智能工厂建设的顶层设计

智能工厂建设的顶层设计
----规划咨询
目录
1. 智能制造的效益
2. 智能工厂建设的顶层规划咨询
制造业发展趋势
智能产品/智能装备：
•所生产产品的智能化
•生产/物流/仓储装备的智能化
智能生产/智能工厂/数字化车间
•生产工艺的数字化与优化
•生产管理的数字化智能化
•质量管理的数字化智能化
•设备管理的数字化智能化
智能服务/智能企业
•对外服务的智能化
•企业管理的智能化
智慧世界
智慧
智慧城市
工业
智慧
行业
智慧
企业
智慧
园区
智能
工厂
智能
车间
智能
产线
智能
装备
制造工厂转型升级的核心指标
工业4.0和智能制造的影响
目录
1. 智能制造的效益
2. 智能工厂建设的顶层规划咨询
智能工厂-核心事情
智能工厂建设：业主之惑
智能工厂建设，角色缺失：
• 没有设计院、监理，通常没有总集成商
（相当于施工商）
建筑工程角色关系
业主
授权
业主很忙：
委托
监理
•
多地调研学习，获取最佳实践
委托
设计院
• 多种专业合议，探讨设计方案•
多项多轮商务招标、签约监督
施工商
图纸
• 多处协调方案、接口
• 多方协调计划与进度• 多轮评测、试运行、验收
分包
……
设备商
服务商
材料商
传统工厂的建设问题
传统工厂建设存在的
大“痛点”6 4.传统思路建厂，缺少系统性、创新性思维
1.重建设，轻规划
缺少对先进技术及标杆企业的专业了解，闭门造厂，经验主要还是传统工厂的土建和生产工艺层面，缺乏工厂自动化、信息化建设整体思路，缺少创新思维、系统性思维，与智能工厂差距大
事前规划不具体，边建设边改造，规
划缺少大局观，后期难以改造升级
2.重实体，轻流程
5.片面解读智能制造
先建筑，其次设备，最后才考虑业务流程，导致逆向规划现象
基于设备改造升级的老路，一味追求设备智能升级改造，主要停留在设备、产线等自动化实施层面，以及局部信息化建设层面，缺乏整体性考虑，对智能制造了解片面
3.重理念，脱实际
6.建厂投入不科学
过于追求先进理念，未与实际相结合，造成大量资源浪费
规划阶段过于依赖于设计院，建厂人员投入不科学, 前期规划阶段参与少，运营期困难大
智能工厂项目的建设风险
⚫ 风险：典型的大型项
目• 技术：系统复杂、接口关系多
• 管理：供应商多、相互交织，进度互相牵制，对工期和成本的管理难度大
可视化展示
硬件：
等）
A
D 防火墙
工业网络
办公网络
物流/仓储自动化集成
基础设施集成
8
1414
生产自动化集成
能仪
办公电脑移动端
软件：
信息化集成
⚫技术：坚持自上而下的设计，自下而上的集成
应用场景
分析智能工厂
集成
系统功能需求分析信息化集成
建设规划
阶段工作产线布局
规划生产线
集成
V模型：
•大型项目的技术管理过程
•适合于试错成本高的项目
详细设计工序集成
设备制造
软件开发
⚫ 管理：寻找得力的合作伙伴—集成商
• 总集成商：• 大集成商：
– 总集成商：向业主汇报
，全面负责新工厂建设– 大集成商：向业主汇报，负责范围可具体协商；通过和帮助业主协调其他资源方关系– 其他资源方：向总集成商汇报，负责所分配工作包建设
– 其他资源方：部分向大集成商汇报，部分向业主汇报
业主
业主
总集成商
大集成商
基础基础信息化集成商
信息化集成商产线集成商物流集成商仓储集成商
设施集成商
设施集成商
产线集成商物流集成商仓储集成商
智能工厂建设的思路
➢颠覆传统思路，一步到位
理想目标
智能工厂顶层设计
实际蓝图
最终达成
新开发的潜能
升级规划
…升级规划实际达成
第二版升级规划
第一版升级规划
老路：基于设备改造逐步升级
现状
时间
老路：基于设备改造逐步升级新路：通过建设规划的顶层设计，融合自动化、柔性化、数字化、智能化的技术，总体部署，分步实施
建设规划目的•应用场景：由模糊到清晰
•建设方案：由零散到系统
建设规划目的
数据驱动的转型升级
改造前 改造后
自动化率生产周期一次合格率
返修率40%
85%
8天
2天
柔性制造96%99.5%
过程透明化
5‰
3‱
生产效率生产人员能耗15
90
39人19人能耗下降20%
老工艺能耗大
建设智能工厂的九大步骤
工厂/客户（甲方）
政府
职能部门
建设规划
DIY/咨询
建筑
设计院
土建
施工商
设备
供应商
系统集成
供应商
●◎◎◎◎●●●●
-
--
◎
●
◎
-
-
-
-
◎
-
-
◎
-
第一阶段选址拿地
第二阶段建设规划第三阶段建筑设计第四阶段土建施工第五阶段工业装修第六阶段设备进场第七阶段系统集成第八阶段人员到位
●
◎
-
--
◎
◎
-
●
◎
-
--◎
◎
◎
●
●
◎
◎
◎
◎
●
◎
-
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建设规划-内容概述
通用规划
特定输入
Input
需求条件
规划产能产品工艺规划原则
规划功能设备清单
系统集成产品追溯
配套辅助
产能规划分解可视化规划
工艺流程优化社会责任保障
线体布局设计参观路径规划
标准作业规划仓储物流配送
生产物流规划
物理世空调系统设计压缩空气系统
照明系统规划弱电系统集成
环境系统设计安防系统部署
网络部署规划其它基础设施
界
基础设施规划
APS MES SCADA WMS 数信息系统规划
高级生产排程生产执行系统数据集成服务仓储管理系统字世ERP
企业资源系统
QMS 质量管理系统
EMS 能源管理系统
PLM 产品生命周期
界
Output
交付资料
方案报告规划图纸项目资料
建设规划-需求条件
Input
需求条件规划产能产品工艺配套辅助规划原则
总体规划产能产品BOM料表垂直整合策略订单批量关系生产工艺流程
工艺环境条件
生产作业工时
特殊特性要求
库容周期策略
物料包装规范
成品包装规范
辅助配套需求
痛点问题汇总
指定事项列表
规划指导原则
相关标准规范
通用
生产物流
规划规划输入
基础设施
规划
信息系统
规划特
定主要设备清单系统集成需求
产品追溯需求规
划
Output 交付资料输规划功能模块入
建设规划-生产物流规划
Input
需求条件
工艺流程优化
生产物流规划
线体布局设计
可视化规划
生产物流规划
基础设施规划
标准作业规划
社会责任保障
P 信息系统规划
A 仓储物流配送
D
参观路径规划
C
Output
交付资料
阶段实现
天津洗衣机工厂位于天津创新产业园区，规划建筑面积10万
平方米，年产300万台洗衣机。

模块化配套
项目预留130亩
模块化
配套35亩洗衣机144亩
35KV变电站物流中转库
幸福河120亩
总装C线（外筒预装+总装箱体线A（冲压线+TOX
搬迁线+TOPS搬迁线）
1）
总装B线（外筒预装+总装箱体线B（预留冲压线+580
自动线+预留折弯铆接线）成品存放区1）
箱体线C
总装线A、B、C总装A线（外筒预装+总装1）
成
品（包运）实
存验内桶线（预留）
放室
区
总装线（预留）内桶线（FPA整线）
总装线（预留）
包装存放区成品存放区
内筒成型line2冲压（预留）
冲压（line1&line2内筒成型line1
公用）
变配电室空压站
废品存放
总装C线（盘座预装+总装2+检测+清洗）
总装B线（盘座预装+总装2+检测+清洗）
EMR
备件库
总装C线（盘座预装+总装2+检测+清洗）
总装预留线（盘座预装+总装2+检测+清洗）
原料暂存
不良品存放
精益布局与物流整体规划
某集团智慧毯业新园区规划案例
单层面积(㎡)
总面积(㎡) 夹层面积合计
总面积(㎡)厂房长宽(不含夹层)
232202322025020261007266(㎡)
(含夹层)
1#厂房2#厂房3#厂房4#厂房白坯库成品库合计
129129145145120110
60774077408700870072668250
6660298806060606075
66601291512733
2988037935388337266-8250-8250113076
38968
152044
1. 物理世界的整体规划
◼ 厂房布局、车间布局，输出建筑参数
◼ 工艺优化8700㎡ 8700㎡
7740㎡ 7740㎡
◼ 非标自动化设计与标准设备选型
◼ 辅助设施规划
7266㎡5059㎡
2. 数字世界的整体规划
8250㎡
◼◼◼◼
物联网规划智慧园区规划信息化整体规划工业互联网平台规划
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23
某集团智慧毯业新园区规划案例
1车间、2车间层高需求测算表
夹层下方
夹层上方
非夹层区域
设备净 夹层区设备 层高
净高 需求
建筑
楼层
总层高
高
层高
使用功能
设备净高
管网 梁+板
使用功能
设备净高 管网 梁+板
使用功能前整车间设备净高 管网 梁+板 层高1楼
7.9
1车间2楼 平网印花机 3.1
3.1
0.2
0.2
0.8
网板存储
2.6
1.2
5.7
7.9
烘干固色+水洗机后整车间 6.8
6.80
0 1.1
1.17.9
7.9 6.86.87.97.97.9
7.97.9
23.7
3楼1楼
前整车间2车间
2楼 平网印花机0.8
网板存储
2.6
1.2
5.7
7.9
烘干固色+水洗机后整车间
23.7
3楼
单位：米
3车间、4车间层高需求测算表
夹层下方
夹层上方
非夹层区域
设备净 夹层区设备 层高
净高 需求
建筑
楼层
总层高
高层高使用功能
1楼 白坯周转区
2楼 DTY 静置区设备净高 管网 梁+板使用功能设备净高 管网 梁+板
使用功能设备净高 管网 梁+板 层高2.32.6
0.30.3
0.8 剖绒+打卷300
1.11.1
5.35.1
7.5 小经编机 6.46.23.43.40000 1.11.11.11.17.57.34.54.5 6.46.23.43.47.57.34.44.53车0.8
络砂区、办公区
7.3
加弹+整经
2.5
23.7
间
3楼包装区+人工作业区4楼成品自动线
白坯周转区 2.320.300.8 剖绒+打卷3200.30
1.11.11.1
5.347.55.41楼
大经编机 6.40 1.17.5 6.47.5大纱架下层周转区
0大纱架上层周转区4车间
2楼 DTY 静置区 2.6
0.3
0.8
络砂区、办公区
2.5
5.1
7.3
加弹+整经
包装区+人工作业区成品自动线
6.23.43.4
000
1.11.11.1
7.34.54.5
6.23.43.4
7.34.44.5
23.7
3楼4楼
单位：米
通过整体规划的顶层设计，节省建筑面积10000平米（1500RMB /平米）
和利时慈溪智能工厂案例
建设规划-基础设施
Input 需求条件基础设施规划虽然繁琐，但可各个击破，关键需要进行统一规划设计。

将数据与厂区区域结合，为数字工厂多系统联动智能场景提供基础！
生产物流
规划
空调系统设计
照明系统规划
环境系统设计
网络部署规划弱电系统集成压缩空气系统安防系统部署其它基础设施
基础设施
规划信息系统
规划Output 交付资料
建设规划-信息系统
工厂信息系统规划蓝图
Input
需求条件
M D M
客户
供应商产品信息
设备
物料B O M
R outing
Master Data
Master Data
Master Data
Master Data
Master Data
Master Data
生产实际物料出入
D P M P FP SD P P
C O FI 产品信息ERP
成品出入库龄管理物料移动物料返还
位置管理配送管理IQC/OQC 盘点管理
生产计划
研发管理B O M 管理
图管理生产物流规划
M M
H R
生产计划物料主数据设备主数据生产业绩物料消耗生产工时
FS
执生产计划
工艺文件
行状态
生产计划
设计变更
基础信息
基础设施规划
工厂建模生产计划工艺路线人员管理Barcode 入库请料退换数据物料管理维修管理
工序管理异常管理
设备管理品质管理
包装管理仓库管理资源管理
能源平衡&优化配料退库数据
SPC
能源监控&分析
信息系统规划
设备主数据生产计划设备加工程序工序验证信息
生产实绩生产节拍设备状态物流控制指令物流设备状态数据
设备过程参数
实时数据库
历史数据库
报警&事件
协同控制
工作流
脚本引擎
时钟同步
报表&打印
SCADA
Output
交付资料
弱电接入驱动
视频驱动
PLC 驱动
OPC 驱动
DNC 服务
MDC 驱动
WCS 驱动
动态链接驱动
数据输出驱动
Fixed Scanner
(SMT)
Conveyor PLC
(SMT)
ROMWriter
(SMT)
SP / SPI / SMT / Reflow/ AOI
Wave-soldering (THT ）ICT (THT)FCT (THT)机插(THT)车间温度车间湿度
数字化规划—基于工业互联网平台的总体架构
ESB
企业服务总线
集团
智慧运营应用（辅助决策）新能源智慧应用（专业定制）
（智慧服务）
KPI 分析能耗分析
数字化设计应用
经营分析
SRM
PLM
质量分析
...
Level 4
Level 3
基础 PAAS / 工业 PAAS （云平台运行环境）
ERP
CRM ...
工智能生 智能排 生产执 仓储物 能源管 物联系 园区管产应用 产应用 行应用 流应用 理应用 统应用 理应用
厂
工厂N 应用
基础 PAAS / 工业 PAAS 运行环境（HA 高可用环境）
HolliCube -Edge （工厂1）
通迅管理设备接入访问授权通迅诊断设备日志
系统接入网关
（TXT 、HTTP 、WebService 、ET
Level 2
L 、 ）
协议转换(MQTT/Modbus/OPC/HTTP)
HolliGateway
HolliGateway / HolliConnection
Level 1Level 0
PLC PC(工控机)CNC
新能源网点
汽车充电桩
分布式电站
冲床
焊接机器人
机械手
立体库
AGV
...
数字化规划
数据驱动运营管理规划
集团管控
运营管控，五统一管控
全集团
可视化数
据
驱
动
的
透
明
化
管
理
数据
驱动的管控全工厂可视化现场可视化
工序可视化设备可视化
数字化规划
数字化绩效
实现生产过程中的透明、实时、精准、可视化运营
工业数字化的未来之路
绝大多数企业
处于这个位置
APP和云原生APP共存
微服务架构全面支撑
旧的和新的应用
新旧系统一起协同运行，
容器化和微服务化
新的特征将被加到既有的应
用系统中，如容器化运行
工业数字化未来之路：数用分离，数据更安全
中央集控调度中心规划
谢谢！
用自动化改进人们的工作、生活和环境Automation for Better Life。