智能制造定义

1.智能制造的定义

智能制造是一项综合系统工程，以传统管理技术和标准化为基础，突出人的核心作用，将互联网技术、设备联网技术、云计算和大数据信息化技术广泛应用于生产设施、控制、操作、制造执行、企业运营、分析决策、商业模式、协同创新过程；实现自动识别、自动记录、自主分析、自主判断、自主决策、自主优化，并通过设备联网、智能运营模式、协同创新，对传统制造业进行改造升级，实现企业管理过程的智能化、柔性化、集成化。需要指出一点：制造过程的时间、安全、质量、效率、交期、成本、服务等依然是智能制造管理目标的主题。

2.以传统技术为基础的智能制造体系

经典的管理技术如工业工程、精益生产、六西格玛、管理体系等依然是智能制造管理的基石，无论任何系统在设计时都必须遵循相应的管理原则，这也是智能管理实施成功的关键所在。智能制造中，需把这些管理工具在系统中进行工具化和智能化，如我们在设计仓库管理系统（WMS），一个原则必须遵守-先进先出，在流程设定、作业执行等环节必须遵循这一原则，并提供相应的自动化的流程、预警放错和反馈机制。再如在进行整体规划或单一系统，甚至单一模块设计时必须遵守过程方法PDCA原则，形成闭环控制。

3.设备联网系统是实现智能制造的重要手段

设备联网系统核心指导思想是实现分布式控制，分为三个部分：设备联网通讯、生产程序传输、数据采集与监控

（1）设备联网通讯

设备联网通讯是设备联网控制的核心部分，通过设备网口或网络通讯模块，对不同操作系统、不同性能的设备与服务器双向并发远程通讯，以实现设备与服务器的数据通信。

（2）设备生产程序管理

在正常情况下，程序是按照程序名放在不同的目录下的，有时同一程序又往往存在不同的版本，这样查找所需的程序就较为困难，并且容易出现程序调用错误的情况。既想准确快速地调用相应的程序，又要保证程序的版本正确，联网系统必须做到这一点。

程序管理系统平台构架在客户端/服务器体系结构上，产品数据集中放置在服务器中实现数据的集中和共享。程序管理系统包括产品结构树的管理、加工程序的流程管理、人员权限的管理、安全管理、版本管理、产品及设备管理。

（3）设备数据采集与监控

采集与监控模块负责设备实时信息的采集。包括远程监控设备状态（运行、空闲、故障、关机、维修等状态）、设备的运行参数（转速等）、实时获知每台设备的当前加工产品状况、产品加工的工艺参数、工单信息等。

4.智能工厂是智能制造载体

智能工厂利用设备联网技术和监控预警手段增强信息准确性及实时性，并提高生产服务质量；让制程按照设定的流程工艺运行，具有高度的可控性，减少人为干预；具有采集、分析、判断、规划、推理预测，通过生产仿真系统和可视化手段，制造情景实时呈现，并可以进行自行协调、自行优化；智能工厂的形成是自下而上的过程:人和智能设施、智能管理形成智能工序，多智能工序的集成形成智能产线，智能产线的集成形成智能车间，智能车间的集成形成智能工厂。

5.智能运营模式是智能制造的成功的关键因素

通过标准化流程体系建立和三项集成实现智能运营模式。

（1）管理标准化是智能制造的基础。

中国很多企业运营了很多年，甚至一些规模比较大的企业，从开厂之初都在建立标准化工作，现在还是在做基础管理，其中问题之一就是标准化工作未落到

实处。建立标准化流程，进行纵深推进，使之嵌入自动化、信息化系统中，实现流程自动化，是智能制造实现的基础工作之一。

标准化的建设可以帮助我们理清思路和管理中千丝万缕的关系，指导日常的管理工作，使管理有序和效益最大化。守法遵章、有据可查、查漏补缺的原则，对梳理现有流程，特别是散乱、不能够协调的标准进行改善和精简，以最少的标准覆盖全部范围。借鉴先进的管理思想，进行系统规划。首先考虑管理的基本要素：人、机、料、法、环、管理、测量等；其次是任务流、数据流、物流、信息流和资金流；再是要全过程，全方位的通盘考虑，覆盖全员。在建设时每个层次必须建立标准化，共性的标准要指导底层个性化标准，并有制约和协调作用。在建设的过程中，除了借鉴先进的管理模式，还必须突出领导作用，对标准化工作进行系统管理，运用过程方法，明确关键控制点，在运行的过程中不断进行合格评定和持续改进。

（2）网状集成

通过端到端、横向和纵向的网状集成，形成智能的运营模式。

图1-10 网状集成

➢ 5.2.1.纵向集成

企业内部由于管理职能划分和组织的细化，导致信息系统围绕着不同的管理阶段和管理职能来展开，如采购系统、生产系统、销售系统和财务系统等，这些系统常常将一些完整的业务链划分成一个个管理单元。随着企业新部门的出现，所应用的互联网技术也不同，开发队伍的经验、从事的服务范围限制，系统开发平台和工具的不统一，以及管理过程和管理系统的规范标准缺失，使各个信息系统之间的兼容性和集成性成为问题。一些“弊端”正迅速展露出来，其中重要的

问题就是：不同的系统、应用、技术平台，将企业陷在信息难以全面流通的“信息孤岛”之中。这些分散开发或引进的应用系统，一般不会考虑统一数据标准或信息共享问题。企业由于追求“实用快上”的目标而导致“信息孤岛“不断产生。改变这样信息孤岛的局面有很大的困难，长期以来企业的信息无法精确复制，近期开展的商业交流，包括很多企业订单的处理，货物的运输，流水线的控制等都成了一时无法解决的难题。工业4.0所要追求的就是在企业内部实现所有环节信息无缝链接，打破信息孤岛，这是所有智能化的基础。如一个以产品模型为核心的垂直体系，在企业内部建立有效的沟通渠道和统一的任务流、数据流、信息流、物流、资金流，进行全流程的信息贯通，将企业不同层面的IT系统集成在一起，消除信息孤岛现象，其中包括工人与班组、班组与部门、部门内部的集成、部门与部门、分厂和总厂、子公司和集团之间等。建立信息共享平台，任何节点在平台上进行交互，并使之可视可控。

➢ 5.2.2.横向集成

横向集成是以产品供应链为核心，通过价值链及信息网络进行资源整合，将企业内部和外部的IT系统进行无缝链接，建立社会化的分工协作，形成信息、物流、资源、数据协同体系，如企业内部价值链重构、研发协同、供应链协同等到不同企业间的价值链重构、研发协同、供应链协同，对资源、技术和信息进行合理化配置，实现包括内部的工程、计划、生产、供应链、销售及外部的市场、研发人员、供应商、外协商、经销商、终端客户等各个节点及角色之间的信息集成和共享。图1-11 为横向集成的示意图