数字化车间架构图,智能制造的重要指导思想

在制造型企业，车间处于非常重要的位置。

在很大程度上，车间强则企业强，车间智则企业智。

《中国制造2025》中也明确指出：“推进制造过程智能化，在重点领域试点建设智能工厂/数字化车间。

数字化车间架构图很多人认为，大量采购和引入数字化设备是建设好数字化车间的前提。

这是一个很大的误解：数字化设备与数字化车间之间既非必要条件，也非充分条件。

即便车间中全是数字化设备，如果没有实现设备的互联互通，没有实现生产过程的数字化管理，数据没有实现真正的有序流动，也不能称之为数字化车间。

数字化车间建设有三条主线：一条是以机床、热处理设备、机器人、测量测试设备等组成的自动化设备与相关设施，实现生产过程的精确化执行，这是数字化车间的物理基础。

第二条线是以MES为中心的智巧化管控系统，实现对计划调度、生产物流、工艺执行、过程质量、设备管理等生产过程各环节及要素的精细化管控。

第三条主线是在互联互通的设备物联网基础上，并以之作为桥梁，联接起信息化系统与机床等物理空间的自动化设备，构建车间级的HCPS系统，实现了两个世界的相互作用、深度融合。

1精益思想要贯穿始终如果说设备、MES、HCPS等三条主线是“实线”的话，精益生产则是数字化车间建设的一条“虚线”，要贯穿数字化建设的始终。

1）精益生产，智能制造的重要指导思想精益生产是管理学史上重要的实践成果之一，深刻地影响着汽车工业，乃至全球制造业。

精益生产基本思想和追求的管理目标，并没有随着智能制造的发展而落伍，恰恰相反，精益思想是企业进行智能制造体系构建的重要指导思想之一。

在此，笔者总结出五条可以指导智能制造建设的精益思想原则。

①关注客户价值：精益生产强调，流程中所有环节的输入与输出都应当用客户价值这个标尺去衡量。

在前端要打通客户真实需求之间的接口，在企业内部，以客户需求来定义自己的产品与服务。

②识别并消除浪费：企业在实施智能制造系统之前，应当对流程中各种浪费进行梳理与改善。

精益生产中将制造过多过早、库存、搬运、等待、不必要的作业、不必要的动作以及不良品流窜等七大浪费需要不断进行完善与消除。

③价值的快速流动：精益生产强调价值流的快速流动，包括物理布局工艺流程化，信息传递自动化，以及人、产线设备、仓储物流之间高效协同化。

如果在物理布局上有大量断点存在，就会给智能制造的排产与调度带来了更大复杂度。

④高度柔性与适应性：精益生产的柔性是指通过快速切换（SMED）的实施与改善，实现产线在生产不同型号、不同配置，甚至是不同种类产品时，可以根据需要进行快速切换。

在小品种多批量、客户需求千变万化的今天，智能制造建设也必须要考虑产线柔性与适应性等问题，否则就可能造成大量投资的浪费。

⑤尽善尽美原则：精益生产中标准作业、自工序完结、良品条件创建与维持、质量内建、安灯控制、防错与纠错机制、变化点管理、全员生产性维持（TPM）等术语之下，都有一套品质维持的理念、原则与方法，这些原则和方法同样可以指导智能制造的建设。

2）智能制造，精益生产的有效使能手段传统精益生产目视管理有很多很有效的手段和方法，比如5S管理、安灯、标准作业三票、可视化看板等方法。

这些方法可以直观地提示发生问题的区域、工位、或是机台、材料等信息，但是要深究问题的根本原因还需要大量的观察与分析，当变异的条件发生变化时，会给分析带来很多困难。

而智能制造以数字化、网络化、智能化等新技术、新手段就可以较容易地解决这些问题。

比如：识别浪费是精益改善的重要组成部分，除了传统的精益手法，通过设备物联网系统采集设备稼动率、待机原因等，能够准确地识别出设备利用等方面的浪费；通过MES系统对物料、工具等进行精益化库存管理，可以明显地减少库存的浪费；通过APS高级排产优化生产计划，可以减少人员与设备等待的浪费等等。

3）殊途同归，精益智能共促企业良性发展虽然精益生产与智能制造是两个领域的概念，侧重点也不尽相同，精益生产主要是强调了生产过程中的管理理念与实现方法，智能制造更侧重技术实现，但两者是相辅相成的关系。

从生产过程来看，精益生产中的很多理念，如生产布局、节拍、后工序拉动、标准作业等，是实施智能制造的基础。

快速切换、减少浪费、可视化生产、均衡化生产、准时化生产、工序流动化等理念，也是智能制造要实现的过程目标。

同样，智能制造中的设备互联互通、高级排产、过程协同、资源精益化管控、质量过程管控、大数据分析、可视化、预测性维护等方法与手段，都有助于促进精益生产的落地与提升。

从实现的目标来看，智能制造与精益生产也是殊途同归，实现敏捷、高效、高质、低成本的生产与服务模式是两者的共同目标。

智能制造背景下的精益屋2数字化车间实施策略数字化车间建设是一项复杂的系统工程，数字化车间建设可遵循以下实施策略。

1）统筹规划，服务战略智能制造不是企业的目的，企业真正目的是通过智能制造实现降本提质增效，提升企业竞争力。

数字化车间建设也要为这个目的服务，从整体上服务于企业经营战略。

企业要结合自身实际情况，基于企业战略进行智能制造的设计。

比如，要对企业所处行业、企业规模、产品特点、盈利能力、行业地位、发展趋势以及企业自身基础、存在问题、实施目标等，进行深入分析并综合考虑，这些不同的因素决定了企业不同的实施智能制造方法和路径。

数字化车间建设不仅仅是一系列新技术或新系统的单纯应用，既涉及生产自动化系统，又涉及数字化、网络化等信息化系统，还要考虑计划调度、生产工艺、物料配送、精益生产、安全环保等各种因素，是一项影响到车间各个层面，甚至是可以影响到企业层面的综合性工程，一定要有全局的概念与系统的思维。

2）聚焦痛点，扎实推进基于降本提质增效、快速响应市场的目的，从车间存在的实际痛点出发，打造一个能解决实际问题的数字化车间管控系统，在工艺、设备、管理以及信息化、网络化、智能化等各个方面有重点地进行优化、挖掘潜力，最大程度地提升企业生产效率及管理水平。

首先要聚焦痛点。

根据痛点明确要解决的主要问题，比如，是生产效率不高，是产品质量不稳定，还是生产过程不透明等，并以问题为导向，制订相应的解决方案。

其次，还需要分步实施，扎实推进。

数字化车间建设有很多阶段，其实施顺序取决于存在问题、生产特点、企业基础及资金投入等多种因素，切忌贪大贪全，可从基础、较易成功的地方着手。

3）以人为本，管理取胜如前所述，本次智能制造不是“机器换人”的过程，而是以自动化、数字化、网络化、智能化等新理念、新技术手段，帮助人类实现更高效、更高质、更绿色、更低成本的生产与服务。

在智能制造时代，人变得更加重要，而不是相反。

无论是机器人等设备，还是MES等信息化系统，都要基于帮助人、服务于人这个出发点，而不是简单地替代人、减少人。

另外，无论多么先进的系统，如果不把人的积极性调动起来，系统就不能发挥最大价值，智能制造就不可能取得成功。

在数字化车间建设中，要以人为本，以更好地发挥人的价值为基本出发点。

另外，还要充分意识到数字化车间建设的主体与应用对象不同。

数字化车间的主要用户是人数众多、文化水平偏低，甚至年龄偏大的车间工人，要充分考虑系统的易用性、便捷性、安全性、环保性等特点，以精益生产为指导思想，以使用者为中心，在流程优化、工艺优化等基础上，以自动化、数字化、网络化、智能化为手段，以降本提质增效为目标，以管理优化为突破口，通过数字化车间的建设实现精益化、智能化、高效化的生产模式，为企业智能化转型升级在车间层面奠定坚实的基础。

4）效益驱动，落地为王在数字化车间建设中，既要符合智能制造的理念，有一定的先进性、前瞻性，又要本着务实落地原则。

要汲取经验与教训，不要过于理想化，不要过多强调自感知、自决策、自执行、自组织、自学习等所谓高大上技术，企业不是研究机构，应该以创造效益为根本目的。

3数字化车间实施效果通过成功实施数字化车间系统，企业在车间管理方面将会有质的提升，为企业智能化转型升级奠定良好的基础。

1)设备互联，“哑设备”聪明起来通过设备的互联互通，将车间的数控机床、热处理设备、机器人等数字化设备实现程序网络通讯、数据远程采集、程序集中管理、大数据分析、可视化展现、智能化决策支持，将设备由以前的单机工作模式，升级为数字化、网络化、智能化的管理模式。

2)协同生产，让设备高效地运转通过系统中的计划、排产、派工、物料、质量、决策等模块，以信息化系统为手段，实现各种信息的共享与协同，做到车间层面精准化计划、精益化生产、可视化展现、精细化管理。

将以前串行生产转变为并行的协同生产模式，实现“一个流”的生产，工件转移到设备前，加工程序等技术文档、工装夹具等生产资源已经全部准备就绪，大大减少设备的各种等待时间，可明显提升设备生产效率，降低生产成本，提高客户满意度。

3)虚实融合，数据在流动中增值改变传统的制造模式，做到虚拟世界与物理世界深度融合，虚实精准映射、相互促进。

车间各岗位、各设备都融于整个信息化系统，以数据有序流动为特征，以高效高质生产为核心，人、机、料、法、环、测各环节相互融合，基于数字化、网络化、智能化的管理系统，使管理者能做到“看得见，说得清，做得对”，实现了生产过程的“Smart”，即敏捷、高效、高质、低成本、绿色、协同的智巧化生产与服务模式。

4) 智能制造，降本提质增效是标尺通过数字化车间建设，对车间进行全面的科学管控，大幅度提升车间计划科学性、生产过程协同性、生产设备与信息化系统的深度融合度，并在大数据分析与决策支持的基础上进行透明化、量化管理，可对企业生产效率、产品质量、生产成本等方面有明显改善。

以下是数字化车间系统实施后的统计结果：制造信息量提高15-60%生产效率提高10-30%计划质量提高25-70%生产透明度20-70%经济效益提高10-25%生产灵活性提高15-60%生产周期降低15-40%外协费用降低5-15%生产准备成本降低15-40%处理紧急事故的成本降低20-60%生产管理成本减少15-25%生产计划成本降低10-30%产品准时交货率提高15-40%4数字化车间系统选型原则目前市场上号称能做数字化车间或MES系统的公司有很多，良莠不齐。

企业在系统选型时应从以下几个方面进行考虑：1）完整性很多系统只是停留在生产、库房、质量等部分模块上，不能够对车间进行全方位的管理，这类系统不能称之为真正意义上的数字化车间或MES 系统。

2）先进性制造企业需要的是一套理念及技术先进的系统，高级排产、数据自动采集、协同制造等都是数字化车间的核心功能，虽有很大的技术难度，但只有真正突破这些技术瓶颈，才能支撑起智能制造的发展需要，才能最大程度地发挥车间的生产潜能，而不仅仅满足于台账的电子化或者简单的看板管理。

3）成熟性系统应该是有行业成功案例的成熟产品，并具有良好的灵活性和扩展性。

最好是平台化产品，便于根据企业实际情况进行快速定制开发与系统部署，减少企业的实施风险。