智能制造与工业4.0

客户 产品
协作工厂
by step
逐步构建 逐步升级
智能物料系统
应用程序平台
智能工厂
应用程序平台
信息物理系统
智能产品
应用程序平台
传感器
执行器 控制器 移动设备
物联网
三、浆纸企业智能化的关键技术
1 智能企业必须具备的基本功能和技术 2 企面向浆纸企业智能化的关键共性技术 3 关键共性技术- 云计算平台
2-4.智能企业的技术愿景
工业4.0的九大技术支柱
建模与仿真 技术
虚拟现实
人工智能
优化与智能 技术
面向未来的两大牵引技术
视
工
工
知
觉
业
业
识
系
机
网
工
统
器
络
作
人
安
自
全
动
化
工业物联网
云计算
工业大数据
两大硬件工具/两大软件支持
云计算与数 据挖掘技术
基于分布式连接的三大基础
二、构建智能浆纸企业的几点思考
供应链智能化 构建网络式供应链，对由供应商、制造商、分
销商及最终顾客构成的供应链系统中的物流、资金流 、控制和优化，以降低物流成本，缩短制造周期。
智能 企业
生产 智能化
设备智能化 设备具有感知、接受、自律、 智能功能。
设备 智能化
生产智能化 信息化与生产深度融合，实现生产操作、生产
管理、管理决策三个层面全部业务流程闭环优化 管理。
专家远程诊断
点检仪
8.新一代互联网技术
工厂1
应用服务器
1. 设备维护管理 2. 车间作业管理
3. 车间物料管理
4. 质量管理
防火墙
5. 绩效管理 6. 系统集成
车间1
路由器
暂存服务器
2.数据信息的采集与传输技术
……
工厂2
应用服务器
7.数据安全技术
……
1.智能设备与过程自动化技术
DCS过程控制
MCS控制
节能减排，保护环境
节能减排，坚持绿色制造。
如何转型？
部分工厂先迈入工业4.0
在基础较好的工厂，先易后难，过程 中积累经验，逐步实现企业网络化、 智能化，绿色化，迈入工业4.0.
思考4.在优势企业构建智能能量管理平台
浆纸工业智能能量管理平台的功能
数据收集和分析
能源信息的收集与分析
预测
能源效率瓶颈与用能瓶颈的识别
触发1：
状态检测标志触发维护计划，如：设备启停次数达到
20次，或连续运行时间超过2000小时。
触发4： 更高层次协调工作。
运行管理数据库应用的案例
维修工单的触发
-启动触发-
运行管理数据的应用
图1：设备监控数据库
如图1所示设备运行管理数据库中可以统计出某个设备启停次数、运行时间、平均温度、最大温 度值、运行最大电流、运行平均电流、振动平均值、振动最大值等设备运行数据。在数据库的前期 设计阶段会层别和敲定该设备正常运行值的范围，即该设备的基础数据库。运行管理数据库实时监 测到异常趋势数据后，会触发相应的报警级别，不同的报警触发不同的维修方案，相应的维修结束 后，会反馈给运行管理数据库开始下一轮的实时数据监测。
造纸与智能制造
一、智能企业蓝图
1 四次工业革命 2 智能企业的基本内容 3 智能企业的组成框架 4 智能企业的愿景
1.四次工业革命
新一轮技术与管理的迭代发展催生第四次工业革命
工业1.0 创造机器工厂的 “蒸汽时代”
工业4.0
工业3.0
开始应用信息物理融合 复
工业2.0
应用电子信息技术进一 系统(CPS)
过程监测值三维色谱分析
SKU工艺参数优化
第17天 第4天
在线监测系统及其数据的应用
Valmet 数据应用
诊断
预知
优化
专业诊断和分析
基于云数据库的可 视化和预知性分析
能源优化，设备、工艺 参数优化
A
附件一：智能产品
电子纹身
芯片、条码技术的载体，赋予产品 身份特征，便于产品的搬运、存储、
行之有效的执行方法
能根据相关信息自动思维判断并给出 处理方案发送至相关执行部门的技术。
面向浆纸企业智能化的关键共性技术
八大关键技术
发4.展数/技据术部挖门掘支持与分析用技户术
仓库管理系统
企业资5.源建计划模与智能模拟技术
销售 工厂其他人员
3.大用户数据的采集与存储技术
……
产品生命周期管理
6.预测与协调优化技术
智能企业必须具备的基本功能和技术
三种智能化功能互联互通的信息化技术
正确的 思维判断能力
正确的思维判断能力
能自动、灵敏准确地感知（测量）生产过 程的各种参数和变量并转变为数据信息的 技术。
灵敏准确的感知能力
能按照所形成的处理方案自动完成执 行任务的技术。
灵敏准确的 感知能力
新一代信 息技术
行之有效的 执行方法
附件二：智能物料系统
智能补库
智能感知
智能预警
智能操作
返回
智能分析
智能化
自动化
自动控制
自动定位
自动跟踪
自动提醒
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
自动过账
智能仓库管理系统通过实时采集物资周转过程中各节点的详细信息，实现产品从运输到财务记账的 全周期管理，并与ERP系统无缝集成，实现统一平台。系统基于供应链管理总成本最优的理念进行 设计，充分利用物联网和移动互联技术，通过标签/条码及RF设备的应用，对物资进行智能标记和 感知，提高收发货作业效率和准确度，实现物资仓储管理智能化。
《中国制造2025》-中国的“工业4.0”规划 用三个10年完成从制造业大国向制造业强国转变
第三阶段（2045年）
03 2045年中国制造业可望进入第一 方针，成为具有全球影响力的制 造强国.
先易后难 逐步实现
第一阶段（2025年）
01
工业
2025年中国制造业可进入世界第
二方阵，迈向制造强国行列。
预知检修
现场SCADA系统
现场执行器和测 量仪表
智能化仓库 质量检验与分析 备品及易损件管理
思考2.发展智能企业需要哪些基础？
基础：自动化与信息化是企业智能化的基础（Siemens案例）
PLM产品生命周期管理
研发项目过程管理、配方/包装设计、小样分 析检验
ERP企业资源计划
人力资源管理、财务管理、物料管理、生产 计划管理、采购管理、销售管理等
QCS控制及优化
传动控制
在线监测系统 在线润滑系统
WMS-断纸分析系统 WIS-纸病检测系统
关键共性技术 — 云计算平台
云计算平台分为三个层次，提供不同的服务内容
SAAS
云软件服务（Software as a service）
服务内容：应用软件、流程、信息…
PAAS
云平台服务（Platform as a service）
维修工单的智能管理（维修工单的自动生成）
生产单元
采集现场控制过程数据 Reset 触发条件(启停次数、运
行时间、振动值等)
状态监测
维修系统
启动维修计划 批准维修计划
执行维修计划
备品备件
备品管理 备品采购
触发3：
关闭维修计划 触发2：
完成维护时，重置监控数据
启动计划的同时协同备品管理。
-触发3#-
信息查询与反馈。
01 02
个性化定制（精准化营销）
04
满足不同区域、不同消费群体的
03
个性化需求，实现精准化营销。
返回
查询与信息收集平台
具有产品的信息查询及客户意见 反馈平台，个性化、区域化消费 数据的采集和存储功能。
云数据库计算（智能AI）
智能AI进行大数据计算，对所采集 的数据进行挖掘与分析，实现对产 品需求的精准定位，从而优化产品。
2-3.智能企业的组成框架
智能企业的三层架构
PLM
SCM
CRM
QMS
ERP
服务互联网
顶层(管理决策层)：把与生产计划、物流、能 耗和经营管理相关的ERP、SCM、CRM等系统， 以及与产品设计技术相关的PLM系统放在一起 并与服务互联网紧密相联。
智能物料系统
应用程序平台
智能工厂
应用程序平台
信息物理系统
服务内容：中间开发软件、数据库…
IAAS
云设备服务（Infrastructure as a service）
服务内容：数据存储、计算、网络...
云计算平台并不是一个单独的服务，而是一个服务集合。
四、案例
1 标杆卫生纸机工厂的布局设计 2 工业数据库应用的案例 3 在线监测系统与及其数据的应用
工业数据库应用的案例
在线监测系统及其数据的应用
在线监控系统布局图
客户端电脑
监控诊断数据库服务器
客户端手机
DCS监控系统
企业局域网
Wifi 或4G
Wifi 或4G
Wifi 或4G
Wifi 或4G
设备工程师
防火墙
Wifi 或4G
互 联
支持工程师
外
网
Wifi 或4G
服务工程师
在线监测系统及其数据的应用
在线监测
横幅纸病在线监测
杂
将人类带入分工明确、 步提高生产自动化水平
信息物联系统
性
大批量生产的流水线模
式和“电气时代”
自动化、信息化
电力广泛应用
蒸汽机
智能
体能 18世纪末
20世纪初
1970年代初
今天
时间轴
2-2.智能企业的基本内容
能源管理智能化 实时感知、监测、预警、控
制用能，实时优化能源效益。
能源管理 智能化
供应链 智能化
智能产品
应用程序平台
中间层(生产管理层)：以智能工厂为核心，通 过信息物理系统实现生产设备和生产线的控制、 调度、优化等相关功能。从智能物料供应，到 智能产品的产出，贯通整个产品生命周期管理。
传感器
执行器 控制器 移动设备
物联网
底层(生产操作层)：通过物联网技术，完成各 种传感、控制、执行任务，实现智能制造。
1 造纸工业能否加入智能化行列？ 2 发展智能企业需要哪些基础？ 3 如何转型？ 4 智能能量管理平台有那些功能？ 5 如何逐步构建智能浆纸企业？
思考2.发展智能企业需要哪些基础？
基础：自动化与信息化是企业智能化的基础（Valmet案例）
以MES为核心的，企 业管理系统
数据诊断分析
专家远程技术 支持与服务
WMS自动化仓库管理系统
自动化立体库、输送系统、AGV小车等
MES制造执行系统
基础数据管理、技术信息管理、生产计划管 理、生产调度管理、质量管理、物料管理、 设备管理、能源管理、看板管理、制造智能
Automation现场控制系统
DCS、MCS、传动、QCS及其附属执行机 构和现场测量仪器仪表。
思考3.如何转型？
协调与优化
用能设备协调与优化（智能）管理运营
效率提升
提高能效，节约用能
思考5.逐步构建智能浆纸企业
智能工厂蓝图
100%
SCM C3P
CRM ERP
计划与决策
计划层
Step
PLM
SCM
CRM
QMS
ERP
服务互联网
响
应 时
10%
间
因
子
1%
供应商 原材料
执行层
MES系统
控制层
基础自动化设备
车间事物 设备/人力/时间/材料/工艺
强国
第二阶段（2035年）
02 2035年中国制造业将位居第二方 针前列，成为名副其实的制造业 强国。
思考3.如何转型？先易后难 逐步实现
浆纸企业转型的任务
走完工业3.0
全面提高生产自动化水平和装备制造 水平，走完工业3.0的路程。
紧跟国家规划
根据《中国制造2025》规划，我国造 纸工业迈入制造强国行列。