走向智能制造-制造型企業(yè)數(shù)字化車間建設(shè)

走向智能制造制造型企業(yè)數(shù)字化車間建設(shè)-數(shù)字化車間定義-建設(shè)目標(biāo)-建設(shè)路線圖-通用技術(shù)要求目錄01數(shù)字化車間定義1.什么是數(shù)字化車間制造業(yè)車間管理手段演變過程隨著工業(yè)革命的發(fā)展，新的科學(xué)技術(shù)及管理思想也在不斷涌現(xiàn)，制造型企業(yè)在技術(shù)應(yīng)用及管理模式上也經(jīng)歷了多次變革，這些變更有力地促進(jìn)了工業(yè)蓬勃發(fā)展，體現(xiàn)到車間層面的應(yīng)用管理，大致經(jīng)歷了如下四個(gè)主要階段：手工作業(yè)作坊式生產(chǎn)第一階段第四階段第三階段第二階段工業(yè)技術(shù)引入流水線大規(guī)模生產(chǎn)信息技術(shù)引入信息化輔助生產(chǎn)信息化、工業(yè)化結(jié)合兩化融合1.什么是數(shù)字化車間

在車間應(yīng)用管理發(fā)展的第三階段，信息技術(shù)的引入改變了原來以設(shè)備生產(chǎn)+人工管理的生產(chǎn)組織管理模式，通過各種信息化手段（控制技術(shù)和管理系統(tǒng)等）的應(yīng)用，極大改善及優(yōu)化了車間流程和管理手段，在整合資源、提高效率和輔助決策等方面充分發(fā)揮了信息化的優(yōu)勢，使企業(yè)生產(chǎn)力得到大幅提升，推動(dòng)了工業(yè)生產(chǎn)的長時(shí)期發(fā)展。但隨著工業(yè)化進(jìn)程的不斷深入，以信息化輔助生產(chǎn)的管理模式也逐步暴露了一些不足，最明顯的體現(xiàn)是在信息化和工業(yè)現(xiàn)場控制的統(tǒng)一結(jié)合方面：

①工業(yè)技術(shù)發(fā)展和信息化發(fā)展在企業(yè)內(nèi)部呈現(xiàn)了兩條單一的發(fā)展路線，兩者只是單向的帶動(dòng)和促進(jìn)關(guān)系，沒能發(fā)揮工業(yè)化、信息化相互促進(jìn)和彼此帶動(dòng)的良好效應(yīng)。表現(xiàn)在具體層面是為了信息化而信息化，出現(xiàn)了工業(yè)化和信息化脫節(jié)的狀況；

②另一方面信息技術(shù)也未能更好的結(jié)合工業(yè)化實(shí)際，未能更好的體現(xiàn)和工業(yè)化的互動(dòng)作用。而這也在一定程度上制約了企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，如何更好的實(shí)現(xiàn)工業(yè)化和信息化的融合，更好的發(fā)揮兩者的互動(dòng)作用成為企業(yè)發(fā)展的新課題。而數(shù)字化車間解決方案的提出，恰好解決了工業(yè)化和信息化“各自為戰(zhàn)、相互脫節(jié)”的問題，它是數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化技術(shù)在生產(chǎn)車間的綜合應(yīng)用，它將生產(chǎn)車間各類設(shè)備（包括但不限于生產(chǎn)設(shè)備、在線識別設(shè)備、物流運(yùn)輸設(shè)備、能耗計(jì)量設(shè)備、環(huán)境監(jiān)測設(shè)備等）與訂單管理系統(tǒng)、工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)、生產(chǎn)管控系統(tǒng)和其他管理系統(tǒng)的信息進(jìn)行集成，形成工業(yè)化和信息化綜合性集成制造系統(tǒng)。從整體上改善生產(chǎn)的組織與管理，提高制造系統(tǒng)的柔性，提高數(shù)字化設(shè)備的效率。02數(shù)字化車間建設(shè)目標(biāo)2.為什么要建設(shè)數(shù)字化車間傳統(tǒng)車間特點(diǎn)：人工統(tǒng)計(jì)生產(chǎn)信息

①產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)

②設(shè)備點(diǎn)檢

③產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)

④生產(chǎn)異常導(dǎo)致人工統(tǒng)計(jì)效率低，失誤率高，收集的數(shù)據(jù)無法有效使用。數(shù)字化車間特點(diǎn)：數(shù)據(jù)自動(dòng)采集

①設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，采集生產(chǎn)過程中各類生產(chǎn)數(shù)據(jù)

②APP收集，通過APP錄入或拍照，獲取過程數(shù)據(jù)③在線識別，在線識別設(shè)備獲取產(chǎn)品條碼、RFID標(biāo)簽信息，獲取生產(chǎn)過程信息

④系統(tǒng)接口，獲取現(xiàn)場第三方系統(tǒng)數(shù)據(jù)內(nèi)容

通過自動(dòng)采集，收集、計(jì)算及存儲(chǔ)生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，形成數(shù)字化、體系化，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程雙向追溯和業(yè)務(wù)流程驅(qū)動(dòng)。2.為什么要建設(shè)數(shù)字化車間傳統(tǒng)車間特點(diǎn)：易出現(xiàn)意外停產(chǎn)

①設(shè)備意外停機(jī)

②物料意外短缺生產(chǎn)意外中斷頻發(fā)，造成大量不必要損失。數(shù)字化車間特點(diǎn)：設(shè)備管理

①設(shè)備應(yīng)急維修管理

②設(shè)備預(yù)測性維護(hù)管理物料管理

①物料配送管理

②物料JIT拉動(dòng)

通過設(shè)備管理、物料管理，有效保證生產(chǎn)可靠、平穩(wěn)執(zhí)行，將損失降到最低。2.為什么要建設(shè)數(shù)字化車間傳統(tǒng)車間特點(diǎn)：管理混亂

①計(jì)劃下發(fā)、執(zhí)行與反饋,無法及時(shí)獲取與處理

②計(jì)劃、工藝及生產(chǎn)無法無縫結(jié)合，不便有效聯(lián)動(dòng)

③80、90后為主體員工的積極性難以調(diào)動(dòng)導(dǎo)致企業(yè)生產(chǎn)力低下，利潤受影響。數(shù)字化車間特點(diǎn)：數(shù)字化管理模式

①及時(shí)獲取生產(chǎn)信息，計(jì)劃是否順利，交期是否滿足

②打通計(jì)劃-工藝-生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)雙向流通

③建立數(shù)字化考核指標(biāo)，動(dòng)態(tài)生成排名，績效與工資體系掛鉤，提高員工積極性提高現(xiàn)場快反能力，降低因質(zhì)量、員工等因素導(dǎo)致的成本損失，提高企業(yè)競爭力。2.為什么要建設(shè)數(shù)字化車間傳統(tǒng)車間特點(diǎn)：質(zhì)量管控不及時(shí)、不準(zhǔn)確①生產(chǎn)質(zhì)量的事前、事中及事后管理，涉及到多個(gè)部門、多個(gè)業(yè)務(wù)流程，無法及時(shí)聯(lián)動(dòng)

②出現(xiàn)質(zhì)量問題，無法準(zhǔn)確定位物料、工藝、生產(chǎn)還是其他因素，不易追溯與追責(zé)導(dǎo)致產(chǎn)品合格率降低，企業(yè)生產(chǎn)成本增加。數(shù)字化車間特點(diǎn)：及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)管控

①執(zhí)行事前、事中及事后質(zhì)量管控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題

②通過全程數(shù)據(jù)收集與流程管控，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量信息雙向追溯，盡量減少因質(zhì)量導(dǎo)致浪費(fèi)提高現(xiàn)場質(zhì)量管控能力，對質(zhì)量管控定崗定責(zé)，有效提高產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量。03數(shù)字化車間建設(shè)路線圖3數(shù)字化車間建設(shè)路線圖，六步法策略六步法打造全新的數(shù)字化車間戰(zhàn)略規(guī)劃

根據(jù)企業(yè)自身生產(chǎn)特點(diǎn)，結(jié)合企業(yè)所處水平，包括自動(dòng)化、信息化和人才隊(duì)伍，結(jié)合數(shù)字化績效制定戰(zhàn)略規(guī)劃。團(tuán)隊(duì)組建

在戰(zhàn)略規(guī)劃的指引下，組建包括行業(yè)專家、信息化專家、公司中高層領(lǐng)導(dǎo)以及車間工人在內(nèi)的多維度、多層次團(tuán)隊(duì)。建立試點(diǎn)考慮到經(jīng)濟(jì)、技術(shù)能力的限制，在項(xiàng)目大面積推廣前，在信息化水平較高的車間或產(chǎn)線，先行先試。能力規(guī)劃

通過先行先試，摸清企業(yè)家底，掌握企業(yè)業(yè)務(wù)需求，規(guī)劃企業(yè)數(shù)字化能力。優(yōu)化升級隨著企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型推進(jìn)和落地應(yīng)用，新技術(shù)、新業(yè)務(wù)場景的涌現(xiàn)將不斷推動(dòng)優(yōu)化升級。數(shù)字轉(zhuǎn)型根據(jù)先行先試經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合企業(yè)數(shù)字化能力規(guī)劃，逐步推進(jìn)企業(yè)各基地、車間的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。3.1戰(zhàn)略規(guī)劃1.戰(zhàn)略規(guī)劃：根據(jù)企業(yè)自身生產(chǎn)特點(diǎn)，結(jié)合企業(yè)所處水平，包括自動(dòng)化水平、信息化水平和人才建設(shè)隊(duì)伍，確定是否在未來幾年引入新的自動(dòng)化產(chǎn)線、上馬新的信息系統(tǒng)，同時(shí)結(jié)合企業(yè)數(shù)字化績效，制定數(shù)字化戰(zhàn)略規(guī)劃。3.2團(tuán)隊(duì)建設(shè)2.團(tuán)隊(duì)建設(shè)：在戰(zhàn)略規(guī)劃的指引下，組建包括公司中高層領(lǐng)導(dǎo)、行業(yè)專家、信息化專家、公司中高層領(lǐng)導(dǎo)以及車間工人在內(nèi)的多維度、多層次團(tuán)隊(duì)。04車間工人

數(shù)字化生產(chǎn)直接參與者，車間數(shù)字化應(yīng)用需基于工人視角，綜合考慮：界面友好，交互簡單，盡量減少勞動(dòng)強(qiáng)度，增加客戶粘性。03信息化專家

結(jié)合企業(yè)痛點(diǎn)和信息化規(guī)劃，利用成熟技術(shù)，設(shè)計(jì)、開發(fā)及交付數(shù)字化車間項(xiàng)目，并在一段時(shí)間內(nèi)持續(xù)支持企業(yè)信息化建設(shè)。02行業(yè)專家深耕各類制造企業(yè)，深入了解企業(yè)各項(xiàng)業(yè)務(wù)流程，知曉企業(yè)信息化痛點(diǎn)和解決方案，是數(shù)字化車間戰(zhàn)略規(guī)劃智囊團(tuán)和知識庫。01公司中高層領(lǐng)導(dǎo)數(shù)字化車間決策者和引領(lǐng)者，自頂向下推進(jìn)數(shù)字化車間建設(shè)和深化應(yīng)用，往往是影響數(shù)字化項(xiàng)目成敗的第一因素。3.3先行先試3.建立試點(diǎn)：考慮到經(jīng)濟(jì)、技術(shù)能力的限制，在項(xiàng)目大面積推廣前，在信息化水平較高的車間或產(chǎn)線，先行先試。

車間內(nèi)特定產(chǎn)線自動(dòng)化程度、數(shù)字化程度較高，整合各項(xiàng)數(shù)字化應(yīng)用程序和軟硬件技術(shù)，并具備推廣到其他產(chǎn)線能力。

在擁有較好自動(dòng)化、信息化基礎(chǔ)的特定生產(chǎn)車間，實(shí)施垂直整合，有效涵蓋生產(chǎn)制造全過程，打通橫向集成和縱向集成，建立數(shù)字化標(biāo)桿車間。3.4能力規(guī)劃4.能力規(guī)劃：通過先行先試，摸清企業(yè)家底，掌握企業(yè)業(yè)務(wù)需求，規(guī)劃企業(yè)數(shù)字化能力。企業(yè)組織項(xiàng)目人才業(yè)務(wù)流程關(guān)鍵技術(shù)數(shù)字化工廠能力

業(yè)務(wù)流程是否清晰，是否有對應(yīng)的信息化、自動(dòng)化手段，是否有清晰的考核機(jī)制。企業(yè)是否有較強(qiáng)組織能力，是否有與數(shù)字化工廠匹配的組織部門（諸如IT部門、運(yùn)控部門等）。自動(dòng)化技術(shù)、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息管理技術(shù)等是否有積累，在數(shù)字化車間項(xiàng)目結(jié)束后，這些技術(shù)以何種方式傳承？

是否有包括行業(yè)專家、信息化專家人才儲(chǔ)備，若沒有，是內(nèi)部培養(yǎng)，還是直接招聘引進(jìn)，或者通過數(shù)字化項(xiàng)目方式引進(jìn)？是否有對應(yīng)的專項(xiàng)資金？3.5數(shù)字轉(zhuǎn)型5.數(shù)字轉(zhuǎn)型：根據(jù)先行先試經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合企業(yè)數(shù)字化能力規(guī)劃，逐步推進(jìn)企業(yè)各基地、車間的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。自動(dòng)產(chǎn)線為起點(diǎn)，逐步推進(jìn)工業(yè)互聯(lián)及工藝管理工業(yè)互聯(lián)為起點(diǎn)，逐步引入機(jī)床監(jiān)控和生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)3.6優(yōu)化升級6.優(yōu)化升級：隨著企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型推進(jìn)和落地應(yīng)用，新技術(shù)、新業(yè)務(wù)場景的涌現(xiàn)將不斷推動(dòng)數(shù)字化車間優(yōu)化升級至數(shù)字化工廠。04數(shù)字化車間通用技術(shù)要求4.1數(shù)字化要求1.數(shù)字化要求：數(shù)字化車間的資產(chǎn)和制造過程信息應(yīng)數(shù)字化，主要包括如下方面：①制造設(shè)備數(shù)字化：數(shù)字化車間的制造設(shè)備數(shù)字化應(yīng)具備完善的檔案信息、具備通信接口、能接收執(zhí)行層下達(dá)的活動(dòng)信息、能向執(zhí)行層提供制造的活動(dòng)反饋信息、具備一定的可視化能力和人機(jī)交互能力，此類數(shù)字化設(shè)備的比率應(yīng)不低于70%，但各行業(yè)可根據(jù)各自身特點(diǎn)規(guī)定相應(yīng)行業(yè)數(shù)字化車間制造設(shè)備的數(shù)字化率；②生產(chǎn)信息的采集：90%的數(shù)據(jù)可通過數(shù)字化車間信息系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)采集。③生產(chǎn)資源的識別：應(yīng)能對數(shù)字化車間制造過程所需要的生產(chǎn)資源的信息進(jìn)行識別。

④生產(chǎn)現(xiàn)場可視化：可通過車間級通信與監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車間生產(chǎn)與管理的可視化。⑤工藝設(shè)計(jì)數(shù)字化：數(shù)字化車間的工藝設(shè)計(jì)宜采用數(shù)字化設(shè)計(jì)方法，滿足：可采用輔助工藝設(shè)計(jì)，如三維工藝設(shè)計(jì)；能進(jìn)行工藝路線和工藝布局仿真；能進(jìn)行加工過程仿真和/或裝配過程仿真；建立工藝知識庫，包括工藝相關(guān)規(guī)范，成功的工藝設(shè)計(jì)案例，專家知識庫等；提供電子化的工藝文件，并可下達(dá)到生產(chǎn)現(xiàn)場指導(dǎo)生產(chǎn)；向制造執(zhí)行系統(tǒng)輸出工藝BOM。4.2網(wǎng)絡(luò)要求2.網(wǎng)絡(luò)要求：數(shù)字化車間應(yīng)建有互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備、生產(chǎn)資源及系統(tǒng)之間的信息交互。4.3系統(tǒng)要求3.系統(tǒng)要求：數(shù)字化車間應(yīng)建有制造執(zhí)行系統(tǒng)或其他的信息化生產(chǎn)管理系統(tǒng)，支持制造運(yùn)行管理的功能。4.4集成要求4.集成要求：數(shù)字化車間應(yīng)實(shí)現(xiàn)執(zhí)行層與基礎(chǔ)層、執(zhí)行層與管理層系統(tǒng)間的系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)橫向集成，縱向打通。4.5安全要求5.安全要求：數(shù)字化車間應(yīng)開展危險(xiǎn)分析和風(fēng)險(xiǎn)評估，提出車間安全控制和數(shù)字化管理方案，并實(shí)施數(shù)字化生產(chǎn)安全管控。

為確保數(shù)字化車間中的設(shè)備和人可以在安全的狀態(tài)下共存，一定要考慮各種安全保障措施，以緊急應(yīng)對突發(fā)事故，并確保信息安全等。因此，需要采取以下措施：a)自動(dòng)采集并顯示與人和物的安全狀態(tài)相關(guān)的重要數(shù)據(jù)。b)在實(shí)時(shí)采集安全狀態(tài)