工厂企业如何构建卓越的智能制造体系 一

工厂企业如何构建卓越的智能制造体系

一、确立明晰的目标与愿景

明确卓越智造体系的具体指向，诸如大幅提高生产效率、显著降低运营成本、有力提升产品质量等等。精心规划长期与短期的实施路径，为逐步达成目标筑牢基础。

二、精益化生产模式的推行

积极引入精益生产的核心理念，全力清除生产流程中存在的各种浪费现象，最大程度提升资源的利用效率。全面推行 5S 管理，即整理、整顿、清扫、清洁和素养，力保生产现场时刻保持整洁规范、井然有序。持续不断地对生产流程进行优化，极力削减非增值性活动，切实提高生产效能。

三、标准化与模块化的构建

订立统一且严谨的管理标准与工作规范，保障生产过程始终规范稳定。大力实施模块化设计，有效降低产品设计与生产的复杂程度，同步提升生产效率与产品质量。广泛推广标准化的接口与连接方式，增强通用性，缩减制造成本并缩短制造周期。

四、数字化与智能化的融合

运用数字化三维设计与工艺技术开展产品及工艺的设计与仿真，大幅提升设计的效率与质量。构建数字化工厂模型，达成规划、生产、运营的全流程数字化管控。促使制造装备数控化率突破 70%，搭建生产过程的数据采集与分析系统，实现生产现场数据的自动上传与可视化管理。引入智能传感与控制装备、智能检测与装配装备等关键技术装备，有力推动生产的自动化与智能化水平迈向新高度。

五、筑牢工业信息安全防线

构建完备的工业信息安全管理制度与技术防护体系，切实保障生产数据的安全可靠。采用网络防护、应急响应等多重信息安全保障手段，坚决抵御外部攻击，严防数据泄露。

六、智能化管理与决策的实施

建立 MES（制造执行系统）和 ERP（企业资源计划）及其他的数字化系统，实现生产、物流、成本等经营管理功能的深度集成与优化。借助大数据和人工智能技术，深度剖析和挖掘生产数据，为管理决策提供强有力的支撑。达成设计、工艺、制造、检验、物流等制造过程各环节的信息互联互通，加快生产协同速度，提升响应的敏捷性。

七、持续改进与创新的坚持

大力推行 PDCA（计划、执行、检查、处理）循环等持续改进的工具和方法，不断挖掘并化解生产过程中潜藏的问题。积极鼓励员工提出富有创新性的构想和建议，全力营造创新的浓厚氛围与文化。密切关注行业发展动态和技术创新趋势，适时调整和更新管理体系与方法，以精准适应不断变化的市场需求和激烈的竞争环境。

工业40智能制造内涵及其体系架构

一、工业4.0智能制造内涵

智能化制造作为工业4.0模式的核心，它可以通过智能设备更加合理与高效的使用制造设备，实现制造企业的价值最大化。智能制造会影响生产领域，让产品的研发、生产、渠道、销售、管理等实现一体化，并赋予产品定制化、可视化、低碳化特性。根据德国、美国等工业制造强国的实践经验得知，工业4.0智能制造主要包含：产品智能化、装备智能化、生产智能化、管理智能化和服务智能化。

第一，产品智能化。将现代通讯技术、传感技术应用到制造业，比如将传感器、存储器、传输器、处理器等设备装入到产品当中，使生产出的产品具有动态存储、通讯与分析能力，从而使产品具有可追溯、可追踪、可定位的特性；

第二，装备智能化。工业4.0模式下的工业生产装备需要与信息技术和人工智能等技术进行集成与融合，从而使传统生产装备具有感知、学习、分析与执行能力。生产企业在装备智能化转型过程中可以从单机智能化或者单机装备互联形成智能生产线或者智能车间两方面着手。但是值得注意的是，单纯地将生产装备智能化还不能算真正意义上的装备智能化，只有将市场和消费者需求融入到装备升级改造中，才算的上是真正实现全产业链装备智能化；

第三，生产智能化。在传统工业时代，产品的价值与价格完全由生产厂商主导，厂家生产什么消费者就只能购买什么，生产的主动权完全由厂家掌控。而在工业4.0时代，产品的生产方式不再是生产驱动，而是用户驱动，即生产智能化可以完全满足消费者的个性化定制需求，产品价值与定价不再是企业一家独大，而是由消费者需求决定；

第四，管理智能化。随着大数据、云计算等互联网技术、移动通讯技术以及智能设备的成熟，工业4.0模式管理智能化也成为可能。在整个智能生产系统中，企业管理者使用物联网、互联网等实现智能生产的横向集成，再利用移动通讯技术与智能设备实现整个智能生产价值链的数字化集成，从而形成完整的智能管理系统。此外，生产企业使用大数据或者云计算等技术可以提高企业搜集数据的准确性与及时性，使智能管理更加高效与科学；

第五，服务智能化。智能化服务作为智能制造系统的末端组成部分，起到间接连接消费者与生产企业之间的作用。工业4.0模式下的服务智能化最终特征体现在线上与线下的融合O2O服务，即一方面生产企业通过智能化生产不断拓展其业务范围与市场影响力，另一方面生产企业通过互联网技术、移动通讯技术将消费者连接到企业生产当中，通过消费者的不断反馈与意见提升产品服务质量。

二、工业4.0智能制造体系架构

由于我国的工业生产水平仍处于工业2.0时代，部分企业达到工业3.0水平。根据实际发展情况来看，中国的工业4.0智能制造体系架构应当是一个通用的制造体系架构模型，可以为工业4.0技术的发展提供开发、集成与运行功能，以形成制造业在研发、生产、服务等阶段智能化，并且通过互联网或者物联网技术建立制造业的价值网络，进而建成具有灵活性、持续发展性的智能制造体系。由于智能制造体系是一项集计算机原理与各种智能网络为一体的复杂性系统，因此在建设过程中需要做好以下准备：第一，重视智能制造体系的顶层设计规划，应将智能制造系统的主体和其它辅助要素统一标准化研究，尤其是管理、安全与评价等要素。同时，要协调好不同生产行业的标准，包括执行协议标准、通信标准、数据传输格式等，以防重复浪费建设；第二，智能制造体系架构应当以生产企业实际需求制定标准，与生产企业的实际生产能力紧密结合。最好先设立智能制造示范点，通过预先设定的标准进行实践，进而挖掘深层次的标准化需求，并通过智能制造架构评价体系对示范点的效果进行评价，完善智能制造体系架构；第三，加快制造业的信息物理系统铺设，将信息通讯技术渗入到制造业领域。通过信息物理网络改变传统的设备与人之间的联系，从根本上改变制造业劳动力结构，进而创造出新的商业模式。具体智能制造体系架构如图1所示。

（图1 智能制造体系架构 来源：中机院）

由图1智能制造体系架构图可知，智能制造系统分为三部分，分别为数字系统标准化、信息物理生产系统以及智能在线服务，其中信息物理生产系统为核心组成，具体又包含智能装备系统、智能执行系统与智能管理系统。具体而言：

第一，数字系统标准化。智能制造系统的标准化将贯穿整个价值网络，只有开发出一套单一而又简单的标准，才可以将不同的制造企业连接起来。智能制造标准化体系应当以制造企业为核心，按照A基础共性、B关键技术、C重点行业三个层次来综合制定标准。A基础共性作为标准化的最底层，应当包含安全标准、管理标准、评价标准、监测标准等基础性标准以支撑B关键技术层与C重点行业层。B关键技术层是连接A基础共性与C重点行业的关键层，起到承上启下的作用。C重点行业层作为标准化的顶层，要按照不同行业需求，有针对性地推进智能制造；

第二，信息物理生产系统，即CPS系统。信息物理生产系统是将计算机技术、通信技术、感知技术、自动化控制技术等技术融合，在物理空间中构建了人、机器、信息、环境等要素相互交互、协同与映射的复杂系统，通过不间断的数据交流与感知，实现了实时分析、科学决策、精准执行的高效系统。CPS系统的核心要素包含一硬、一软、一网、一平台四大要素。其中，一硬指的是智能自动控制系统硬件，一软指的是可以进行分析、策划、执行的工业软件，一网指的是可以将智能装备系一平台指的是可以进行数据搜集、分析的工业云平台或者工业服务平台；

第三，智能实时在线服务系统。智能服务系统处于智能制造体系架构的末端，具有连接消费者与生产者的作用。其技术核心为云计算与大数据技术。当消费者有问题，智能服务系统可以通过大数据技术搜集问题答案并及时反馈给消费者，如果智能服务系统不能解决客户的问题，那么服务系统会自动将存在的问题转接到专家以及时解决消费者问题。(作者：陈丽娟)

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