工厂智能化规划方案范文

导语：如何才能写好一篇工厂智能化规划方案，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公文云整理的十篇范文，供你借鉴。

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困扰一：物料管理。在客户要报价时，印刷企业往往难以精确测算生产成本。如果不对物料损耗、耗材回收、废品补料等信息进行有效监控，生产成本很难进行准确评估。

困扰二：设备管理。一单活儿生产周期一个半月，到底多少设备才够用？有没有设备在闲置呢？能不能缩短周期？如果不掌控设备的生产能力，不监控设备状态，不做技术改进，就很难准确回答这个问题。印刷企业管理者对于设备缺乏数字化管理，对设备的使用效率判断缺乏数据。

困扰三：人员管理。人员绩效考核耗时费力，到底需要多少人？如果不准确统计员工每月考勤、每班合格产量，就无法得出准确的绩效考核结果。如果没有考核结果，就无法评定员工是否要培训，就无法判断是否需要增减人员。另外，国内书刊印刷企业生产季节性明显，一年两季教辅教材印刷，平时生产任务并不多，但是到了学生开学旺季，生产任务集中增加，使得书刊印企急需大量临时工，但是印刷厂劳动强度大，对知识文化要求不高，而增加了招工难度，临时工流动性强、敬业度较低、管理难度大，再加上用工成本连年增加，用工难也是印刷企业管理者的痛点之一。

困扰四：仓储管理。物料都放在哪了？库存与在制品到底有多少？还需要准备多少？如果不对物料与库位进行编码，并作有序管理，寻找就只能如大海捞针般的困难。在整个生产过程中，费力费工效率低，造成普遍的浪费。

困扰五：生产管理，工单管理，流程管理。生产过程中的生产计划下发，生产工单下发，生产报表统计汇总都是通过人工参与、分发和处理，生产周期长、效率低下。从印刷到印后到物流，各个环节都是孤立的，孤立的“岛”靠人工低效的管理连接起来。

北人成功推出智能系统解决方案

针对目前印刷企业所面临的以上困扰，10月26日，北人集团以“智能引领未来”为主题在北京召开了2016智能系统解决方案演示会。会上，北人集团公司针对印厂生产中的设备、人员、物料、能源、质量、流程等问题，推出了智能印厂解决方案。据了解，未来的智能印厂能够帮助印厂实现设备高效运营，完成设备数字化升级；印后工序自动化，减少人工，提高效率；能源管理绿色化，建设绿色环保的新型印刷基地；管理系统信息化，实现生产管理智能化；服务网络化，全方位个性化定制服务。在如今的印刷寒冬里，该解决方案能够帮助广大印刷企业提质增效、节能减排、解决发展痛点，一经推出，在业内引起了强烈反响。

谈到推出智能印厂解决方案的初衷，北人集团总经理陈邦设表示：“我们的客户都饱受以上种种的发展和经营困扰，客户和市场需要更好的能够提高效率的方案，我们也需要给客户提供更好服务的机会。如果要让客户买新设备，那旧设备怎么办？买新设备的钱从哪里来？单纯地购置设备并不能解决客户根本性的问题，所以我们帮助客户升级改造原有设备，再加上自动化辅机和软件，就可以让印厂解决目前发展痛点。”

随着印刷市场的不断变幻，北人集团也在近几年走上了转型之路。通过广泛的市场调研、接触客户和深入研讨，北人集团制定“十三五”战略时确定了“聚焦出版和包装两大市场”的发展方向，致力于从过去单纯的设备供应商转变成为解决方案的提供商和服务商。在这样大战略的设计下，北人明确了任务：规划设计智能工厂解决方案。

提出了任务，那么，第一件事就是升级原来的印刷机。为什么要升级原有印刷机呢？陈邦设给出了答案：“我们整体的解决方案最大的特点是可以对接互联网，通过互联网传输数据，实现人机对话，过去生产ERP和生产设备之间没办法连接，说明生产设备的智能化水平还不够，需要提高生产设备的智能化、自动化水平，这样从机器上获取很多数据，通过MES系统（生产制造执行系统）向机器传输数据，机器也可以反馈数据。所以第一个内容我们要升级印刷装备，同时开发研制自动化辅机。”

通过一年多的努力和投入，北人集团攻克研发难关，去国外先进印厂考察学习，把国外好的做法和成功经验拿回来消化吸收，不断地与客户对接，终于成功推出书刊智能印刷工厂解决方案并向业内人士现场演示。陈邦设表示，北人在智能工厂方面不仅是重视，而是真刀真枪配给了资源。“为了让我们这两方面的工作能够有序推进，从组织上给予了保障，在陕西北人成立了面向包装的事业部，专门开展包装领域智能工厂解决方案的研究工作；而在北京成立了智能系统分公司，组织了精兵强将专攻书刊智能工厂解决方案。”从这些方面来看，北人对于这件事情的态度是很坚定的。另外，北人今年在北京建立了一个面对出版的智能工厂研发和演示中心。未来也将在陕西建立面对包装的智能工厂研发和演示中心。“北人在研发中心对升级后的印刷设备，开发出来的自动化辅机、MES软件、自动化仓储物流系统等进行不断地完善和调试。通过向客户演示能够反馈客户的改进意见和建议，让我们的方案发挥更好的作用。以往我们去印厂，更多地是与客户讨论设备如何，而如今我们在客户那里，谈的都是怎样提升整个印刷厂的状态。经过我们近两年的实践，结果告诉我们，客户非常乐于接受提升效率和管理的方案。”

此次面向出版行业推出的智能工厂整体解决方案以减少人工、精益管理、节能减排为目标。针对不同规模和生产能力的印刷企业量身定做个性化技术方案。在这个过程中，企业的生产经营全部都要实现数字化管理，包括生产运行数字化、设备管理数字化、采购仓储数字化、物流销售数字化。而智能工厂正是建立在数字化工厂的基础上，利用物联网技术和监控技术加强信息管理服务，最终达到最优生产、无人干预、效益最佳、动态平衡的目标。但陈邦设指出，智能印刷工厂是一个系统工程，需要逐步探索和逐步完善。印刷企业进行智能化改造，不仅仅是生产改造而是管理改造，这是一个渐进过程，是一部分一个环节逐步实现的，不能一蹴而就。

北人未来要做两件事

如今，北人向业内展示了阶段性成果，但前方的转型之路仍然漫长，北人下一步要做哪些事情呢？陈邦设表示，北人未来要做两件事。

“一是我们必须将需要研发的产品加大技术投入、加快速度实现，因为明年我们要让这个项目在市场上落地生根。另外，根据客户需求，模块化导入，分步实施，分别在不同的客户厂建立书刊和包装智能示范基地，带动中国印刷业的发展。包装示范基地方面，我们已经与江苏的一家客户签约，我们帮助他们规划新工厂的物流、整个装备布局，以达到最佳配置和最高效率，提供升级过的装备、自动化辅机等。而关于书刊智能示范基地，现在有很多客户正在洽谈之中。我们非常有信心，要实现这样的目标，困难不在于客户，在于我们自身，要抓紧时间完善方案、升级产品、验证软件。”

“第二件要做的事就是，我们需要打造一支满足市场需求的营销团队。过去销售经理拜访客户时只需要把设备介绍清楚，现在销售经理要给客户整体解决方案，不光要了解设备，还要了解客户的印刷生产过程和工艺特征，能够迅速与客户对接，为客户提供定制化方案。接下来我们还需要项目管理的人才，从工厂设计开始到装备调试、系统调试，到最后系统运行这一系列环节都要了如指掌。现在客户需求大而且非常急迫，所以快速打造一支满足客户要求的营销团队是北人要做的第二件非常重要的事情。”

北人围绕着“数字化、智能化、绿色化”，基于互联网的大数据云计算技术、工业机器人等先进技术，不断提高主导产品的数字化、智能化控制水平，并使服务产品更易于接入，推动整体技术水平的提升。从印刷设备制造商转变为系统方案的提供商和服务商，实现从提供单一印刷设备向提供绿色、高效、数字化、智能化整体解决方案的重大转型，打造了印刷出版新模式。除此之外，陈邦设还表示，北人也成为了资源的整合者，这些资源如何能够有效管理、合理搭配，为客户创造更大价值，需要北人的团队发挥聪明才智满足客户需求。未来北人需要从技术研发、方案完善、队伍打造和新的经营模式探讨上作出更多的努力。

智能系统解决方案演示会的三个意义

目前印刷装备制造企业都不太景气，作为发展至今已60多年的老国企，北人集团在这样的行业背景下，能够敢为人先，立于行业潮头，投入如此之大，并且在一年多时间内将想法变成了现实，在业内是一件非常振奋人心的事情。10月26日会后，京城机电控股有限公司董事长书记任亚光、总经理王国华、总工杜旭东带领团队来到北人集团智能工厂演示中心参观过后，给予了非常肯定的意见。任董事长表示：“北人在‘十三五’战略的落地方面，抓得很紧、很有成效。并不是把智能化、‘互联网+’挂在嘴边，而是真抓实干。”王国华总经理也给予了肯定，他认为：“制造业向智能化转型是非常正确的方向。北人在这个背景下，结合目标市场，特别是书刊市场和包装市场的需求，打造在这个领域中非常有竞争力的解决方案，研发出了这么多能够切实解决客户困惑的方案，我感到特别高兴。”

不仅上级领导对于北人如今的转型成果表示肯定，众多印刷企业也纷纷表达了与北人进一步合作的强烈意愿。陈邦设兴奋地说：“10月26日会议以后，客户反响非常强烈。各地新华印刷厂纷纷带领团队来到我们的演示中心，他们表示，智能工厂解决方案是未来印刷厂实现数字化、智能化、绿色化的途径，参观演示也是让大家转变观念、统一思想、提升认识水平的重要举措。”

对于北人来说，10月26日召开的会议是公司发展史上的里程碑，具有重大意义。陈邦设认为，此次会议对于北人有3个重要意义：

第一，此次会议扩大了北人品牌的影响力，丰富了北人品牌的内涵。北人是中国印刷装备行业的排头兵、领导者。以往大家对北人品牌的理解是设备制造商。而陈邦设在10月26日的会议上表示，北人愿意成为印刷行业的“保姆”去服务行业。如今的北人品牌内涵完全不一样。“曾经有人质疑，在全球印刷装备制造业寒冬的环境下，北人还做不做印刷机？这次会议很响亮地回答了这个问题：北人不但要做，还要做行业的领导者。不但要做领导者，还要引领和影响到中国印刷业的发展。我们这些想法也在会议上得到了普遍的好评。”

第二，此次会议进一步明确了北人未来的发展方向。尽管“十三五”的战略已经明确了聚焦包装和出版两个领域，提供整体解决方案。这是北人基于对市场的分析判断所做出的决定。而通过这次演示会上行业的反馈，大家有着非常强烈的合作意愿，让北人笃定当初的决定是正确的。这更加促使北人团队拿出更好的方案和更快地响应。陈邦设感慨道：“一个企业如果找不好方向，就会迷失在市场的浪潮里；如果找错了方向，就会很快地倒下去；只有找对了方向，企业才会很快地发展。所以，我们很相信一句话：方向比努力更重要。”

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关键词：集成; 条码; 网络; 节能; 数字工厂

中图分类号：TN87-34文献标识码：A

文章编号：1004-373X(2011)09-0108-03

Light Current Intelligent Design of Shenyang Machine Tool Factory′s

Technology Transformation Project

XU Bin，ZHANG Xin-sheng

(No.6 Institute of Projece Planning & Research of Machinery Industry, Zhengzhou 450007, China)

Abstract： In the overall technology transformation project of the SHENGYANG machine tool limited company, integrating the smartcard application system with the existing MES, which is first implemented in our country. By using the logistics barcode, the logistics management level of the SHENGYANG machine tool limited company has been advanced in domestic machinery industry. By using the optimal group control technology for refrigerators and cooling towers, the project implements energy saving task as well as remaining the huge temperature difference of the chilled water. By deploying the redundant, flexible and secure computer network, the plant network has good operation. The whole design framework reflects the concept of digital plant.

Keywords： integration; barcode; network; energy saving; digital plant

0 引 言

弱电智能化是现代通信技术、计算机网络技术、远程控制技术等相互结合、相互渗透的产物［1］。智能化建设［2］主要指通讯自动化(CA)，楼宇自动化(BA)，办公自动化(OA)，消防自动化(FA)和保安自动化(SA)，简称5A［3］。 弱电智能化设计中存在系统目标与技术、技术与产品、产品与价格、价格与系统规模等矛盾和不确定因素，因此其设计的关键在于系统规划。从需求目标出发，研究分析技术设计、产品、信息、环境等方面的可行性，制定出智能化系统的整体构想［4］。

沈阳机床(集团)有限责任公司整体技术改造项目，简称沈阳机床技改项目，主要包括：数控机床产业园、功能部件产业园、重大型机床产业园三个基地。本项目是国家“振兴东北老工业基地”的先导示范型重点项目，其特点是建设规模大、子项多、技术难度高，系统性、综合性强，设计复杂，涉及专业多，并广泛采用新技术、新产品、新材料、新工艺等多项创新技术。弱电智能化系统投入使用后，不仅很好的提升了沈阳机床的智能化水平、管理水平、安全水平，而且也大大地促进了工厂建筑设施的节能水平，弱电智能化系统投资效益显著、运行效果突出。

1 设计目标及系统特色

沈阳机床技改项目把技术改造升级、结构重组和业务流程再造以及信息化建设作为搬迁重组的“四位一体”特征，以工业化与信息化、智能化的充分融合作为弱电智能化建设的主要目标。系统特色包括：

(1) 自动化管理软件［5］采用先进成熟的技术，支持众多厂商智能产品的接入，内含快速的组态工具和专业控件，能够为系统集成商提供简便的集成开发平台。智能设备选型和工程建设质量应符合相关行业标准。

(2) 覆盖全面的基础信息设施，支撑企业信息应用系统取得良好的运行效益。覆盖车间各角落的网络系统［6］，将带有通信接口的数控机床、车间现场调度工作站、CAD、CAPP等工作站联为一体，实现了全新的机床制造概念，即加工过程高度柔性化、复合化、精益化，制造及管理过程的网络化、信息化和智能化，为国内规模和复杂度之最。

(3) 成功地将智能卡应用系统［7］与MES有效的集成，除了满足员工考勤、消费、会议签到、图书借阅等常规需求外，还实现了车间作业、生产调度等功能，使国内单件小批量、离散型MES水平向前迈进了一大步，为国内首创。

(4) 成功的将条码技术［8］应用到物流管理［9］中，并与ERP系统［10］进行了有效的集成，实现了物流条码化，以配送中心/立体仓库为主体，对出入厂区的生产用物质全面实施条码化管理，提升了物流管理水平，使沈阳机床的物流管理水平走在了国内机械行业的前列。

(5) 将大屏显示技术、网络技术与企业ERP集成，实现了看板管理智能化，为机床制造企业首次采用。

(6) 安全技术防范系统、火灾自动报警系统、建筑设备管理系统与远程工艺设备监测系统的集成，不仅提升了工厂的智能化水平，而且也使工厂的安全生产管理水平得到了显著的提高。

2 主要集成系统结构

整个系统由信息设施系统(通信接入系统、电话交换子系统、计算机网络系统、综合布线系统、有线电视子系统、公共广播子系统、信息导引及子系统、会议电视子系统、电子会议系统)、信息化应用系统(企业ERP系统、综合办公系统、产品及工艺设计系统、制造执行系统、客户关系管理系统、决策支持系统、供应链管理系统、物流管理系统等)、建筑设备监控系统、工艺自动控制系统、火灾自动报警系统、安全防范系统(视频安防监控子系统、出入口控制子系统、电子巡查管理子系统、停车场管理子系统)、智能集成管理系统等组成。系统建设规模大、子项多、技术难度高，系统性、综合性强，系统架构复杂，集成设计要求高。

图1展示了信息化应用系统与生产链连接构架。

图1 各综合信息化应用系统与生产链之间的关系图

图2展示了智能集成管理系统数据流之间的联系。

沈阳机床信息化目标是向运营管理统一、全面预算统一、 物流管理统一、工艺设计统一的方向发展。智能化系统覆盖销售、计划、生产、采购、库存、质量、成本、财务等业务领域，实现了物流、资金流、信息流三流合一。并和客户关系管理系统、全面预算管理系统 、物流管理系统 、工艺规划系统 、每日业务智能系统 、呼叫中心系统等实现有效的集成。

图2 智能集成管理系统数据流示意图

3 系统创新性设计

3.1 计算机网络系统的创新设计

沈阳机床信息系统对网络有特殊性要求：跨VLAN广播要求，视频监控需要组播支持和恒久大流量冲击，数字广播需要在以太网上直接承载，异地分支机构互联网保密性的要求等。相应设计手段包括：

(1) 全网冗余设计充分保证厂区网络高可靠性：厂区运营商接入、网络核心层、汇聚层的设备、链路采用冗余设计，核心层采用电信级设备双机互备，配置冗余引擎，提供99.999%的高可靠性；网络汇聚层、接入层采用智能弹性架构设计；并在核心交换机与汇聚层交换机之间运行OSPF、ECMP路由协议保证网络的可靠性和IP路由流量负载分担。

(2) 智能弹性架构提高网络投资效率，实现业务平滑扩展：核心交换机采用分布式Crossbar共享缓存的体系结构；汇聚层和接入层交换机，通过先进的智能弹性架构技术提供了端口密度和交换能力的高可扩展性；路由规划采用OSPF动态路由协议设计。

(3) 安全网络融合联动彻底消除木桶效应：采用安全融合网络解决方案，实现了网络与安全设备的信息共享与策略联动，借助IPSec及SSL VPN实现分支节点信息的安全传输。

3.2 针对工厂环境的个性化设计

针对工厂环境的个性化设计有力地保证了系统的高效运行。综合布线系统易受工业环境的影响，为此根据各车间的环境情况，采取了针对性的措施，如：一般机加工车间加金属保护管罩；结构车间采用屏蔽布线；涂装车间采用工业联接件进行保护等。实践证明这些措施是完全必要而且可行的，切实起到了保证系统长期可靠运行的作用。此外考虑到沈阳机床为公司――事业部制，占地大，网络带宽资源丰富，本次设计视频监控系统采取车间用摄像机就近接入车间网络硬盘录像机，各车间网络硬盘录像机分别通过工厂视频监控计算机虚拟网传两路图像到工厂控制中心，即节省了投资，又实现了二级柔性管理。数字广播系统的应用实现了各车间分站可独立广播、工厂广播总站和消防可强切的功能，满足了事业部制实际运行的需要。

3.3 节能环保设计

空调水系统控制方面: 采用了优化的控制策略实现多台制冷机的台数控制；在保持冷冻水大温差的条件下采用了变冷冻水温度的控制方法；采用集成的冷却塔控制策略，尽可能在安全的条件下降低冷却水的温度，以提高冷冻机的COP值。空调风系统控制方面: 实时监测二氧化碳浓度，根据室内人员的变化增减室外新风量；在开敞式办公室、会议室等区域采取设置红外传感器结合工作时间表的方式来联动风机盘管的启停；采用分层空调，通过分层上下布置温度传感器，温度梯度控制上下层风阀的开度，实现空气的重新组织。与车间采取常规空调方式比，经测算节能可达30%以上;对于产生烟雾的设备采取局部通风并与设备联动开启的方式，以减少整个车间的风机能耗;涂装、结构车间增设空气质量传感器，根据空气质量情况，启停车间排风机;能量计量系统的采用实现了各车间及独立核算单体分别计量。排污处理方面：在确保达到规定的技术要求及污水处理过程优质可靠运行、排放达标的目标前提下，将污水处理站运营决策、管理、调度、过程优化、故障诊断、现场控制等功能集成在网络环境下，通过信息多层“无缝”链接，实现了污水处理过程的管控一体化及综合信息处理。

4 结 语

此次技改项目建设以办公自动化、生产自动化、公用设施管理自动化为三大核心的工厂弱电智能化系统，支持全厂所有信息活动，增强对使用变化的应变能力，保证厂区内各空间的安全、健康、舒适和节能环保，降低运行费用，提高管理的智能化水平，使弱电智能化建设项目成为企业核心竞争力整合的平台。

参考文献

［1］沈瑞珠,杨连武.物业智能化管理［M］.上海：同济大学出版社，2004.

［2］王元恺.建筑智能化工程实施过程的质量控制与对策［J］.智能建筑与城市信息,2008(4)：104-108.

［3］俞德明,方曙东.校园智能化系统的规划与设计［J］.池州学院学报,2008，22(3):24-26.

［4］黄国凯.浅谈建筑智能化系统工程建设［J］.福建建筑，2005(z1):109-111.

［5］张顺岚,莫建文,叶进.基于办公自动化管理软件设计中的复用技术研究［J］.桂林航天工业高等专科学校学报，2003,8(3):24-27

［6］李东魁.网络系统可靠度的连接矩阵逻辑扩展算法［J］.计算机仿真，2010(3):362-365.

［7］张利华.基于蓝牙技术的智能卡应用系统［J］.计算机工程，2005(20):191-193.

［8］中国物品编码中心．条码技术与应用［M］．北京：清华大学出版社，2003.

［9］徐勇谋．现代物流管理基础［M］．北京：化学工业出版社，2003.

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一、建立一个综合性教学平台

可以利用区域规划的思想来创新职业技能教育教学模式，完善当前的专业场地建设，将教学与实训、创新与应用很好地融合在一起，建设一个教学研的统一职业技能教学平台，以物联网专业建设为例，可以将实训室规划为工业物联网（智能工厂）、智能家居系统、智能农业系统三个典型的实训教学区。

二、一体化教学区域规划与功能描述

为实现综合性的职业技能教育功能而进行的区域规划，区域功能描述如下。

1.工业物联网（智能工厂）实训区

该区域是一个智能工厂综合实训教室，一个贴近实际的工厂，利用物联网技术和设备监控技术，把整个工厂连接成一个网络，加强信息管理和服务，合理编排生产计划与生产进度，在生产过程的各个阶段实时监管，及时正确地采集生产线数据，提高生产过程的可控性，减少生产线上的人工干A。学生在这个智能工厂综合实训室里，负责物联网相关设备、零部件的安装、综合布线、系统调试、运行维护工作。

2.智能家居系统实训区

该区域是一个智能家居综合实训教室，利用传感器技术、网络通讯技术、自动控制技术、计算机技术将家居生活相关的“室内和室外的”设备设施集成，并由系统管理软件，构建高效的住宅设备设施与家庭日程事务的管理系统，让用户通过人机界面实时了解诸如室内外大气质量、温度、湿度，各设备设施状态，异常状态能产生声光报警和火警远程联动报警，并可以通过触摸屏、无线遥控器、电话、互联网或者语音识别等多种方式控制家用设备，调整设施状态，家居内各种设备设施相互间可以通讯。用户既可以独立控制单个设备，也可以由设备设施自己根据各自不同的状态互动运行。智能家居内应设置图像识别部件和管理软件控制策略，以判断主人是否处于危急状态，并由此自动远程联动报警。学生在这个智能、便利、舒适的家居综合实训室里，完成物联网系统相关设备、零部件的安装、综合布线、系统调试、运行维护工作。

3.智能农业系统实训区

该区域是一个智慧农业物联网实训室，类似于一个蔬菜大棚，应用自动控制技术、传感器技术和网络技术，将蔬菜农作物、花卉生长过程全面监管和精准调控，搭建一个无线网络监测平台、开发基于物联网感应的农业灌溉控制系统，构建能实现智能化农业控制的网络化管理的智能农业大棚物联网信息系统。这个系统至少要实现温室智能化控制、节水灌溉控制、精准施肥控制，并通过大屏幕信息显示系统进行展示，使学生掌握物理信息系统标志与感知技术、通信技术、计算机网络理论与技术和数据分析与信息处理技术等知识在农业的应用，训练智慧农业物联网系统安装、调试与运行维护技术。

三、基于区域规划思想的职业技能一体化教学实施方案

以智能农业系统实训区为例，规划建设一个智能农业实训区域，在这个特定的区域里配置全面、系统的实际产品和控制对象，形成完善的实景教学情境，以实现综合性的职业技能教育功能。智能农业实训系统是从农作物的生长环境监测和控制，到农产品的溯源追踪，最后到农产品的安全监测，提供了一套完整的智能农业物联网专业技能实训方案。

四、小结

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关键词：智能制造能力；评价指标体系；因子分析法

中图分类号：F272 文献标识码：A

Abstract： Intelligent manufacturing is the inherent requirements of the global manufacturing industry development， and is also China's manufacturing technology innovation， industrial structure to upgrade the key breakthrough， intelligent manufacturing is becoming an important direction for industrial development and change. On the basis of the previous research on the intelligent manufacturing， according to the actual development of our country， we construct a comprehensive evaluation index system of intelligent manufacturing capability， using the factor analysis method to analyze the 19 provinces in the central and eastern regions of China， and draw the comprehensive score and rank of the intelligent manufacturing ability of each province， compare the level and development trend of the intelligent manufacturing capability from 2012 to 2015， analyzes the main influencing factors of intelligent manufacturing capability， put forward reasonable countermeasures and suggestions， and then improve the level of development of intelligent manufacturing.

Key words： intelligent manufacturing capacity； evaluation index system； factor analysis

制造业一直以来都是国民经济的重要基础和支柱产业，也是一国经济实力和竞争力的重要标志。国际金融危机期间，德国凭借强大的制造业优势依然保持了经济的稳定增长，成为受危机影响最小的国家，德国提出的“工业4.0”主要致力于智能制造方面的发展，形象的被誉为第四次工业革命。金融危机后，美国提出了“先进制造业国家战略计划”，并采取多种措施“吸引制造业回流”，英国提出了“高价值制造业战略”，日本提出了“产业复兴计划”、法国提出了“新工业法国”等[1]。当今世界各国为摆脱经济危机带来的影响，致力于振兴实体经济，制造业在大国之间的竞争日趋激烈，作为世界制造大国，为了能在新一轮的竞争中取得优势，2015年5月我国依据自身智能制造产业发展水平及其特点正式提出《中国制造2025》，以大国及强国战略思维和战略布局，全面提升中国制造业的国际竞争新优势。

当前，实现我国制造业的转型升级离不开智能制造产业的发展壮大，这也是实现我国制造业新优势的现实需要[2]。长远看来，智能制造给制造企业的发展提供了一个可以预见的未来，但是由于受企业因素或技术、管理的影响，实现智能制造还面临着诸多的挑战。高昂的软件费用、建设费用使得众多制造企业特别是中小型企业无法接受，信息化基础薄弱也导致信息集成方案无法正常运作，当前类似SAP、Oracle等信息集成方案只能应用于大型制造业[3]。中国各地区制造业发展水平各不相同，中东部地区相对西部地区在经济实力、科学技术水平、硬件设施等方面占据一定的优势，因此结合智能制造的发展条件特选取中东部19省年主营业收入在2 000万元及以上的规模工业企业作为主要研究ο螅并结合当地政府智能制造发展基础设施建设水平及资源投入等方面对各省智能制造能力进行综合评价与研究。

智能制造能力研究涉及范围广，相关学科体系多，较难对其进行科学、客观的评价，目前国内外在智能制造综合能力评价方面研究少，研究方法及内容局限性较大，在设置评价指标权重方面难免带有一定的个人主观性。因子分析法能够有效地避免人为进行权重确定的主观性，具有较强的客观性[4]，因此，本文采用因子分析法对研究对象的智能制造能力进行横向和纵向比较，研究各省差距所在，给出相应分析，并据此有针对性地提出政策与建议。

1 智能制造能力评价体系构建

1.1 指标选取

在智能制造能力的评价过程中，构建合理的智能制造能力评价体系是至关重要的，而评价指标的选取是建立有效评价体系的基石。因此，选择合适的评价指标是智能化制造能力综合评价过程中的基础、关键和核心工作。

本文基于科学性、合理性、系统性以及导向性原则，围绕智能制造能力这个一级指标，分解出3个二级指标和15个三级指标，二级指标分别从创新能力、绩效产出能力、基础设施3个维度对智能制造能力进行衡量，并将三级指标编码为C1～C2，便于后续工作的进行[5]。具体评价指标体系如表1所示。

1.2 指标含义

（1）创新能力。强有力的创新能力是智能制造发展模式必不可少的条件，创新能力的基础是人力、物力等资源的投入，因此本文将R & D人员全时当量、R & D经费、R & D项目数纳入评价指标体系内[6]。此外，选取专利申请数、有效发明专利数、发明专利申请数作为创新能力水平的体现。

（2）绩效产出能力。绩效产出是发展智能制造的最终目的，智能制造能不能为社会带来价值，关键在于成果的转化，因此本文从规模以上工业企业单位数、主营业务收入、嵌入式系统软件开发项目数、智能装备销售收入4个子指标来对智能制造能力评价。

（3）基础设施。大量的物资信息，通过先进的基础设施进行快速流通和共享，更好地发展智能制造产业必须构建安全、实用、先进、全面的基础设施网络。因此本文选取互联网上网人数、域名数、互联网宽带接入端口、铁路营业里程、等级公路里程5个三级指标作为基础设施建设衡量指标。

2 实证研究

2.1 数据来源

本文数据主要来源于中华人民共和国国家统计局网站统计年鉴，选取2012～2015年我国中东部地区19省智能制造能力指标数据进行整理分析，针对2015年统计数据进行详细分析说明，并使用SPSS软件处理样本数据。

2.2 统计分析

2.2.1 KMO和Bartlett检验分析

本文样本数据分析结果如表2，KMO检验值为0.799，大于0.7，卡方检验的概率等于0，小于0.05，满足能够使用因子分析法的基本需求，且表明各变量之间存在显著相关，因子分析效果较好。

2.2.2 方差贡献分析

利用方差最大正交旋转法对因子的主成分进行提取，依据特征值大于1和累计解释方差大于85%的原则，本文依据表3数据提取第一主成分F1和第二主成分F2两个公共因子作为新的综合指标对智能制造能力进行评价。

2.2.3 因子载荷矩阵和得分矩阵

通过使用SPSS软件对数据进行统计分析，采用方差最大正交旋转法对因子进行处理，得出表4旋转后的因子载荷矩阵和表5因子得分系数矩阵。

公因子F1、F2从两个不同的方向反应智能制造能力水平，为了更准确对各省的智能制造能力水平进行评价，在因子分析法的基础上，可以应用回归法分析获得两个主因子的得分，并将上文分析中每个主因子所得的方差贡献率和总贡献率进行比较，得出比值，并以此比值作为权重进行后续的加权求和，进而可以得到2015年19省智能制造能力总得分及排名，具体如表6所示。计算公式如下：

F=∑F×方差贡献率/总方差贡献率

2.3 结果分析

依据上文经计算得出，中国中东部地区19省在2012～2015年间的智能制造能力综合得分及排名，具体如表7所示。

针对我国中东部地区19省4年间的综合得分及排名进行分析可得出如下结论：

第一，从整体发展来看，我国中东部地区19省在2012～2015年间智能制造的发展基本呈正向上升态势，其中，除了广东省、辽宁省、黑龙江省和山西省在4年间的得分趋势呈现轻微下降趋势，其他15省综合得分均呈上升趋势，尽管某些省份综合得分上升趋势有限，或期间某年下降，但其上升趋势是毋庸置疑的。而且在此4年间智能制造能力综合得分均值东部地区0.559高于中部地区-0.416，反映了东部地区的智能制造能力水平要高于中部地区。

第二，从具体得分的角度看，把我国中东部19省智能制造的发展态势进行聚类分析可划分为3个层次。第一层次是4年间综合得分均在1以上的省市，说明智能制造能力较好，由江苏、天津、北京、广东和山东构成；第二层次是4年间综合得分存在1以下且均在0以上的省市，说明智能制造能力一般，由浙江和上海构成；第三层次是4年间综合得分存在0以下的省市，说明智能制造能力较差，由剩余12省构成。其中，0是一条评判智能制造能力高低的重要分界线，由分析可知我国大部分地区的智能制造能力处于较低层次，仍有待提升。

第三，从横向比较的角度看，我国中东部地区19省在2012～2015年间的发展差距较大，说明我国各省内部存在着较为严重不均衡问题。从“一头一尾”进行比较可以得出，居于前列的天津和列居末位的海南，尽管两省同为省级行政单位且土地面积相近，但是它们在2012～2015年这4年间的综合得分跨度均值超过了2，这既说明我国各省之间存在两极分化的现象，同时也意味着两者之间的差距不是短时间内能弥补上的。从第一层次和第三层次的比较来看，两个层次之间的综合得分差距最小值也高于0.5，这表明在智能制造发展水平方面，不仅是单个省，处于不同发展层级的各省之间也存在着较为突出的分化和不均衡问题。

3 对策建议

本文通^构建智能制造能力评价指标体系，分析我国中东部地区19省智能制造现状和水平，找到智能制造的有效实现路径，对当今企业发展方式以及转型升级具有重要的指导意义，同时对政府引导和扶植有实力的制造企业向智能制造转型提供了必要的参考和理论基础。基于以上理论分析和我国的发展现状，可以给出以下几点对策建议。

3.1 企业对策

3.1.1 总体规划，分步实施，科技并行

建设智能制造系统、智能工厂是一项长期、复杂的工程，必须按照“总体规划，分步实施，重点突破，效益为先”的原则进行规划。首先要将其纳入企业的长期发展战略，确定企业5至10年的发展愿景、企业目标及企业在所属领域内的位置；其次要在企业长期发展的战略规划下找出企业发展的弱点和不足，确定重要程度，在可行条件下分阶段、分目标依次进行改进；最后必须紧握企业可持续发展核心竞争能力，确保优势，并积极发展智能制造相关科学技术以及引进新产品和新设备[7]。

3.1.2 M行智能制造投资效益分析

智能工厂建设的首要目标是工厂自动化以及智能化，这往往需要大量的资金支撑，在工厂建设过程中资金大量消耗的基础上进行效益分析显得尤为重要，不能只是简单的追求工厂智能化发展。虽然我国劳动力成本近年来呈现上升趋势，但相较于世界上其他发达国家劳动力成本优势亦相当明显，人工作业在工厂某些生产活动中所表现出的优势亦不容忽视，在某种程度上人工作业相较于机器作业更经济有效，因此建设自动化、智能化工厂时，对于工作环节的选择需要十分慎重，盲目建设全面自动化以及智能化工厂的行为缺乏合理性。企业应在考虑自身发展状况的基础之上，结合本企业现阶段已有的技术、经济以及能力水平稳步实现工厂技术与设施更新换代。

3.2 政府引导

3.2.1 明确目标和主攻方向

各省的实际情况和当前智能制造相关技术产业的发展现状与国家提出的“中国制造2025”和“互联网+”计划进行有效互联互动，坚持市场主导、政府引导、创新驱动、示范带动，以推动制造业智能化发展为主线，以推进智能工厂（车间）建设和提升产品智能化水平为主攻方向，着力推进企业研发、生产、管理和服务智能化，着力发展智能装备和智能产品，加快提升智能制造整体水平，推进产业结构由中低端向中高端迈进。

3.2.2 大力推进智能化建设，加强智能化的保障实施

大力实施制造业强基计划，加强关键基础材料、核心基础零部件（元器件）、先进基础工艺等产品技术攻关；推动数控技术和智能技术在重点产品、领域的渗透融合，推进产品的数字化、智能化，进一步提高产品的信息技术含量和附加值，促进工业产品向价值链高端发展；发展物联网、云计算、高端装备制造与工业设计、软件等智能化的新兴产业，协同提升产业的智能化水平；提高我国信息网络发展水平，积极完善各省智能制造产业全面普及。同时，各级政府应该加大对智能制造产业的重视以及支持力度，并积极引进人才、科学技术以及更完善的政策、资金支持，引进国内外知名工业企业和研发中心，实现领域内相关产业的对接和产业链上下游之间的互联互通。

参考文献：

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[8] 任胜钢，彭建华. 基于因子分析法的中国区域创新能力的评价及比较[J]. 系统工程，2007，25（2）：87-92.

篇5

自19世纪工业革命以来，人类已先后经歷了以解决动力和机械化生产的工业1.0、以优化生产线效率和标准化生产的工业2.0、以及通过自动控制设计实现高度自动化生产的工业3.0，如今全球先进制造业已开始迈向结合资讯物理系统（CPS）、物联网、大数据、云计算、服务互联网等智能化生产的工业4.0。

根据资策会产业情报研究所的综合测算，2019年全球智能制造市场将上看2691亿美元；而谘询公司Capgemini则预估，智慧工厂未来5年将为全球制造业注入5000亿到1.5兆美元的附加值。两岸制造业产业链高度分工融合，面对全球工业4.0的竞争与庞大市场，以及对岸卯足全力发展智慧制造的势头，台湾业者应当紧抓这一轮产业大变局的新机遇。

按「中国制造2025规划进程，大陆将以2025、2035、2045年分3步走，转型为「制造强国，重点将发展新一代信息技术产业、高檔数控机床和机器人等十大领域，整个智能制造布局将涵盖智能生产、智能工厂、智能物流与智能服务等各个环节。

国际统计机构Statista的资料显示，2017年大陆的工具机消费位列世界第一，占全球总额的32.5﹪，超过排在其后的美国、德国、日本、意大利等国的总和。台湾机械工业同业公会的统计则显示，同年台湾工具机零元件出口总额有49.7﹪输往大陆，而除了美国和日本以外，其他主要出口国家均为一带一路沿线国家。Deloitte的《2018年中国智能制造报告》指出，大陆已是全世界最大的工业机器人消费市场，未来5年也会是增长速度最大的市场，未来甚至将超过北美、日本及德国的消费总额。

台湾在精密机械与关键零组件具全球性竞争力，尤其台中是全球精密机械产业聚集密度最高的城市，特别是台湾在具有「机械之母的工具机产业方面去年出口总额占全球比重第4位，专利申请案排名全球第6位。台湾精密机械企业应当结合自身优势，加速向智慧机械转型升级，同时把握机遇积极融入大陆智能制造的供应链，进而向一带一路等全球市场输出。

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关键词：数字化电厂；概念；数字化系统

中图分类号：TM62 文献标识码：A

一、数字化电厂的概念

随着科技的迅猛发展，数字经济也呈现出快速发展的趋势，逐渐覆盖到了政府、企业以及消费者等多个层面上。数字经济指的是在经济发展和参与的每个环节和每个要素中都广泛地采用软硬件技术及应用和通信技术。数字化工厂的出现就是数字经济发展的产物。对于数字化电厂的概念，目前还没有一个统一的定义。我国电力行业将数字化电厂的概念定义为电厂的各级控制和管理系统均进入数字化后称之为数字化电厂。可见，数字化电厂的建立要求电厂的数字化必须达到一定的程度，或者说数字化的全面覆盖。

二、数字化电厂建设的方案

（一）数字化工程

1数字化设计。这是指在整个设计的过程中都利用数字化方式来进行产品的设计。目前与建设数字化电厂有关的数字化设计包括了三维数字化的设计模型，电厂数字化的设计模型以及系统数字化的设计模型。其中三维数字化的设计模型是用来管理电厂建设时期的工程项目，在电厂的运行期，该模型会构成三维数字化的管理系统，将各个系统的信息加以整合，实现电厂运行和维护的统一管控。而电厂数字化的设计模型包括了数字化管理的设计方案，将确定数字化电厂在建立时的系统结构，建立起各个系统之间的关系，明确各项基本技术的要求，保证系统和软件平台的技术。系统数字化的设计模型包括了电厂整体的系统图、安装的仪表和管道图、现场的总线图，还包括了被控对象、控制设备、控制信号等的相关数据。这些数字化的信息将直接用在数字化管理当中。

2数字化采购。数字化采购是建立在数字化设计的基础之上的。在采购之前，要将工作进行步骤分解和编码，对工程物资也要进行编码，然后在采购的过程中按照工程的需要制定采购单，实施整体采购、分批交货的管理模式。数字化的工程采购实现了工程的规模化采购，是数字化工程的实施重点。

3数字化移交。这是数字化电厂建立的基础，是指在数字化的移交平台上将电厂建设中各个环节和阶段的相关数据、资料和信息进行收集、整理、分类，最后通过审批后移交给业主。通过数字化移交，对电厂建设时期数据的移交过程进行全面的管控，从而提高数据移交时的质量以及电厂的管理能力。

（二）数字化控制

传统的电厂工人能够有效监控的只有工艺的过程和设备的状态。而在数字化电厂中，锅炉、电气系统、汽轮机、现场仪表以及控制设备都将实现智能化，使设备的整定和维护信息能够以数字化的形式进行控制系统，从而让设备的运行和维护更加的轻松。电厂的数字化控制将包含了单元机组的分散控制系统、电气的控制系统和全电厂辅助车间的控制系统。

（三）数字化管理

在传统的火电厂中，管理系统一般是由管理信息系统MIS，即management inform ation system和厂级监控信息系统SIS，即supervisory information system共同组成，两个系统是相互独立的，但是系统中的功能却存在着重叠。数字化的管理系统中的数据具备了准确性和唯一性，运用了先进的设备来实现生产运营管理和控制的优化，使电厂的资产管理和决策支持等方面都能在数字化的管控下更加的科学。数字化的管理系统主要包括了以下四个部分：（1）生产运营管理系统；（2）财物资产管理系统；（3）优化控制管理系统；（4）决策支持管理系统。其中生产运营管理系统不但包含了对生成操作票和技术监督等方面的管理，而且还能够对电厂的重要设备进行早期的故障诊断、故障分析和故障预警，通过这类预测性的维护来帮助电厂降低生产成本，有效提高电力企业的效益。而决策支持管理系统也具备了非常重要的作用。它不但为电力企业的高效管理提供了技术支持，而且为电力企业的发展经营决策提供及时有效的信息和指标，使企业的决策能够更加的科学和可靠，有效提高企业的生产效益和盈利水平。

三、数字化电厂的优势

（一）数字化

利用先进的信息处理技术能够将电厂建设和发展各个阶段所反映的现象、本质、规律等的相关文字、符号、数字、声音、图像等模拟信息都转换成数字信息。

（二）信息化

信息化指的是在充分利用信息技术的基础上，对信息资源进行开发和利用，促进信息的交流和共享，从而提高经济增长的质量，并推动经济社会的发展和转型。我国政府一直努力将工业化和信息化进行深度的融合，而数字化电厂不管是在电厂的设计、施工，还是在电厂的生产、管理等多个环节都采用了信息技术，所以具备了信息化的优势，成为了推进我国信息化建设的重要部分。

（三）智能化

数字化电厂广泛地采用了现代先进的信息处理技术、通信技术、控制技术和智能测量技术、智能决策的支持技术，使电厂的运行实现了智能化、高效化。保证了电厂生产的经济、安全、环保，符合了社会和时展的要求，保障了电力企业的可持续发展。

（四）可视化

数字化电厂可以通过对现实进行虚拟，把电厂中的各类实体包括实体的特性用以三维立体等形式直观地呈现在用户面前，其表现形式还会随着时间和空间进行变化，建立用户的交互通道，使用户能够对电厂数字模型进行浏览、模拟、观察和计算，提高电厂设计和规划的效率，使电厂的设计和规划更加的方便快捷。此外，对电厂的设备运行、设备的维护和检修进行仿真模拟，能够有效地提高电力企业的工作效率。

结语

综上所述，建设数字化电厂是一项系统工程，这项工程中包含了多个方面，其构成非常复杂。建立数字化的电厂能够使电力企业具备先进的设计技术、管理技术以及控制技术，实现发电的数字化、智能化和透明化，将推动电力企业的快速发展，值得进一步的研究。

参考文献

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关键词：数字化工厂；关键技术；制造数字化

数字化工厂是以制造产品和提供服务的企业为核心，由核心企业以及一切相关联的成员构成，使所有运营信息数字化的动态“组织”。通过数字化工厂信息系统有效地组织控制人流、物流、资金流和信息流，实现组织内部所有成员之间的高度协作和资源共享，为客户提供满意的产品和服务。而数字化工厂工作流管理系统作为数字化工厂信息系统的基础，是协调数字化工厂成员内部、成员相互间的各项活动的具体执行者。数字化工厂是指以产品全生命周期的相关数据为基础，在计算机虚拟环境中，对整个生产过程进行仿真、评估和优化，并进一步扩展到整个产品生命周期的新型生产组织方式。是现代数字制造技术与计算机仿真技术相结合的产物，同时具有其鲜明的特征。它的出现给基础制造业注入了新的活力，主要作为沟通产品设计和产品制造之间的桥梁。

一、数字化工厂概述

数字化工厂（DF）以产品全生命周期的相关数据为基础，在计算机虚拟环境中，对整个生产过程进行仿真、评估和优化，并进一步扩展到整个产品生命周期的新型生产组织方式。在设计部分，CAD和PDM系统的应用已相当普及；在生产部分，ERP等相关的信息系统也获得了相当的普及，但在解决“如何制造工艺设计”这一关键环节上，大部分国内企业还没有实现有效的计算机辅助治理机制，“数字化工厂”技术与系统作为新型的制造系统，紧承着虚拟样机（VP）和虚拟制造（VM）的数字化辅助工程，提供了一个制造工艺信息平台，能够对整个制造过程进行设计规划，模拟仿真和治理，并将制造信息及时地与相关部分、供应商共享，从而实现虚拟制造和并行工程，保障生产的顺利进行。“数字化工厂”规划系统通过同一的数据平台，通过具体的规划设计和验证预见所有的制造任务，在进步质量的同时减少设计时间，加速产品开发周期，消除浪费，减少为了完成某项任务所需的资源数目等，实现主机厂内部、生产线供给商、工装夹具供给商等的并行工程。数字化工厂（DF）是企业数字化辅助工程新的发展阶段，包括产品开发数字化、生产准备数字化、制造数字化、管理数字化、营销数字化。除了要对产品开发过程进行建模与仿真外，还要根据产品的变化对生产系统的重组和运行进行仿真，使生产系统在投入运行前就了解系统的使用性能，分析其可靠性、经济性、质量、工期等，为生产过程优化和网络制造提供支持。

二、数字化工厂的关键技术

通常研究的制造系统是非线性离散化系统，需要建立产品模型、资源模型制造设备、材料、能源、工夹具、生产人员和制造环境等、工艺模型工艺规则、制造路线等以及生产管理模型系统的限制和约束关系。数字化工厂是建立在模型基础上的优化仿真系统，所数字化建模技术是数字化工厂的基础。随着虚拟设计技术的发展，在计算机中进行产品零件的三维造型、装配分析和数控加模拟技术以及以上程分析技术不断发展和完善，这种技术进一步向制造过程领域发展。数字化建模的基础上，对制造系统进行运动学、动力学、加工能力等各方面进行动态仿真优化。随着三维造型技术发展，三维实体造型技术已得到普遍的应用。具有沉浸性的虚拟现实技术，使用户能身临其境地感受产品的设计过程和制造过程，使仿真的旁观者成为虚拟环境的组成部分。数字化工，软件模块之间以及和其他软件模块之间的信息交换和集成。虚拟环境的下具集、各种数据转换工具、设备控制程序的生成器、各种报表的输出工具等。

三、数字化工厂的解决方案

（一）产品研发的数字化和虚拟化

数字化工厂通过使用CAX等软件，建立产品的逻辑、几何、功能、性能和关联等模型，实现基于模型的产品定义与关联设计，在虚拟的数字世界中完成多学科优化、协同设计、优化分析、制造试验仿真及模拟产品的制造和运营过程（包括虚拟工厂、生产线布局、物流等）。同时，通过PLM与ERP/MES等集成，实现三维模型、数字化工艺指令等信息向生产现场的推送，并与质量、采购、物流等部门进行共享。各部门依据这些共享信息即可开展相应的零部件生产、原材料采购、产品验收和产品确认等工作。

（二）生产过程的精益化和标准化

数字化工厂是按照精益思想建设的，通过对生产过程进行优化整合，并制定相应的标准化操作规程，确保车间生产节奏更加紧凑和有序。它使用ERP统一管理和下达生产指令，使用MES和数据采集与监控系统实现对生产计划调度、物料追踪、数据采集、生产设备状态监控、工位操作、包装发货等生产运营全过程的管理，并将检测结果与PLM中设计模型进行快速对比，形成从虚拟产品设计到实际生产制造的闭环产品质量控制，实现从原料进厂到产品出厂的生产过程自动化、装备制造信息化和智能化、生产过程的高度透明化。

（三）车间生产的自动化和集成化

数字化工厂车间生产自动化是在统一通信、统一编程以及统一IT架构的基础上，通过高运行可靠性和可用性的数据链路（物联网及工业网等），把生产制造过程中众多独立的产品、工具与关联的服务进行集成，支持自动化控制、制造执行和企业资源管理等系统的完美整合。并将网络与通信、传感器与感知、自动检测、人机交互与专家系统等智能化技术加入车间制造单元与生产线中，实现系统自优化、自重构、自诊断，形成高度的柔性生产方式，达到信息技术和制造技术深度融合的目的，使得高度智能的快速生产成为可能。

四、结束语

绿色和人文是数字化工厂的重要特征，所以数字化工厂的建设不仅要求体现数字化、自动化和智能化元素，还要符合绿色人文的需求。它一方面用自动化设备来减轻人员的体力消耗和精神压力，以及用持续的职业发展规划来延长员工的工作寿命和工作质量。

参考文献：

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中国航天科技集团总工程师杨海成先生在主席致辞中说：“此次大会召开之时，恰逢中国制造2025 颁布和互联网+ 全面推动，在我国与德国及其他友好国家密切合作之际，我相信，本次大会将会提供丰富的“大餐”，帮助参会嘉宾洞察和了解全球先进企业的经验和优胜之道。”在会议期间，来自大中型骨干企业、行业研究机构和解决方案供应商的多位专家、学者畅谈“工业4.0”和“智能制造”，本刊记者辑录片断于此，以飨读者。

走向智慧工厂时代

中国航天科技集团总工程师杨海成

基于中国制造2025 整体规划，中国制造业将走向何方？现代信息技术的发展，使人类进入到了一个基于智慧和网络的智能机器大生产时代，这是新一轮工业革命的重要特征。过去，机器替代人的一部分体力，今后，将替代人的一部分智力，这将使人类进入到一个智慧的大生产阶段。中国制造从传统工厂向数字工厂的迈进，需要大量付出，从数字工厂迈向智能工厂，则更为艰苦，在国家战略框架的引领下，中国的制造业一定能产生翻天覆地的变化，一定能走在全球制造业的前列。

数字化工厂是工业4.0的基础

同济大学中德先进制造技术中心执行主任沈斌教授

工业4.0 的核心是“产业价值链相关的活动、能力和速度，实时掌握所有信息，在任何的时间点导出优化的价值”，可以概括为“信息”和“速度”。工业4.0 的基础，首先是数字，企业的所有活动都要数字化，数字化工厂是迈向工业4.0 的第一步，数字化工厂是工业4.0 的基础。

工业4.0有多远

新松机器人自动化股份有限公司总裁曲道奎

第一，工业4.0 是否已经来临，还是悬浮在空中？前三次工业革命的最大区别在于，以前是生产效率、生产质量的大幅提高和生产成本的降低，基核心点在于规模化，而第四次工业革命更着重于灵活性，即柔性和智能，同时深度考虑资源要素，其核心点是以智能设备为支撑的数字化、智能化和万物互联。工业4.0 本质上依然是制造模式的变革，制造装备的变革。现在信息化的平台、环境和设备都已出现并已相对成熟，完全可以支撑起工业4.0，不过自身需要继续向更完善、更精细化的方面发展。

第二，工业4.0 不是单独的工业4.0 革命，还将带来更广泛的社会相关变革，是一种系统化的变革。

从Physical到Cyber，再到Physical

中航工业信息技术中心首席顾问宁振波研究员

想了解智能制造，必先深入了解CPS，欲深入了解CPS，必须了解Cyber。Cyber 被译为“信息”，但其实Cyber 的含义与信息(Information) 概念迥异。Cyber 有控制、网络、协同、众创、虚拟的含义，Cyber 实质上指的是一种控制机制，而控制的载体才是信息(Information)。所以，现在CPS，只能有一个译法，那就是：赛博—物理系统，而非信息—物理系统。

在Physical 物理时代，制造业用的方法是制作出实体后的试错法，而在Cyber 时代，能通过建模的方法，来确定是否可以投产。Cyber 空间中的Physical，是指从数字样机到实物产品。所以未来的制造模式是从Physical 到Cyber，再到Physical。

加强中德交流，共同发展

德工业4.0产业联盟常务副理事长李万林博士

除智能生产外，德国业界把“智能服务”添加到工业4.0 的范畴中，这就使得整个产业都实现了数字化，可以实时地获取数据，凭借数据支持在产业链中随时对解决方案进行优化。工业4.0 可以实现了人—物体—系统的有机结合，开创大规模生产下的个性化定制模式。

针对工业4.0，全球几大国都提出了相似的方针对策，本质区别不大。中德之间要增加多层次、全方位的交流，这对两国战略目标的达成都会大有裨益。

深入研究中国的智能制造战略

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一、重要意义

近些年，我省制造业快速发展，一线劳动用工缺口持续扩大，加快机器设备联网成为企业提升生产经营水平、加快转型升级的重要突破口。实施“机联网”工程，推进企业生产制造从单机控制向多机控制，从“一人负责一机”向“一人负责多机”，甚至“一人负责一个车间”、“无人车间”方向发展，大幅减少生产一线尤其是脏活、累活、污染岗位、危险岗位的劳动用工。要清醒认识当前推进“机联网”工程建设的重要性和紧迫性，统一思想，统筹协调，勇于创新，务实推进，提升全省生产制造机器设备联网水平，努力推进“机器换人”工程取得新的成效。

二、总体要求与建设目标

（一）总体要求

围绕干好，全面推进；以推进信息化和工业化深度融合为支撑，以重点行业为主体，以示范试点为抓手，引导企业开展机器设备联网改造，形成现代化智能制造模式，加强智能制造联网应用关键共性技术研究；以督查、考核、评价为手段，建立健全推进企业机器设备联网的长效机制，提高标准化和信息安全保障水平，推动工业转型升级。

（二）建设目标

今后三年，全省“机联网”示范试点工作取得显著成效，企业数控机床、行业专用设备、大型机器设备、工厂配套设施等联网率达到40%以上，与管理系统集成率50%以上。全省万元工业增加值从业人员比2012年下降25%以上，40%以上的脏活、累活、污染岗位、危险岗位实现“机器换人”，产品平均生产周期缩短20%以上，产品平均综合成本降低10%以上，工业劳动生产率和产品优等品率明显提高。“机联网”技术创新取得积极成果，培育形成一批创新能力强、应用模式成熟的信息服务与实施咨询机构，标准体系与安全保障得到同步加强。

三、提升“机联网”实施水平

实施“机联网”工程，要注重企业两化深度融合的顶层设计，注重实际成效，重视技术创新，同步加强标准化和信息安全保障工作。

（一）加强顶层设计。综合企业现有信息技术应用水平和长远发展战略，稳步推进企业制造设备联网；处理好企业信息化局部与全局、单项应用与多业务集成应用的关系，结合管理提升活动，逐步建立微型物联网工厂，推进企业信息化应用的集成与协同；统筹考虑地区尤其是属地工业园区信息化发展总体规划，加强企业“机联网”与园区网络、城市网络的应用衔接。

（二）推进机器联网。重点推进数控机床、行业专用设备、大型机器设备、工厂辅助设备等的数字化改造和联网管理，建立覆盖数据采集、设备监控、运维诊断、流程优化、节能环保和安全监控的设备信息化管理体系，形成企业专用物联网络。大力推广应用CAM(计算机辅助制造）、MES(制造执行系统）、FMS（计算机柔性制造）、自动控制等成熟制造技术，积极支持工业机器人、RFID(射频识别）、无线传感、云计算等先进技术的创新应用，推动信息系统整合和业务协同，实现重点行业生产装备和制造过程的网络化和智能化。

（三）加强系统集成。加强ERP（企业资源计划管理系统）、MES(制造执行系统)和机器设备网络的互联互通集成能力，实现企业生产过程中人、机、料等的全面数字化、网络化和智能化；鼓励建设和应用企业专有云平台，推广应用“云计算”及“云制造”，创新企业信息化应用模式；研发应用与业务紧密结合的企业级操作系统平台软件，构建管理控制一体化的信息系统，鼓励建立形成“自动化生产线+工业机器人+专用网络”的微型物联网工厂，提升企业精细化管理和科学决策水平。

（四）加强技术创新。加强装备电子（软件）技术研发与引进，建设一批装备电子（软件)产业基地，围绕应用和产业急需，加强智能化传感器的研发与产业化，加快智能终端、专有云平台、与业务结合的操作系统平台软件、数据传输接口等关键技术研发创新。引导促进商业模式创新，鼓励建立“机联网”应用公共服务平台，推进“机联网”应用服务外包，培育新兴业态。扶持“机联网”技术支撑以及第三方咨询、培训和服务机构发展，推进“机联网”领域的产学研合作。

（五）提升标准化水平。鼓励制定“机联网”相关标准，包括设备数据接口、传输协议、数据交换、存储格式标准，以及云计算、服务外包等应用标准，构建“机联网”标准体系。建立“机联网”接口标准库，将国内外主流生产装备数据接口以及管理信息系统数据接口标准纳入标准库。创新标准化工作模式，鼓励与国家主管部门、行业协会加强合作，承担国家、行业、地方和企业相关标准的研制，积极参与国际标准的制定。

（六）加强信息安全保障。按照《关于加强工业控制系统信息安全管理的通知》（工信部协[2011]451号）要求，落实控制系统网络与公共网的连接管理等要求，做好涉及国计民生重点领域“机联网”工程的安全测评、安全检查、应急预案等保障工作，做好网络边界、基础设施、应用系统和桌面终端信息安全状态的监测预警和加固防护,构建“可管、可控、可信”的“机联网”安全体系架构。加强对“机联网”数据安全技术的研究，强化信息产品和服务的信息安全检测和认证。

四、开展重点领域应用示范

今后三年，我省重点在数控机床、行业专用设备、工厂大型机器设备、工厂配套设施等领域推进实施“机联网”工程，深化实施“机器换人”。

（一）数控机床联网。以汽车、钢铁、建材、机械、电子等行业为重点，推进铸锻造车间的液压机、操作机、铸锻吊车联网，实现铸锻压机与操作机数控联动；推进实施工厂成型、切削、磨工等数控机床联网管理，推广应用敏捷制造等先进的管理制造模式；引导企业建立CAD（计算机辅助设计）、CAM-制造物联平台，建立设计、加工、生产全流程无图纸数字工厂。通过三年时间，大中型企业数控机床联网率超过45%，铸锻工序产品质量提升20%以上，数控机床生产总效率提升15%以上，机床劳动用工减少20%以上。

（二）行业专用设备联网。以我省纺织、服装、塑料、化工、建材、船舶、汽车、光电等行业为重点，推进实施行业专用设备联网应用。建立自动化生产线，应用工业机器人，形成设备物联专用网络，提升自动化水平；优先推进特殊岗位设备联网管理，加强能耗、污染物排放和安全因素在线监控；加强高能耗设备变频、节电、物联网技术应用，促进节能减排和管理效率提升；建立中央数据监控中心，加强设备运行状况实时监视，统一管理生产工艺，并与上层企业管理系统（ERP)数据交换集成。通过三年时间努力，重点行业大中型企业数控设备联网率超过40%。

（三）工厂大型生产机器设备联网。以工厂大型生产设备、工程建筑机械设备等为重点，开展大型机器设备联机改造，实现远程监测与维护。鼓励设备提供商建立大型机器设备智慧管控平台，对设备和产品的性能状态进行异地远程的全天候监测、预测和评估,提高设备作业率，减少非计划停机时间，创新大型设备市场销售模式和商业应用模式，提升企业综合管理水平。深化实施杭州智慧安监示范试点建设，推进电梯普遍联网监测与管理。通过三年时间努力，实现重点行业大型设备50%以上联机管控，重点企业大型机器设备维修成本降低50％以上，突发故障率大幅下降。

（四）工厂辅助配套设备设施联网。逐步推进工厂水电气管理系统、照明系统、空调系统、仓储物流系统、门禁系统等辅助配套设施联网应用和管理，建立企业信息化综合管控体系。推进企业仓储物流与生产制造系统的联网，提升“机联网”应用成效；以行业龙头企业为主体，推进供应链企业间系统联网，加强产供销数据资源衔接，提升生产经营水平；加强工厂空压机、风机、空调系统、照明系统等主要耗能设备的联网，对水、电、油、气消耗自动记录，建立智能化管控体系，促进企业总体节能；推进全省智慧能源监测体系建设，实现重点耗能企业能耗实时监测。通过三年时间，重点企业工厂辅助设备与企业信息系统联网率超过30%，大型空压机组联网率超过70%，重点企业辅助设备综合能耗下降10%以上。

五、工作要求和保障措施

（一）强化政策规划引导。建立健全部门、行业、区域之间的“机联网”工程实施协调机制，研究重大问题，协调制定政策措施和行动方案。研究制定重点行业和领域“机联网”实施指南，年度重点导向计划，加强“机联网”与“机器换人”等重点工作的衔接协调，合理布局重大应用示范项目，强化产业链配套和分工合作。

（二）加大资金政策扶持。扩大省两化融合资金投入，重点用于支持“机联网”工程建设，各市、县（市）要设立两化融合专项资金，为“机联网”工程提供配套资金支持。强化信贷支持，国开行支持我省智慧城市和两化融合工作的信贷资金，可以优先支持重大“机联网”项目的信贷需求。鼓励企业采用分期付款、设备租赁、技术服务投资等新融资模式推进项目建设。

（三）开展示范试点。组织开展省两化深度融合“双百”工程，每年重点扶持100项“机联网”示范试点项目，三年时间培育100项（个）两化深度融合优秀解决方案和第三方服务机构。开展总部型企业信息化示范试点，引导建立设备管理系统、制造执行系统和企业管理信息系统的集成应用，建立智慧工厂。以省级装备高新区为重点，实施装备电子（软件）产业技术创新试点，引导开展“机联网”关键共性技术研发及相关软硬件技术引进。

篇10

政策推动制造强国建设

目前，在《中国制造2025》、《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》等国家战略的指导之下，智能制造试点示范项目稳步实施，以数字化、智能化、绿色化为主要生产模式的变革持续推进，智能制造已成为传统制造企业转型升级的重要抓手。

企业如何借助智能制造的东风实现自身的变革创新？将生产自动化与工艺紧密结合对企业进行自动化改造，降低用工成本、提高产品质量和经济效益将成为发展重点。另外，探索建立数字化/智能工厂，提高柔性制造和快速响应用户个性化需求的能力也显得着实必要。

工业和信息化部装备司调研员张荣瀚表示，近年来我国在推进智能制造方面取得了多项成绩：一是智能制造关键技术实现重要突破，高档数控机床、工业机器人、智能仪器仪表、增材制造装备等领域快速发展；二是信息通信技术与制造业加速融合，网络协同制造、大规模个性化定制、远程运维等新模式不断涌现；三是企业研发设计、生产装配、流程管理、物流、仓储、能源管理等关键环节的智能化水平不断提升；四是智能制造基本标准体系初步构建，人才培育长足进步，一批系统集成商孕育成型。

随着顶层设计的日趋完善以及智能制造模式的深入实践，大数据、云计算、物联网等技术的支撑作用显得愈发明显和重要。与此同时，这些新兴技术的涌现也为实现智能制造规划和制造强国建设提供了助力。

技术驱动行业创新发展

在论坛上，来自施耐德电气（中国）有限公司、北京航天智造科技发展有限公司、中航工业精益六西格玛研究所、浪潮国际、数之联、软通动力信息技术（集团）有限公司、智能云科、波鸿集团的高管和专家，分别就智能制造的综合解决方案、云计算与智能制造、智能制造的生态系统、精益生产与智能制造、核心制造技术突破等主题发表了演讲。

北京航天智造科技发展有限公司副总裁王永峰提到，航天科工打造了“航天云网”平台，并首先在业内提出了“云制造”模式。“云制造”本身是通过打造一个云端的平台，以云端的工具，包括供应链、营销链、服务链等等，把线下传统企业通过虚拟化方式集中在云端，把能力和资源聚集起来，通过交易、协同设计、协同生产，把不同的企业资源和能力组织起来协同起来。

就如王永峰在接受《中国信息化周报》记者采访时所说的那样，在经济下行压力加大之下，企业面临巨大的成本压力。此时，进行生产模式的轻量化改造是实现智能制造的有效途径。把异类异构的资源和能力通过各种网络在云端进行聚集，从而打造一个行业内的生态系统。

另外，中航工业精益六西格玛研究所副总工程师孟菖认为精益生产和人在智能制造建设过程中发挥着重要作用。他提出，可以将智能制造拆开来解释：第一是制造，首先是制造型企业才谈制造；第二是能制造，能制造、会制造，优秀制造，最后才可以实现智能制造。这个过程其实类似于企业的精益化生产模式。

在圆桌论坛环节，施耐德电气（中国）有限公司工业事业部OEM副总裁庞邢健、软通动力信息技术（集团）有限公司副总裁季献忠、数之联CTO 方育柯博士、成飞公司数控加工厂副厂长宋智勇等嘉宾，就如何应对和抓住智能制造带来的挑战与机遇的话题，结合各自所在的领域发表了各自的看法，并就四川省发展智能制造业给出了各自的建议。

抢占西部智能制造高地

四川作为国家布局的重要电子信息产业基地，军事电子装备整体实力居全国第一，信息安全产业总量居全国第二，微型计算机产量占全国20%以上，航空电子、平板显示、卫星应用、物联网、云计算、大数据等方面整体实力均名列全国前茅。

张荣瀚表示：“今天我们选择在成都举办这次以智能制造创新合作为主要议题的论坛，探讨智能制造的发展战略、制造模式的变革，分享智能制造的用户经验，对推进四川省乃至全国智能制造发展都很有意义，希望能够以本次会议为契机，上下游深度结合，以产业链的方式共同推进智能制造，加强统筹谋划、协同攻关、共同推进智能制造业的智能化转型，助力制造强国战略的贯彻实施。”