工业4.0与中国制造2025发展及介绍

1、工业4.0与中国制造2025发展及介绍PPT第1页工业4.0及其智能制造 工业互联网及智能制造2025未来制造业目录第2页工业4.0 一第3页1月410月4月3月4月工业4.0发展战略公布；由VDMA、BITKOM、ZVEI组成秘书处，组建工业4.0平台工业4.0平台公布白皮书（实施计划）德国科学-产业经济研究联盟与德国国家科学与工程院（Acatech）共同制订工业4.0发展战略德国高技术战略行动计划公布，11个“未来项目”缩减为10个（投资84亿欧元）；“工业4.0”一词首次出现（投资2亿欧元）在德国科学-产业经济研究联盟 （Forschungsunion Wirtschaft-Wissen

2、schaft）提倡下，开始研究工业4.0 德国高技术战略公布，并重点推出11个“未来项目”工业 4.0 提出第4页老龄化社会带来劳动力降低资源匮乏，能效仍需提升产业转移带来国内制造业空心化发展中国家技术实力不停增强经济全球化中，需要对市场做出快速响应保持制造业国际领先地位所需标准化需要依据消费者需求，实现差异化、个性化生产制造业占据全国GDP25%、出口总额60%，影响极大12356784工业 4.0 社会背景第5页四次工业革命第6页工业4.0概念什么是工业4.0 经过互联网等通信网络将工厂与工厂内外事物和服务连接起来，创造前所未有价值、构建新商业模式产官学一体项目。“工业4.0”概念包含了由

3、集中式控制向分散式增强型控制基本模式转变，目标是建立一个高度灵活个性化和数字化产品与服务生产模式。在这种模式中，传统行业界限将消失，并会产生各种新活动领域和合作形式。创造新价值过程正在发生改变，产业链分工将被重组。发展优势 在生产能力上，工业4.0将确保仅一次性生产，且产量很低时获利能力，确保工艺流程灵活性和资源利用率。其次，工业4.0将使人工作生涯更长，工作与生活更加平衡，高工资时产业仍有强大竞争力。实现方式 主要是经过CPS（信息物理系统），总体掌控从消费需求到生产制造全部过程，由此实现高效生产管理。第7页工业3.0与工业4.0有哪些不一样？第8页大规模定制生产与大规模生产比较大规模生产大

4、规模定制管理理念以产品为中心，以低成本赢得市场以用户为中心，以快速响应赢得市场驱动方式依据市场预测安排生产，属推进式生产方式依据客户定点安排生产，属拉动式生产方式关键经过稳定性和控制力取得高效率经过灵活性和快速响应来实现多样化和定制化战略成本事先战略：经过降低成本、提升生产效率获取竞争优势差异化战略：经过快速反应、提供个性化产品获取竞争优势目标以低价格开发、生产、销售、交付产品和服务以多样化和定制化开发、生产、销售、交付用户买得起产品和服务第9页大规模定制优势成本低效率高交货快 品种多 个性化大规模定制生产大规模生产品种单一标准化 定制生产成本高效率低交货慢第10页工业4.0四个智能 二第11

5、页工业4.0详细能实现什么？智能生产智能化设备智能化供给链管理智能化能源管理智能化第12页生产智能化第13页设备智能化第14页能源管理智能化第15页供给链管理智能化第16页工业4.0要素 三第17页工业4.0 两大主题智能工厂：智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施实现。 智能生产：整个企业生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中应用等。该计划将尤其重视吸引中小企业参加，力图使中小企业成为新一代智能化生产技术使用者和受益者，同时也成为先进工业生产技术创造者和供给者。智能物流：主要经过互联网、物联网、务联网，整合物流资源，充分发挥现有物流资源供给方效率，而需求方，则能够快速取得

6、服务匹配，得到物流支持。第18页工业4.0三个重点、八大关键第19页工业4.0愿景第20页工业4.0为何引发广泛关注？改变改变制造业思维改变了制造业模式改变了创新模式第21页创新模式Text in here行业支持标准化创新研发第22页 生产观 效率、质量、成本、安全 科学生产观遵照四项基本标准： 第一、怎样提升效率？ 第二、怎样降低成本？ 第三、怎样提升质量？ 第四、怎样保障安全？ 四项基本标准应该从生产力和生产关系两个方面来运作： 以先进科学技术为技术抓手；以先进管理科学为管理抓手。 工业4.0最好满足了科学生产观四项基本标准 科学生产观 科学生产观第23页工业4.0智能制造 四第24页本

7、质 是基于“CPS”实现“智能工厂”关键 是动态配置生产方式实现“柔性生产”关键 是信息技术应用实现生产力飞速发展愿景 是处理能源消费等社会问题 工业4.0智能制造第25页本质是基于“CPS”实现“智能工厂”第26页信息物理系统第27页算法文档三维模型工艺数据CPS：系统中物理对象和对应虚拟对象经过泛在信息网络进行通信Cyber：算法和服务，服务动态集成 和服务提供商，并跨越边界进行信息交流Cyber：包含3D模型，仿真模型，文档，关系，工作条件等数据能够经过可变信息网络在任何地方和任何时间进行搜集Physcial：在生产系统中人和自动化模块含有智能化、自我解释、自我意识、自我诊疗、交互评定能

8、力CPS系统触发了向智能化转型服务云物理对象第28页CPS平台第29页智能工厂第30页智能工厂三层架构第31页 智能设备基于无线、RFID、传感器和服务架构第32页 智能产品智能产品特征 集成了信息存放、传感、无线通信功效产品是信息载体 产品在整个完整供给链和生命周期中都一直带有本身信息产品是一个agent产品会影响其所在环境产品含有自监测功效产品会对其本身状态和环境进行监测我生产于4月30日，5月3日出厂请握中间已经打开2分钟了，请盖上第33页智能APP平台面向智能制造APP商店下载量身定制用户界面第34页工业4.0中智能汽车智能产品案例-智能化汽车动力管理APP驾驶员辅助APP智能用户界面

9、APP绿色驾驶APP第35页工业4.0智能工厂布局面向服务工厂布局服务库硬件无关抽象服务硬件相关设备控制现场层第36页横向、纵向、端到端集成第37页关键是动态配置生产方式第38页产品-服务坐标产品开发服务 C3P PLM 买方交易 卖方交易 物流交易供给商客户价值链坐标企业坐标生产管理CRMSCM ERP MES 信息交换 （数据）关键是信息技术应用工业软件决定工业4.0第39页愿景：制造业节能工业节能减排与综合利用搜集和分析能源信息识别问题管理运行改变耗能不良习惯第40页工业互联网五第41页工业互联网是什么GE伊斯梅尔：所谓工业互联网就是 开放、全球化网络，将人、数据和机器连接起来。工业互联

10、网目标是升级那些关键工业领域。这是一个庞大物理世界，由机器、设备、集群和网络组成，能够在更深层面和连接能力、大数据、数字分析相结合。这就是工业互联网革命。第42页工业互联网关键要素第43页工业互联网价值分析 GE认为，工业互联网价值总体上将从三个方面来表达：第一是提升能源使用效率，包含油、气、电等等，而降低能源浪费，并提升使用率，从侧面也等于提升了GDP。第二，提升工业系统与设备维修和维护效率，降低宕机时间，降低故障，并缩短维护时间，这相当于提升了生产力。第三，优化并简化运行，提升运行效率，这相当于解放了更多宝贵人力资源，让他们能够进行更有价值与富有创新工作。第44页工业互联网价值GE汇报显示

11、:机器数据空前高速增加，未来。而处理急速增加工业大数据，则需要大量基于机器软件和服务。Wikibon预计，到年，工业互联网技术总支出将到达5140亿美元。汇报还显示，在以毫秒计算速度下，即时分析海量原始数据及灵活地与其它现有工业数据流互动和对比，对于从数据中提取有用信息并产生主动结果所需实时决议至关主要。到年，工业互联网创造总体价值快要1.3万亿美元。主要源自工业互联网技术带来效率和生产率提升以及其它相关收益。第45页工业互联网应用工业互联网包含传统方式以及最新混合方式，方便经过特定行业高级分析来充分利用历史数据和实时数据。第46页工业互联网数据流工业互联网能够被看作是数据、硬件、软件和智能流

12、通与互动。从智能设备和网络中获取数据，然后利用大数据和分析工具进行存放、分析和可视化。最终“智能信息”能够供决议者（在必要时实时）使用，或者作为各工业系统中更广泛工业资产优化或战略决议流程一部分。第47页中国制造2025六第48页中国制造2025强国战略规划：远超制造本身 效益国家效益：3万亿美元GDP增量。企业效益：效率20%，成本20%，节能减排10%。近期印发互联网+智能制造已开始试点示范：30个项目。第49页顶层设计第50页顶层设计第51页顶层设计第52页 案例SCADA系统总体结构长庆油田采油三厂油房庄作业区第53页 案例长庆油田采油三厂油房庄作业区 油房庄作业区日产液量4204方，

13、日产油量1320吨，综合含水66.7%，日注水量5194方。作业区SCADA采集生产数据包含油井570口，有注水站8座；撬装注水站2座，配水间67座，水源井33口，注水井219口，联合站2座，接转站11座，增压站10座。SCADA包含生产运行监控，产量监控，注水量实时监控，集输流程，注水流程，管网监控，通讯检测，电网监控，安全环境保护等子系统。第54页 案例流程监控第55页案例流程监控第56页产液量分析 案例第57页油井监控 案例第58页载荷信号温度信号压力信号电压信号黑匣子油井诊疗 / 数据库 声光警报采油维护人员含水改变 注汽信号 掺油水信号量油 掺油掺水 注汽 外输 油气生产物联网示意第

14、59页智能工厂总体目标：以工厂数据为中心，自动化控制、生产调度优化、资源计划管理三位融合产品自动生产系统。智能工厂是能够全方面感知工厂智能工厂是能够自动操控工厂智能工厂是能够优化决议工厂特征：实时感控、全方面联络、自动处理、辅助决议、分析优化 Invensys 6/30/Invensys proprietary & confidential60 智能工厂目标第60页传统智能工厂处理方案十三第61页智能工厂系统布署第62页智能工厂四个层面第63页智能工厂三层架构第64页 企业资源管理系统 ERP第65页生产执行系统MES第66页智能工厂工单流转示意第67页智能工厂示意第68页 改良智能工厂处理方

15、案 十四第69页基础设施PCSMES改良智能工厂架构ERP基于数据中心智能平台智慧园区制造能力和管理水平第70页未来智能工厂处理方案 十五第71页智能工厂第72页智能工厂布局服务库硬件无关抽象服务硬件相关设备控制现场层第73页IPS Confidential 整体框架及设计标准英维思工厂生产运行MES系统处理方案整体框架智能工厂整体框架智能工厂设计四统一标准统一组织统一设计统一标准统一平台第74页示意网络入口网页、移动办公 质量管理设备管理绩效管理PLCDCSDCSRTU工艺监控DCSLIMSERP系统操作管理计划调度Excel图表汇报 智能平台业务模型架构建设通讯可视化集成配置管理数据库ER

16、P集成GIS系统CCTV可视化环境APP体系专业应用接口 基于数据中心智能平台基于数据中心智能平台 基于数据中心智能基础平台！ 以数据为中心智能平台能源管理HSE应急指挥物料管理第75页7676调度与生产任务（APS）设备状态质量管控物料按时配送（RFID）产品及时发运（RFID）全局生产管控生产防错系统（RFID）作业指导（数据分析）生产统计生产执行（工业机器人） 车间设计模型第76页77产品生命周期管理车间现场智能化基于数据中心智能平台客户在线下订单查询订单进度供给商在线获取订单处理供给业务厂内用户监控生产状态处理生产任务 智能平台中APP体系第77页78智能平台MES系统ERP系统物料需

17、求计划供给链高级排程派工报工产品数据项目管理质量管理OA系统APP功效模块-生产管理系统第78页79存放配方可重复使用原材料库存量为 5 天机器稼动率：92%批次 ID：4531980产线运转节拍正常炉温：350 F今天消耗能源为 1100 kWhAPP功效模块-采集（感知）系统第79页80系统导出 BOM清单打印 拣配单计划员从系统导出BOM清单,打印出拣配单. 二次分区取料物料小车将物料精准配送至各工位.AGV配送员拣料完成将拣配单扫入DPS ，发送给物料小车APP功效模块-智能配送系统第80页8181功效范围及展现方式工作流程APP功效模块-异常报警系统第81页82APP功效模块-可视化

18、系统第82页示意支持各种动态化/图形化终端展现支持各种Web方式展现支持各种KPI分析方式及组态展现支持中心式监控墙展现 丰富可视化第83页84透明化实用化可连续化感知数据回馈控制连续优化 教授支持经过安全数据传输及可视化面板提升生产过程透明度提升生产效率，降低意外发生执行优化项目，合理化资源使用随时获取实时数据分析数据，回馈给生产管理系统数据挖掘：识别可优化生产步骤APP功效模块-大数据分析及决议系统第84页85APP功效模块-移动办公系统第85页86客户供给商APP功效模块-SCMCRM链接系统第86页 Invensys 6/30/Invensys proprietary & confidential87DCSProf