工業(yè)和二化融合案例

工業(yè)4.0和二化融合（南通案例）2023/1/131上海長寧創(chuàng)意研發(fā)室樊國成2014-12-17工業(yè)4.02023/1/132工業(yè)4.0是德國提出的工業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略計劃德國學術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界認為，前三次工業(yè)革命的發(fā)生，分別源于機械化、電力和信息技術(shù)。他們將18世紀引入機械制造設(shè)備定義為工業(yè)1.0，20世紀初的電氣化為2.0，始于20世紀70年代的生產(chǎn)工藝自動化定義為3.0，而物聯(lián)網(wǎng)和制造業(yè)服務(wù)化迎來了以智能制造為主導(dǎo)第四次工業(yè)革命，或革命性的生產(chǎn)方法，即“工業(yè)4.0”。德國“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略旨在通過充分利用信息通訊技術(shù)和信息物理系統(tǒng)（CPS）相結(jié)合的手段，推動制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型。2023/1/133兩化融合兩化融合是我國提出的工業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略計劃2023/1/134德國工業(yè)4.0與中國兩化內(nèi)容是一樣的：如出一轍、異曲同工、殊途同歸。工業(yè)4.0是什么？1、工業(yè)4.0是網(wǎng)絡(luò)工業(yè)4.0是什么，看看南通案例吧工廠網(wǎng)絡(luò)2023/1/136網(wǎng)絡(luò)層2023/1/1371.1、一次傳感器與控制器之間的互聯(lián)2023/1/138工業(yè)4.0的核心是單機智能設(shè)備的互聯(lián)，不同類型和功能的智能單機設(shè)備的互聯(lián)組成智能生產(chǎn)線，不同的智能生產(chǎn)線間的互聯(lián)組成智能車間，智能車間的互聯(lián)組成智能工廠。DCS控制系統(tǒng)2023/1/139智能車間2023/1/13101.2、設(shè)備和產(chǎn)品品的互聯(lián)2022/12/3111工業(yè)4.0的意味著智能能工廠能夠自自行運轉(zhuǎn)，零零件與機器可可以進行交流流。由于產(chǎn)品品和生產(chǎn)設(shè)備備之間能夠通通信，使得產(chǎn)產(chǎn)品能理解制制造的細節(jié)以以及自己將被被如何使用。。同時，它們們能協(xié)助生產(chǎn)產(chǎn)過程，回答答諸如“我是什么時候候被制造的”、“哪組參數(shù)應(yīng)該該被用來處理理我”、“我應(yīng)該被傳送送到哪”等等問題。智能倉庫2022/12/31121.3、虛擬擬和現(xiàn)現(xiàn)實的的互聯(lián)聯(lián)2022/12/3113信息物物理系系統(tǒng)（（CPS）是工工業(yè)4.0的核心心，它它通過過將物物理設(shè)設(shè)備連連接到到互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)上上，讓讓物理理設(shè)備備具有有計算算、通通信、、控制制、遠遠程協(xié)協(xié)調(diào)和和自治治等五五大功功能，，從而而實現(xiàn)現(xiàn)虛擬擬網(wǎng)絡(luò)絡(luò)世界界與現(xiàn)現(xiàn)實物物理世世界的的融合合。信信息物物理系系統(tǒng)（（CPS）可以以將資資源、、信息息、物物體以以及人人緊密密聯(lián)系系在一一起，，從而而創(chuàng)造造物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)及及相關(guān)關(guān)服務(wù)務(wù)，并并將生生產(chǎn)工工廠轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)闉橐粋€個智能能環(huán)境境，是是實現(xiàn)現(xiàn)設(shè)備備、產(chǎn)產(chǎn)品、、人協(xié)協(xié)調(diào)互互動的的基礎(chǔ)礎(chǔ)。工業(yè)4.0自動化化-信息物物理系系統(tǒng)（（CPS）信息物物理系系統(tǒng)（（CyberPhysicalSystem，CPS）強調(diào)調(diào)物理理過程程與信信息間間的反反饋。。2008年美國國加利利福利利亞大大學的的Lee.E在其技技術(shù)報報告《信息物物理系系統(tǒng)：：設(shè)計計挑戰(zhàn)戰(zhàn)》中指出出：信信息物物理系系統(tǒng)是是計算算和物物理過過程的的整合合集成成。嵌嵌入式式計算算機和和網(wǎng)絡(luò)絡(luò)對物物理過過程進進行監(jiān)監(jiān)測和和控制制。從自動動化技技術(shù)的的觀點點看，，CPS是一種種工程程系統(tǒng)統(tǒng)，由由一個個嵌入入在物物體中中的計計算和和通信信的內(nèi)內(nèi)核，，以及及物理理環(huán)境境中的的結(jié)構(gòu)構(gòu)所監(jiān)監(jiān)測和和控制制。（（KarlHenrikJohansson，2011）以信息息物理理生產(chǎn)產(chǎn)系統(tǒng)統(tǒng)CPPS為模型型構(gòu)建建智慧慧工廠廠，或或者數(shù)數(shù)字化化工廠廠2022/12/31151.4、萬物互互聯(lián)（（IOE，InternetofEverything）2022/12/3116信息技技術(shù)發(fā)發(fā)展的的終極極目標標是實實現(xiàn)無無所不不在的的連接接，所所有產(chǎn)產(chǎn)品都都將成成為一一個網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)終終端。。萬物物互聯(lián)聯(lián)就是是人、、物、、數(shù)據(jù)據(jù)和程程序通通過互互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)聯(lián)接接在一一起，，實現(xiàn)現(xiàn)人類類社會會所有有人和和人、、人和和物以以及物物和物物之間間的互互聯(lián)，，重構(gòu)構(gòu)整個個社會會的生生產(chǎn)工工具、、生產(chǎn)產(chǎn)方式式和生生活場場景。。2、工業(yè)4.0是集成成2022/12/3117“工業(yè)4.0”將無處處不在在的傳傳感器器、嵌嵌入式式終端端系統(tǒng)統(tǒng)、智智能控控制系系統(tǒng)、、通信信設(shè)施施通過過CPS形成一一個智智能網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，，使人人與人人、人人與機機器、、機器器與機機器以以及服服務(wù)與與服務(wù)務(wù)之間間能夠夠互聯(lián)聯(lián)，從從而實實現(xiàn)橫橫向、、縱向向和端端對端端的高高度集集成。。2.1、縱向集集成2022/12/3118縱向向集集成成是是一一個個公公司司擁擁有有一一個個供供應(yīng)應(yīng)鏈鏈各各個個部部分分的的方方法法。。一一個個高高度度縱縱向向集集成成的的企企業(yè)業(yè)，，可可以以控控制制從從原原料料準準備備到到產(chǎn)產(chǎn)品品零零售售的的全全部部行行動動。?？煽梢砸允故构舅驹谠谫I買賣賣交交易易市市場場中中的的交交易易成成本本降降到到最最低低，，它它對對于于更更好好地地控控制制物物流流、、交交流流信信息息和和降降低低成成本本有有利利。。工業(yè)業(yè)4.0所要要追追求求的的就就是是在在企企業(yè)業(yè)內(nèi)內(nèi)部部實實現(xiàn)現(xiàn)所所有有環(huán)環(huán)節(jié)節(jié)信信息息無無縫縫鏈鏈接接，，這這是是所所有有智智能能化化的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)。。2.2、橫向向集集成成2022/12/3119在市市場場競競爭爭牽牽引引和和信信息息技技術(shù)術(shù)創(chuàng)創(chuàng)新新驅(qū)驅(qū)動動下下，，每每一一個個企企業(yè)業(yè)都都是是在在追追求求生生產(chǎn)產(chǎn)過過中中的的信信息息流流、、資資金金流流、、物物流流無無縫縫鏈鏈接接與與有有機機協(xié)協(xié)同同，，在在過過去去這這一一目目標標主主要要集集中中在在企企業(yè)業(yè)內(nèi)內(nèi)部部，，但但現(xiàn)現(xiàn)在在這這一一遠遠遠遠不不夠夠了了，，企企業(yè)業(yè)要要實實現(xiàn)現(xiàn)新新的的目目標標：：從從企企業(yè)業(yè)內(nèi)內(nèi)部部的的信信息息集集成成向向產(chǎn)產(chǎn)業(yè)業(yè)鏈鏈信信息息集集成成，，從從企企業(yè)業(yè)內(nèi)內(nèi)部部協(xié)協(xié)同同研研發(fā)發(fā)體體系系到到企企業(yè)業(yè)間間的的研研發(fā)發(fā)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)，，從從企企業(yè)業(yè)內(nèi)內(nèi)部部的的供供應(yīng)應(yīng)鏈鏈管管理理與與企企業(yè)業(yè)間間的的協(xié)協(xié)同同供供應(yīng)應(yīng)鏈鏈管管理理，，從從企企業(yè)業(yè)內(nèi)內(nèi)部部的的價價值值鏈鏈重重構(gòu)構(gòu)向向企企業(yè)業(yè)間間的的價價值值鏈鏈重重構(gòu)構(gòu)。。2.3、端端到到端端集集成成2022/12/3120端到到端端就就是是圍圍繞繞產(chǎn)產(chǎn)品品全全生生命命周周期期的的價價值值鏈鏈創(chuàng)創(chuàng)造造，，通通過過價價值值鏈鏈上上不不同同企企業(yè)業(yè)資資源源的的整整合合，，實實現(xiàn)現(xiàn)從從產(chǎn)產(chǎn)品品設(shè)設(shè)計計、、生生產(chǎn)產(chǎn)制制造造、、物物流流配配送送、、使使用用維維護護的的產(chǎn)產(chǎn)品品全全生生命命周周期期的的管管理理和和服服務(wù)務(wù)。。例如如，，與與客客戶戶簽簽訂訂合合同同--項目目組組成成立立—施工工管管理理--客戶戶驗驗收收--質(zhì)保保期期結(jié)結(jié)束束的的整整個個管管理理過過程程。。把把前前期期和和客客戶戶的的要要求求，，談?wù)勁信校?，作作為為項項目目的的前前端端，，項項目目結(jié)結(jié)束束后后可可以以和和客客戶戶簽簽訂訂服服務(wù)務(wù)合合同同3、工業(yè)4.0是數(shù)據(jù)2022/12/3121從工業(yè)1.0、2.0、3.0演進的角角度來看看，這一一認識不不無道理理，數(shù)據(jù)據(jù)是區(qū)別別于傳統(tǒng)統(tǒng)工業(yè)生生產(chǎn)體系系的本質(zhì)質(zhì)特征。。在“工業(yè)4.0””時代，制制造企業(yè)業(yè)的數(shù)據(jù)據(jù)將會呈呈現(xiàn)爆炸炸式增長長態(tài)勢。。3.1、產(chǎn)品數(shù)數(shù)據(jù)2022/12/3122產(chǎn)品數(shù)據(jù)據(jù)，包括括設(shè)計、、建模、、工藝、、加工、、測試、、維護、、產(chǎn)品結(jié)結(jié)構(gòu)、零零部件配配置關(guān)系系、變更更記錄等等數(shù)據(jù)。。產(chǎn)品的的各種數(shù)數(shù)據(jù)被記記錄、傳傳輸、處處理和加加工，使使得產(chǎn)品品全生命命周期管管理成為為可能，，也為滿滿足個性性化的產(chǎn)產(chǎn)品需求求提供了了條件。。產(chǎn)品數(shù)據(jù)據(jù)記錄2022/12/31233.2、運營數(shù)據(jù)據(jù)2022/12/3124包括組織織結(jié)構(gòu)、、業(yè)務(wù)管管理、生生產(chǎn)設(shè)備備、市場場營銷、、質(zhì)量控控制、生生產(chǎn)、采采購、庫庫存、目目標計劃劃、電子子商務(wù)等等數(shù)據(jù)。。工業(yè)生生產(chǎn)過程程的無所所不在的的傳感、、連接，，帶來了了無所不不在的數(shù)數(shù)據(jù)，這這些數(shù)據(jù)據(jù)會創(chuàng)新新企業(yè)的的研發(fā)、、生產(chǎn)、、運營、、營銷和和管理方方式。PLC數(shù)據(jù)運營營2022/12/31253.3、價值鏈數(shù)數(shù)據(jù)2022/12/3126包括客戶、、供應(yīng)商、、合作伙伴伴等數(shù)據(jù)。。企業(yè)在當當前全球化化的經(jīng)濟環(huán)環(huán)境中參與與競爭，需需要全面地地了解技術(shù)術(shù)開發(fā)、生生產(chǎn)作業(yè)、、采購銷售售、服務(wù)、、內(nèi)外部后后勤等環(huán)節(jié)節(jié)的競爭力力要素。大大數(shù)據(jù)技術(shù)術(shù)的發(fā)展和和應(yīng)用，使使得價值鏈鏈上各環(huán)節(jié)節(jié)數(shù)據(jù)和信信息能夠被被深入分析析和挖掘，，為企業(yè)管管理者和參參與者提供供看待價值值鏈的全新新視角，使使得企業(yè)有有機會把價價值鏈上更更多的環(huán)節(jié)節(jié)轉(zhuǎn)化為企企業(yè)的戰(zhàn)略略優(yōu)勢。3.4、外部數(shù)據(jù)2022/12/3127包括經(jīng)濟運運行、行業(yè)業(yè)、市場、、競爭對手手等數(shù)據(jù)。。為了應(yīng)對對外部環(huán)境境變化所帶帶來的風險險，企業(yè)必必須充分掌掌握外部環(huán)環(huán)境的發(fā)展展現(xiàn)狀以增增強自身的的應(yīng)變能力力。大數(shù)據(jù)據(jù)分析技術(shù)術(shù)在宏觀經(jīng)經(jīng)濟分析、、行業(yè)市場場調(diào)研中得得到了越來來越廣泛的的應(yīng)用，已已經(jīng)成為企企業(yè)提升管管理決策和和市場應(yīng)變變能力的重重要手段。。4、工業(yè)4.0是創(chuàng)新2022/12/3128——產(chǎn)品工業(yè)4.0”的實施過程程實際上就就是制造業(yè)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展展的過程，，制造技術(shù)術(shù)、產(chǎn)品、、模式、業(yè)業(yè)態(tài)、組織織等方面的的創(chuàng)新將會會層出不窮窮。4.1、技術(shù)創(chuàng)新2022/12/3129——技術(shù)創(chuàng)新。。未來工業(yè)4.0的技術(shù)創(chuàng)新新在三條軌軌道上進行行，一是新新型傳感器器、集成電電路、人工工智能、移移動互聯(lián)、、大數(shù)據(jù)不不斷演進。。二是傳統(tǒng)統(tǒng)工業(yè)在信信息化創(chuàng)新新環(huán)境中，，不斷優(yōu)化化創(chuàng)新流程程、創(chuàng)新手手段和創(chuàng)新新模式。三三是傳統(tǒng)工工業(yè)與信息息技術(shù)的融融合發(fā)展，，它既包括括信息物理理空間（CPS）、智能工工廠整體解解決方案等等一系綜合合集成技術(shù)術(shù)。4.2、產(chǎn)品創(chuàng)新2022/12/3130信息通信技技術(shù)不斷融融入工業(yè)裝裝備中，推推動著工業(yè)業(yè)產(chǎn)品向數(shù)數(shù)字化、智智能化方向向發(fā)展，使使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)構(gòu)不斷優(yōu)化化升級西門子創(chuàng)新新2022/12/31314.3、模式創(chuàng)新2022/12/3