化《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议》《机器人产业发展规划（2016-2020）》苏州、无锡、镇江、南通、泰州、盐城等城市分别制定智能制造的发展规划并出台扶持政策《国家智能制造标准化建设体系指南》组织、成立智能制造人才培训基地《促进中小企业国际化发展五年（2016－2020）行动计划》《关于深化制造业与互联网融合发展的指导意见》《国家信息化发展战略纲要》《智能制造发展规划（2016－2020）年》核心目标从技术层面支撑中国制造2025既定的战略目标，以促进实现物联网、大数据、云计算等新一代信息技术与设计、生产、管理、服务等制造过程的融合，并充分应用自动化、智能化技术，最终促进实现缩短产品研发周期、提高生产效率及质量、降低能耗的目的。NEWPWR优倍自动化重要意义明确路径1、实现智能制造技术引领和创新驱动；2、是智能制造实现互联互通的必要条件；3、是产品、装备、生产管理等实现智能化的技术保障；4、是促进我国制造业参与竞争国际制高点的重要手段。2015年12月份颁布《国家智能制造标准体系建设指南》1、确定了标准化建设的总体目标及建设路径；2、明确了标准化所涉及的领域，并划分体系；3、对主要核心标准的建设目标给出了定性的指导；4、从组织、人才、合作等方面提供了保障措施。本版权为研讨人所有国家智能制造综合标准化核心组织中国电子技术标准化研究院机械工业仪器仪表综合经济技术研究所中国信息通信研究院全国信息技术标准化技术委员会（TC28)全国信息安全标准化技术委员会（TC260)全国技术产品文件标准化技术委员会（TC146)全国工业机械电气系统标准化技术委员会（TC231)全国工业过程测量与控制及自动化标准化技术委员会（TC124)全国自动化系统与集成标准化技术委员会（TC159)全国增材制造标准化技术委员会(TC562)全国电工电子产品可靠性与维修性标准化技术委员会（TC24)全国金属材料切削机床标准化技术委员会（TC22)全国通信标准化技术委员会（TC485)NEWPWR优倍自动化三个院所+九个标委会智能工厂与数字化车间的层级关系智能设计智能生产智能服务智能管理生产质量管理车间设备管理工艺执行管理车间计划调度生产物流管理数字化车间2数字化车间N智能工厂数字化车间1。。。。。。指令信息反馈信息数据流NEWPWR优倍自动化系统集成智能制造标准体系框架——三个维度实现视角功能视角使用视角商业视角资产流数据流服务流物理世界信息世界NEWPWR优倍自动化生产制造物流体系销售服务生命周期协同层企业层车间层工厂层级控制层设备层产品设计系统集成互联互通智能工厂层级架构表示图NEWPWR优倍自动化企业视角产品视角基础共性标准体系基础安全管理检测技术可靠性术语定义测试项目测试方法测试设备指标体系评价方法实施指南技术方法过程标准参考模型元素数据与数据字典标识信息安全管理体系功能安全信息安全两化融合管理体系NEWPWR优倍自动化本版权为研讨人所有关键技术标准体系智能装备智能工厂智能服务工业软件和大数据工业互联网传感器及仪器仪表嵌入式系统控制系统工业机器人人机交互系统增材制造建设计划系统集成智能管理智能设计智能生产个性化定制远程服务工业云工业大数据产品与系统服务与管理体系架构网络设备网联技术资源管理智能物流本版权为研讨人所有NEWPWR优倍自动化智能制造标准化体系框架NEWPWR优倍自动化总体规划及实施指南NEWPWR优倍自动化第三部分优倍数字化车间智能工厂总体规划重点任务现状调研政策对接成本目标组织调整两化融合质量目标技术路线安全目标绿色制造总体预算人才计划自动化方案进度规划信息化方案NEWPWR优倍自动化智能工厂总体规划目标（1）现状调研组织质量、技术、研发、生产、市场、财务等人员，对企业基础现状进行详细的调研，以为下一步制定总体规划奠定基础。要求数据资料真实、客观、有效，项目方并需针对性给出通过智能制造需要分阶段解决的主要问题。政策对接总路线及发展目标需符合《中国制造2025纲要》的指导，并与所在地的各级政府所出台的有关智能制造的扶持政策进行对接，以为未来申报项目扶持资金而做好前期工作，以尽可能地获得政府的支持、扶持，但切不可以以此作为主要目的。组织调整结合智能制造的目标，对企业管理组织架构及职能进行相应调整，以符合企业未来战略规划及方案实施的需要。技术路线根据项目的需要，参考国家已出台的智能制造标准化的要求，明确项目的标准化体系架构目标，重点组织规划项目中所应用的相关技术与标准化进行对接，使项目所应用的技术有标准可依，并可进行落地验证。两化融合工信部在大力推动企业实现两化（深度）融合，并推广贯标体系，企业须明确两化融合是智能制造的基础工作，并以此来制定符合本企业需求的两化融合具体实施规划。质量目标分析企业所面对的国内、国际的主要竞争对手、及客户对产品当前及未来的质量要求，并根据企业所实际具备的技术力量及投入预算额，务实确定项目完成时产品所需达到的质量指标，该质量目标这是智能制造项目的核心任务之一。成本目标综合考虑产品及制造过程中的原材料、人力、效率、能耗、物流、企业经营管理等各方面所产生的成本因素，并结合在未来市场竞争中对成本的要求，提出项目达成时产品综合的降本目标。其中需特别重视是：需在保证产品质量目标的前提下再考虑降低成本。智能工厂总体规划目标（2）安全目标从生产、数据、信息、人身、设备、网络等六大方面进行安全的综合规划，并确定安全等级（目标）及实施方案，该方案需结合智能工厂的信息化及自动化进行统一规划，并需健立、健全企业安全管理组织与架构，以保障建成后的智能工厂长期的安全运行。绿色制造绿色制造是智能制造的重点任务之一，需分析企业目前能耗、污染排放现状并制定目标，并以此目标从技术层面规划以自动化的手段建立全面、实时监测系统，以信息化手段对以上数据进行汇总分析、优化处理。人才计划为保障智能工厂建设期间及建成后的运维及提升，企业须规划制定近期可满足配合项目实施要求的、及未来2-5年、5-10年发展所需要的相关的技术、管理人才的增补、培养计划。信息化方案根据企业实际需求，规划信息化实施的广度及深度（参见后图），特别需制定打通各类软件的数据接口、消灭信息孤岛及“互联网+协同制造”等关键性技术的方案。自动化方案加大智能装备的应用，制定提升自动化生产能力的目标，其中需重点关注对关键、重要的工艺、质量数据进行自动化检测、检验并获取数据，以为后期的大数据分析做准备，并需着重关注各智能装备之间的数据联网及与信息化的协同。进度规划务实规划企业智能制造的近、中、长期目标，不图快、求全、求高，需分阶段、有步骤地实施。其中需特别强调各阶段性目标任务之间的技术及数据的关联性、互通性、衔接性。总体预算立足企业现有的可实际投入的资金及未来的赢利预期，以“质量为先、促进管控、提升品牌、兼顾发展”的原则对投入进行合理规划，并需确保资金投入的可持续性。而对于净利润少于5%的企业则不建议在短期内进行全面投入，而是将重点放在实施信息化，并对涉及生产、质量的重点装备进行自动化升级改造，需着重抓好研发及营销，扩大市场份额。智能工厂建设实施步骤分解一期(1.X-2.5)二期(2.5-3.0)三期(3.0-3.5)四期(迈向4.0)协同研发、虚拟仿真、信息安全、互联网+、大数据、工业云信息化\自动化基础PDM\ERP\MES(1)数字化车间MES(2)智能工厂MES(3)\PLM(1)数字化研发生产资源信息化工艺\装备建模精益化生产智能装备升级工艺\质量数据采集计划排产信息码应用生产可视化自动化物流精细化成本工艺\质量分析物联网\工业总线能源\排放管理智能排产工艺\材料导入智能诊断智能物流成本优化工艺\质量优化智能设计智能优化柔性制造深度协同智能决策远程运维供应链优化远程服务智能制造MES(4)\PLM(2)两化融合NEWPWR优倍自动化效益提升10-15%15-30%30-60%60-100%信息化实施方案及规划大数据云平台仿真优化ERPPLMAPPMES智能制造信息平台基础信息平台数据管理数据分析云计算云服务产品仿真生产仿真综合优化PDMCRM数据应用财务计划工艺制程产品设计图纸管理材料工艺生产管控可视过程物料客户管理销售管理运行监控在线管理市场互动仓储管理物流管理发货管理WMS质量追溯市场管理云共享协同管理生命周期数字化制造信息平台基于数据共享及信息安全平台智能服务远程诊断协同制造智能运营深度广度NEWPWR优倍自动化智能组件数据采集自控信息交互，系统集成机器人工艺治具传感器仪器仪表控制系统驱动器智能装备装备引进装备定制装备集成通信网络通信装置通信协议工业总线智能物流智能仓储智能搬运调度系统识别系统标识方式移动识别终端设备检测装置嵌入软件人机互动自动化实施方案及规划NEWPWR优倍自动化项目技术特征计划排产结合ERP下发的生产计划要求，通过MES系统对工艺、装备等实时数据进行采集，综合各种资源状态，完成以天、甚至以小时为单位的计划排产。数据采集通过对装备的通信层改造及应用传感器、物联网技术，实现对设备、工艺、测试等所有与制造相关的数据进行自动化采集，以确保数据的全面性、系统性、准确性、实时性；设备管理实现对自动化设备产生的数据进行采集，同时结合生产工艺动态