智能制造应用系统位阶

企业应用系统位阶智能制造体系设计，首先要了解企业各个应用系统所处的位阶及相互关系 （图 2-1），每个位阶中各个系统的定义和作用。

以下做一些简单介绍：协同层研发协同、生产协同、供 应链协同、服务协同等战略层战略管理、企业绩效管 理、信息安全分析云平台、大数据分析、预 警、精细化数据推送运营层ERP、SCM、CRM、PLM、PM、 HR、office、模拟仿真、战略设计 战略分析EIS执行层APS、MES、WMS 等APSMES操作层HMI 集成、拧紧操作、 ANDON、DCS 操作等控制层PLC、测量软件、接口规 范、通信协议HMHIM集I 成拧紧系统ANDEC现场层生产设备、检测设备、搬 运设备、识别设备、智能单体自动化 整线自动化图 2-1 制造业系统位阶图AGV智能立体库1.现场层:现场生产设施及生产辅助设施： ➢ 生产设备:单体设备、整线设备 ➢ 检测设备：实验室检测设备、在线监测设备、检具量具 ➢ 物流搬运设备：AGV、堆垛机、升降机、货梯、物料车等 ➢ 标准化容器载具：筐、箱、槽、盒、袋等 ➢ 其他：识别传感设备、传感识别标签、智能仓储设备、打印刻码设备、工具、工装治具、网络设备、软件载体、终端设备、动力系统等工厂 设施。

2.控制层：工业控制软体:设备可编程控制软件（PLC）、设备分布式控制软件(DCS)、设 备数据控制软件等。

3.操作层：通过操作界面和控制软件对设备设施进行操作管理。

操作系统：HMI 集成操作、拧紧操作、ANDON 操作、DCS 操作等。

4.执行层：（1）高级计划与排程（Advanced Planning and Scheduling，APS）➢ 1.4.1.1.系统描述：在业界 APS 被称为供应链优化引擎，由物料计划、生产计划、生产排程、销 售计划、发运计划、供应链系统分析等，在资源约束的基础上均衡资源，同步给 出在不同的条件下最优的生产排程，实现快速排产，对需求变化做出快速反应， 优化管理目标。

➢ 1.4.1.2.系统作用 ➢ 将生产作业准备时间降至最低，对生产任务合理安排➢ 最合理的安排生产计划，工单生产时间最优，流程时间缩短，降低 在制库存➢ 最小的延迟时间，准时交货，保证交期 ➢ 将瓶颈工序能力最大化，充分利用瓶颈资源 ➢ 充分合理利用设备设施资源，提高效率和产能 ➢ 最大的设备利用率 尽量使设备满负荷运转，充分利用设备资源，提高产能 ➢ 成本最小化，利益最大化（2）制造执行系统（Manufacturing Execution System ，MES）1.4.2.1. 系统描述MES 能通过信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化 管理。

当工厂发生实时事件时，MES 能对此及时做出反应、报告，并用当前的准 确数据对它们进行指导和处理。

这种对状态变化的迅速响应使 MES 能够减少企业 内部没有附加值的活动，有效地指导工厂的生产运作过程，从而使其既能提高工 厂及时交货能力，改善物料的流通性能，又能提高生产回报率。

MES 还通过双向 的直接通讯在企业内部和整个产品供应链中提供有关产品行为的关键任务信息。

1.4.2.2.系统作用➢ 生产管理技术工具化 ➢ 源数据管理精细化管理 ➢ 制造标准规范化管理 ➢ 生产管理智能化 ➢ 全方位和智能化的设备管理 ➢ 实现闭环控制的质量管理 ➢ 客户投诉、退货标准化管理 ➢ 强化实时数据采集、监控、分析、改善管理 ➢ 建立完善的生产追溯履历➢ 实现单一工单、单一产品成本核算精细化管理（3）仓储管理系统（Warehouse Management System ，WMS）1.4.3.1. 系统描述仓库管理系统是通过入库业务、出库业务、仓库调拨、库存调拨和虚仓管理 等功能，对批次管理、物料对应、库存盘点、质检管理、虚仓管理和即时库存管 理等功能综合运用的管理系统，有效控制并跟踪仓库业务的物流和成本管理全过 程，实现或完善的企业仓储信息管理。

该系统可以独立执行库存操作，也可与其 他系统的单据和凭证等结合使用，可为企业提供更为完整企业物流管理流程和财 务管理信息。

1.4.3.2.系统作用➢ 将传统仓库管理技术转为数字模型，进行精确分析管理 ➢ 仓库数据实时采集，对过程精细管理 ➢ 精确地库区库位定位管理，对其全面监控，使仓库空间利用率最高 ➢ 精确的库存数据，对策略智能化管理 ➢ 实现对产品批序管理，保证产品追溯的完整性 ➢ 由事后管理变为实时管理，提高库存、资金周转率和响应速度（4）运输管理系统（Transportation Management System，TMS）1.4.4.1. 系统描述是一种“供应链”分组下的（基于网络）操作软件。

它能通过多种方法和其 他的操作一起提高物流的管理能力；包括管理装运单位，指定企业内、国内和国 外的发货计划、管理运输模型、基准和费用，维护运输数据，生产提单，优化运 输计划，选择承运人及服务方式，招标和投标，审计和支付货运单，处理货损索 赔，安排劳力和场所，管理文件和管理第三方物流。

1.4.4.2.系统作用➢ 建立统一的调度管理平台，对调度智能化管理，提升车辆的利用效 率➢ 实现人性化、灵活的调度机制，并建立预警机制，快速响应非正常 事件，快速处理➢ 整合 GPS 技术、IC、行车记录仪、加油记录、胎压监测、接口等技 术➢ 运用灵活的配置功能，合理排班，支持订单拆分、委外管理、派工 管理➢ 建立效率较高的订单处理机制，使订单与运输管理系统无法对接 ➢ 实时采集费用、损耗、车辆维修、违章等数据，对关键性指标进行分析改善 ➢ 建立集中的财务管理机制：合同管理、费用生成、应收付账管理、备用金管理、费用流程管理、多种核销方式等。

（5）能源管理系统（Energy Management System EMS）1.4.5.1. 系统描述能源管理系统是对电能、用水、天然气、蒸汽、水处理系统等的监测，对能 源信息进行采集和管理，制定合理的能源充分利用计划，完成能源的优化调度和 管理，优化供能体系，降低能源消耗，降低制造成本。

1.4.5.2.系统作用➢ 完善能源数据采集，能源数据实时监控，能源数据发布管理 ➢ 对能源系统进行分散控制和集中管理 ➢ 对能源管理体系优化，实现扁平化管理，建立客观的能源消耗评价体系 ➢ 提升能源事故反应能力，快速应对故障 ➢ 降低能源管理系统运行成本，提高劳动生产率➢ 通过优化能源调度和指挥系统，节约能源和改善环境 ➢ 对能源数据资源有效应用5.运营层（1） 全生命周期管理系统(Product Lifecycle Management,PLM)➢ 1.5.1.1. 系统描述 根据业界权威的 CIMDATA 的定义，PLM 是一种应用于在单一地点的企业内部、分散在多个地点的企业内部，以及在产品研发领域具有协作关系的企业之间的， 支持产品全生命周期的信息的创建、管理、分发和应用的一系列应用解决方案， 它能够集成与产品相关的人力资源、流程、应用系统和信息。

➢ 1.5.1.2.系统作用 ➢ 建立市场需求驱动的产品开发 ➢ 多方协同，评审设计，简化评审流程，减少设计评审成本，提升评审 效率，提高效率，加快投放市场的进度 ➢ 三维数据整合平台建立，建立无纸化的设计，实现对产品生命周期管 理 ➢ 产品设计周期的可视化管理，掌握产品生命周期，对产品设计质量进 行追溯管理，确保所有步骤有理有据。

➢ 建立标准化的企业数据字典（2）计算机辅助工艺设计（Computer Aided Process Planning，CAPP）➢ 1.5.3.1. 系统描述 借助于计算机软硬件技术和支撑环境，利用计算机进行数值计算、逻辑判断和推理等的功能来制定零件机械加工工艺过程。

借助于 CAPP 系统，可以解决手 工工艺设计效率低、一致性差、质量不稳定、不易达到优化等问题。

也是利用计 算机技术辅助工艺师完成零件从毛胚到成品的设计和制造过程。

➢ 1.5.3.2.系统作用 ➢ 大量的运算通过系统实现，工艺设计人员工作量降低 ➢ 缩短设计周期，加快产品上市，应对市场变化，提高企业产品竞争力 ➢ 对数据资源应用，有利于整体工艺设计水平提升 ➢ 对工艺设计最优化和标准化 ➢ 承上启下，实现集成，为并行工程和柔性制造提供前提条件（3）企业资源计划（Enterprise Resource Planning ,ERP）➢ 1.5.4.1. 系统描述 ERP 系统是企业核心系统，由美国 Gartner Group 公司于 1990 年提出。

企业资源计划是 MRP II（企业制造资源计划）下一代的制造业系统和资源计划 软件。

除了 MRP II 已有的生产资源计划、制造、财务、销售、采购等功能外， 还有质量管理，实验室管理，业务流程管理，产品数据管理，存货、分销与运输 管理，人力资源管理和定期报告系统。

目前，在我国 ERP 所代表的含义已经被 扩大，用于企业的各类软件，已经统统被纳入 ERP 的范畴。

它跳出了传统企业 边界，从供应链范围去优化企业的资源，是基于网络经济时代的新一代信息系统。

它主要用于改善企业业务流程以提高企业核心竞争力。

➢ 1.5.4.2.系统作用 ➢ 面向市场，能够快速响应 ➢ 强调了供应商、制造商、分销商之间的合作管理 ➢ 对企业行政、人事、后勤进行管理 ➢ 实现企业流程信息化，对人、收发货、生产、销售、财务与供应商、 客户集成 ➢ 完善的企业财务管理体系对企业财务管理，实现资金流与物流、信息 流更加有机地结合，实现财务税务协同管控。

（4）供应链管理系统(Supply Chain Management SCM)➢ 1.5.5.1. 系统描述 SCM 的 应 用 代 表 公 司 业 务 网 络 的 形 成 ； 美 国 供 应 链 协 会 (SCC ，SupplyChaincouncil)于 l997 年对供应链管理作了如下的解释：供应链囊括了涉 及生产与交付最终产品和服务的一切努力，从供应商的供应商到客户的客户，供 应链管理包括管理供应与需求，原材料、备品备件的采购、制造与装配，物料的 存放及库存查询，订单的录入与管理，渠道分销及最终交付用户。

➢ 1.5.5.2.系统作用 ➢ 实现以客户为中心，提高客户满意度的终极目标 ➢ 建立专注于核心业务的管理体系，构建核心竞争力 ➢ 建立企业间信息共享、风险共担、利益共享 ➢ 提升企业管理水平，对企业工作流、物流、信息流、资金流进行设计， 并进行流程自动化管理，在执行中不断优化 ➢ 缩短产品交付时间，使生产与实际需求保持一致 ➢ 减少采购、库存、运输、交易等环节的成本。

（5）客户关系管理系统( Customer Relationship Management，CRM)➢ 1.5.6.1. 系统描述 Gartner Group 认为：所谓的客户关系管理就是为企业提供全方位的管理视角；赋予企业更完善的客户交流能力，最大化客户的收益率。