智能制造生產(chǎn)力管理體系（智能制造生產(chǎn)力管理體系包括）

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本文目錄一覽：

• 1、如何搭建智能制造管理體系，助力制造企業(yè)數(shù)字化轉型升級步驟
• 2、智能制造的管理模型和方法主要是什么
• 3、智能工廠的體系架構
• 4、智能制造系統(tǒng)的什么是智能制造

如何搭建智能制造管理體系，助力制造企業(yè)數(shù)字化轉型升級步驟

隨著國際競爭形勢愈發(fā)激烈智能制造生產(chǎn)力管理體系，作為大國命脈的工業(yè)更是成為強國之基智能制造生產(chǎn)力管理體系，制造業(yè)數(shù)字化轉型成為時下國家發(fā)展建設的重點方向，早在去年，工信部組織中國電子技術標準化研究院發(fā)布智能制造生產(chǎn)力管理體系了《智能制造能力成熟度模型》和《智能制造能力成熟度評估方法》文件，將智能制造成熟度分成智能制造生產(chǎn)力管理體系了五級，即智能制造生產(chǎn)力管理體系：一級（規(guī)劃級）、二級（規(guī)范級）、三級（集成集）、四級（優(yōu)化級）、五級（引領級）。

工業(yè)制造類企業(yè)在往互聯(lián)網(wǎng)轉型過程中，第一步是要集成自己的資源，尤其是產(chǎn)品設計、生產(chǎn)、制造能力，以及供應鏈上下游和客戶，實現(xiàn)一個自己的“朋友圈”。第二步是要把這套模式推廣到萬千企業(yè)，形成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通用性大平臺。再進一步，則是為企業(yè)和個人提供云SaaS服務，把小范圍內的價值鏈循環(huán)拓展到互聯(lián)網(wǎng)領域。

現(xiàn)有的所有平臺都處于初級階段。有的平臺僅限于某一行業(yè)或領域，比如鐵路、家電。有的平臺匯集了很多行業(yè)領域，但是做不到深耕。所以目前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)還沒有受到市場廣泛的關注。再等幾年。一是等企業(yè)自身技術路線發(fā)展成熟，能夠提供解決產(chǎn)業(yè)痛點的服務，二是等市場端越來越多的企業(yè)和個人通過使用平臺受益，讓星星之火終于燎原。

目前我國大多數(shù)制造業(yè)企業(yè)信息化工具普遍缺乏普適性，往往需要根據(jù)客戶需求定制化開發(fā)，當一個企業(yè)處于智能制造的基礎階段時，上線此類系統(tǒng)會使企業(yè)付出較高成本。

漢博德生產(chǎn)管理系統(tǒng)，以制造業(yè)企業(yè)的基礎管理和專項管理環(huán)節(jié)為切入點，上手難度低，管理者可直接查看生產(chǎn)現(xiàn)場情況、設備運行狀態(tài)、人員效率、生產(chǎn)計劃完成度和KPI指標等關鍵數(shù)據(jù)，并利用平臺合理安排各項生產(chǎn)及管理協(xié)同任務。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的定義一直在隨著時間變化，起初工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)只是網(wǎng)絡設施，后來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的內容擴大到工業(yè)4.0發(fā)展方向中的網(wǎng)絡化，再后來被逐漸擴大到包含數(shù)字化、網(wǎng)絡化和智能化全部的內容，現(xiàn)在已經(jīng)擴展到不僅僅是技術革命，更是經(jīng)濟革命和產(chǎn)業(yè)革命，將成為工業(yè)4.0最主要的形態(tài)之一，并徹底改變生產(chǎn)模式和人類生活。

智能制造的管理模型和方法主要是什么

1、工廠總體設計、工藝流程及布局均已建立數(shù)字化模型，并進行模擬仿真，實現(xiàn)生產(chǎn)流程數(shù)據(jù)可視化和生產(chǎn)工藝優(yōu)化。
2、實現(xiàn)對物流、能流、物性、資產(chǎn)的全流程監(jiān)控，建立數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)，生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)自動數(shù)采率達到90％以上。實現(xiàn)原料、關鍵工藝和成品檢測數(shù)據(jù)的采集和集成利用，建立實時的質量預警。
3、采用先進控制系統(tǒng)，工廠自控投用率達到90％以上，關鍵生產(chǎn)環(huán)節(jié)實現(xiàn)基于模型的先進控制和在線優(yōu)化。
4、建立生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)（MES），生產(chǎn)計劃、調度均建立模型，實現(xiàn)生產(chǎn)模型化分析決策、過程量化管理、成本和質量動態(tài)跟蹤以及從原材料到產(chǎn)成品的一體化協(xié)同優(yōu)化。建立企業(yè)資源計劃系統(tǒng)（ERP），實現(xiàn)企業(yè)經(jīng)營、管理和決策的智能優(yōu)化。
5、對于存在較高安全與環(huán)境風險的項目，實現(xiàn)有毒有害物質排放和危險源的自動檢測與監(jiān)控、安全生產(chǎn)的全方位監(jiān)控，建立在線應急指揮聯(lián)動系統(tǒng)。
6、建立工廠通信網(wǎng)絡架構，實現(xiàn)工藝、生產(chǎn)、檢驗、物流等制造過程各環(huán)節(jié)之間，以及制造過程與數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)、生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、企業(yè)資源計劃系統(tǒng)（ERP）之間的信息互聯(lián)互通。
7、建有工業(yè)信息安全管理制度和技術防護體系，具備網(wǎng)絡防護、應急響應等信息安全保障能力。建有功能安全保護系統(tǒng)，采用全生命周期方法有效避免系統(tǒng)失效。
通過持續(xù)改進，實現(xiàn)生產(chǎn)過程動態(tài)優(yōu)化，制造和管理信息的全程可視化，企業(yè)在資源配置、工藝優(yōu)化、過程控制、產(chǎn)業(yè)鏈管理、節(jié)能減排及安全生產(chǎn)等方面的智能化水平顯著提升。

智能工廠的體系架構

智能工廠的架構與功能定義
智能工廠是實現(xiàn)智能制造的基礎與前提，它在組成上主要分為三大部分。在企業(yè)層對產(chǎn)品研發(fā)和制造準備進行統(tǒng)一管控，與ERP進行集成，建立統(tǒng)一的頂層研發(fā)制造管理系統(tǒng)。管理層、操作層、控制層、現(xiàn)場層通過工業(yè)網(wǎng)絡(現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)等)進行組網(wǎng)，實現(xiàn)從生產(chǎn)管理到工業(yè)網(wǎng)底層的網(wǎng)絡聯(lián)接，滿足管理生產(chǎn)過程、監(jiān)控生產(chǎn)現(xiàn)場執(zhí)行、采集現(xiàn)場生產(chǎn)設備和物料數(shù)據(jù)的業(yè)務要求。除了要對產(chǎn)品開發(fā)制造過程進行建模與仿真外，還要根據(jù)產(chǎn)品的變化對生產(chǎn)系統(tǒng)的重組和運行進行仿真，在投入運行前就要了解系統(tǒng)的使用性能，分析其可靠性、經(jīng)濟性、質量、工期等，為生產(chǎn)制造過程中的流程優(yōu)化和大規(guī)模網(wǎng)絡制造提供支持。

(1)企業(yè)層一基于產(chǎn)品全生命周期的管理層

企業(yè)層融合了產(chǎn)品設計生命周期和生產(chǎn)生命周期的全流程，對設計到生產(chǎn)的流程進行統(tǒng)一集成式的管控，實現(xiàn)全生命周期的技術狀態(tài)透明化管理。通過集成PLM系統(tǒng)和MES、ERP系統(tǒng)，企業(yè)層實現(xiàn)了全數(shù)字化定義，設計到生產(chǎn)的全過程高度數(shù)字化，最終，實現(xiàn)基于產(chǎn)品的、貫穿所有層級的垂直管控。通過對PLM和MES的融合實現(xiàn)設計到制造的連續(xù)數(shù)字化數(shù)據(jù)流轉。

(2)管理層一一生產(chǎn)過程管理層

管理層主要實現(xiàn)生產(chǎn)計劃在制造職能部門的執(zhí)行，管理層統(tǒng)一分發(fā)執(zhí)行計劃，進行生產(chǎn)計劃和現(xiàn)場信息的統(tǒng)一協(xié)調管理。管理層通過MES與底層的工業(yè)控制網(wǎng)絡進行生產(chǎn)執(zhí)行層面的管控，操作人員/管理人員提供計劃的執(zhí)行、跟蹤以及所有資源(人、設備、物料、客戶需求等)的當前狀態(tài)，同時獲取底層工業(yè)網(wǎng)絡對設備工作狀態(tài)、實物生產(chǎn)記錄等信息的反饋。

(3)集成自動化系統(tǒng)

自動化系統(tǒng)的集成是從底層出發(fā)的、自下而上的，跨越設備現(xiàn)場層、中間控制層以及操作層三個部分，基于CPS網(wǎng)絡方法使用TLA技術集成現(xiàn)場生產(chǎn)設備物理創(chuàng)建底層工業(yè)網(wǎng)絡，在控制層通過PLC硬件和工控軟件進行設備的集中控制，在操作層有操作人員對整個物理網(wǎng)絡層的運行狀態(tài)進行監(jiān)控、分析。智能工廠架構可以實現(xiàn)高度智能化、自動化、柔性化和定制化，研發(fā)制造網(wǎng)絡能夠快速響應市場的需求，實現(xiàn)高度定制化的節(jié)約生產(chǎn)。

智能制造系統(tǒng)的什么是智能制造

（一）發(fā)展背景

當今世界，各國制造企業(yè)普遍面臨著提高質量、增加效率、降低成本、快速響應的強烈需求，還要不斷適應廣大用戶不斷增長的個性化消費需求，應對資源能源環(huán)境約束進一步加大的挑戰(zhàn)。然而，現(xiàn)有制造體系和制造水平已經(jīng)難以滿足高端化、個性化、智能化產(chǎn)品和服務增值升級的需求，制造業(yè)的進一步發(fā)展面臨巨大瓶頸和困難。解決問題，迎接挑戰(zhàn)，迫切需要制造業(yè)的技術創(chuàng)新、智能升級。

新一輪工業(yè)革命方興未艾，其根本動力在于新一輪科技革命。新世紀以來，移動互聯(lián)、超級計算、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術日新月異、飛速發(fā)展，并極其迅速地普及應用，形成了群體性跨越。這些歷史性的技術進步，集中匯聚在新一代人工智能技術的戰(zhàn)略性突破，實現(xiàn)了質的飛躍。新一代人工智能呈現(xiàn)出深度學習、跨界協(xié)同、人機融合、群體智能等新特征，為人類提供認識復雜系統(tǒng)的新思維、改造自然和社會的新技術。當然，新一代人工智能技術還處在極速發(fā)展的進程中，將繼續(xù)從“弱人工智能”邁向“強人工智能”，不斷拓展人類“腦力”，應用范圍將無所不在。新一代人工智能已經(jīng)成為新一輪科技革命的核心技術，為制造業(yè)革命性的產(chǎn)業(yè)升級提供了歷史性機遇，正在形成推動經(jīng)濟社會發(fā)展的巨大引擎。世界各國都把新一代人工智能的發(fā)展擺在了最重要的位置。

新一代人工智能技術與先進制造技術的深度融合，形成了新一代智能制造技術，成為了新一輪工業(yè)革命的核心驅動力。

（二）新一代智能制造是新一輪工業(yè)革命的核心技術

科學技術是第一生產(chǎn)力，科技創(chuàng)新是經(jīng)濟社會發(fā)展的根本動力。第一次工業(yè)革命和第二次工業(yè)革命分別以蒸汽機和電力的發(fā)明和應用為根本動力，極大地提高了生產(chǎn)力，人類社會進入了現(xiàn)代工業(yè)社會。第三次工業(yè)革命以計算、通信、控制等信息技術的創(chuàng)新與應用為標志，持續(xù)將工業(yè)發(fā)展推向新高度。

新世紀以來，數(shù)字化和網(wǎng)絡化使得信息的獲取、使用、控制以及共享變得極其快速和普及，進而，新一代人工智能突破和應用進一步提升了制造業(yè)數(shù)字化網(wǎng)絡化智能化的水平，其最本質的特征是具備認知和學習的能力，具備生成知識和更好地運用知識的能力，這樣就從根本上提高工業(yè)知識產(chǎn)生和利用的效率，極大地解放人的體力和腦力，使創(chuàng)新速度大大加快，應用范圍更加泛在，從而推動制造業(yè)發(fā)展步入新階段，即數(shù)字化網(wǎng)絡化智能化制造——新一代智能制造。如果說數(shù)字化網(wǎng)絡化制造是新一輪工業(yè)革命的開始，那么新一代智能制造的突破和廣泛應用將推動形成新工業(yè)革命的高潮，將重塑制造業(yè)的技術體系、生產(chǎn)模式、產(chǎn)業(yè)形態(tài)，并將引領真正意義上的“工業(yè)4.0”，實現(xiàn)新一輪工業(yè)革命。

（三）愿景

制造系統(tǒng)將具備越來越強大的智能，特別是越來越強大的認知和學習能力，人的智慧與機器智能相互啟發(fā)性地增長，使制造業(yè)的知識型工作向自主智能化的方向發(fā)生轉變，進而突破當今制造業(yè)發(fā)展所面臨的瓶頸和困難。

新一代智能制造中，產(chǎn)品呈現(xiàn)高度智能化、宜人化，生產(chǎn)制造過程呈現(xiàn)高質、柔性、高效、綠色等特征，產(chǎn)業(yè)模式發(fā)生革命性的變化，服務型制造業(yè)與生產(chǎn)型服務業(yè)大發(fā)展，進而共同優(yōu)化集成新型制造大系統(tǒng)，全面重塑制造業(yè)價值鏈，極大提高制造業(yè)的創(chuàng)新力和競爭力。

新一代智能制造將給人類社會帶來革命性變化。人與機器的分工將產(chǎn)生革命性變化，智能機器將替代人類大量體力勞動和相當部分的腦力勞動，人類可更多地從事創(chuàng)造性工作；人類工作生活環(huán)境和方式將朝著以人為本的方向邁進。同時，新一代智能制造將有效減少資源與能源的消耗和浪費，持續(xù)引領制造業(yè)綠色發(fā)展、和諧發(fā)展。

新一代智能制造是一個大系統(tǒng)，主要由智能產(chǎn)品、智能生產(chǎn)和智能服務三大功能系統(tǒng)以及工業(yè)智聯(lián)網(wǎng)和智能制造云兩大支撐系統(tǒng)集合而成（圖8）。

新一代智能制造技術是一種核心使能技術，可廣泛應用于離散型制造和流程型制造的產(chǎn)品創(chuàng)新、生產(chǎn)創(chuàng)新、服務創(chuàng)新等制造價值鏈全過程的創(chuàng)新與優(yōu)化。

（一）智能產(chǎn)品與制造裝備

產(chǎn)品和制造裝備是智能制造的主體，其中，產(chǎn)品是智能制造的價值載體，制造裝備是實施智能制造的前提為基礎。

新一代人工智能和新一代智能制造將給產(chǎn)品與制造裝備創(chuàng)新帶來無限空間，使產(chǎn)品與制造裝備產(chǎn)生革命性變化，從“數(shù)字一代”整體躍升至“智能一代”。從技術機理看，“智能一代”產(chǎn)品和制造裝備也就是具有新一代HCPS特征的、高度智能化、宜人化、高質量、高性價比的產(chǎn)品與制造裝備。

設計是產(chǎn)品創(chuàng)新的最重要環(huán)節(jié)，智能優(yōu)化設計、智能協(xié)同設計、與用戶交互的智能定制、基于群體智能的“眾創(chuàng)”等都是智能設計的重要內容。研發(fā)具有新一代HCPS特征的智能設計系統(tǒng)也是發(fā)展新一代智能制造的核心內容之一。

（二）智能生產(chǎn)

智能生產(chǎn)是新一代智能制造的主線。

智能產(chǎn)線、智能車間、智能工廠是智能生產(chǎn)的主要載體。新一代智能制造將解決復雜系統(tǒng)的精確建模、實時優(yōu)化決策等關鍵問題，形成自學習、自感知、自適應、自控制的智能產(chǎn)線、智能車間和智能工廠，實現(xiàn)產(chǎn)品制造的高質、柔性、高效、安全與綠色。

（三）智能服務

以智能服務為核心的產(chǎn)業(yè)模式變革是新一代智能制造的主題。

在智能時代，市場、銷售、供應、運營維護等產(chǎn)品全生命周期服務，均因物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術而賦予其全新的內容。

新一代人工智能技術的應用將催生制造業(yè)新模式、新業(yè)態(tài)：一是，從大規(guī)模流水線生產(chǎn)轉向規(guī)?；ㄖ粕a(chǎn)；二是，從生產(chǎn)型制造向服務型制造轉變，推動服務型制造業(yè)與生產(chǎn)性服務業(yè)大發(fā)展，共同形成大制造新業(yè)態(tài)。制造業(yè)產(chǎn)業(yè)模式將實現(xiàn)從以產(chǎn)品為中心向以用戶為中心的根本性轉變，完成深刻的供給側結構性改革。

（四）智能制造云與工業(yè)智聯(lián)網(wǎng)

智能制造云和工業(yè)智聯(lián)網(wǎng)是支撐新一代智能制造的基礎。

隨著新一代通信技術、網(wǎng)絡技術、云技術和人工智能技術的發(fā)展和應用，智能制造云和工業(yè)智聯(lián)網(wǎng)將實現(xiàn)質的飛躍。智能制造云和工業(yè)智聯(lián)網(wǎng)將由智能網(wǎng)絡體系、智能平臺體系和智能安全體系組成，為新一代智能制造生產(chǎn)力和生產(chǎn)方式變革提供發(fā)展的空間和可靠的保障。

（五）系統(tǒng)集成

新一代智能制造內部和外部均呈現(xiàn)出前所未有的系統(tǒng)“大集成”特征：

一方面是制造系統(tǒng)內部的“大集成”。企業(yè)內部設計、生產(chǎn)、銷售、服務、管理過程等實現(xiàn)動態(tài)智能集成，即縱向集成；企業(yè)與企業(yè)之間基于工業(yè)智聯(lián)網(wǎng)與智能云平臺，實現(xiàn)集成、共享、協(xié)作和優(yōu)化，即橫向集成。

另一方面是制造系統(tǒng)外部的“大集成”。制造業(yè)與金融業(yè)、上下游產(chǎn)業(yè)的深度融合形成服務型制造業(yè)和生產(chǎn)性服務業(yè)共同發(fā)展的新業(yè)態(tài)。智能制造與智能城市、智能農(nóng)業(yè)、智能醫(yī)療等交融集成，共同形成智能生態(tài)大系統(tǒng)——智能社會。

新一代智能制造系統(tǒng)大集成具有大開放的顯著特征，具有集中與分布、統(tǒng)籌與精準、包容與共享的特性，具有廣闊的發(fā)展前景。

思想價值決定企業(yè)命運的時代已經(jīng)到來。

在日益全球化和移動互聯(lián)、人工智能技術日趨普及的趨勢下，優(yōu)勢企業(yè)之間的最高階段的競爭，不能局限于硬技術的競爭，而是體現(xiàn)在企業(yè)軟實力的競爭，亦即思想的競爭。面對今天的市場格局及為未來趨勢，你的企業(yè)應該有什么樣的價值判斷，應該有什么樣的思想基礎，應該發(fā)出什么樣的聲音，這才是關鍵。

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