智能制造数字化转型新动能

智能制造-数字化转型新动能蔡颖

PMPAPSS高级计划与智能排程协会会长

主要专业/研究领域：ERP企业资源计划、APS高级计划与排程、精益生产与信息化、供应链管理、TOC约束理论及企业信息化职业资质：中国工程物理研究院（九院）客座研究员青岛大美国项目管理协会PMI的证书PMP。国家863计划项目企业资源协同管理项目成员发表论文与媒体文章：-《计算机时代的计划控制技术》CAD/CAM制造信息化

-《试探ERP成功的标尺》

电子商务世界-《在ERP的运用中实现精益生产》

现代制造-《APS解决企业难题》

IT经理世界个人著作：-《精益实践与信息化-基于ERP的精益制造体系的设计》-《ERP高级计划-APS供应链优化引擎》；-《APS走向实践》主要履历：

曾经在(Fujitsu)富士通公司担任生产主管，并实施并运用MRPII系统，担任OracleERP高级制造顾问，思博亚洲SoftBrands(Fourthshift)华南地区咨询顾问部经理，Infor中国业务发展首席顾问，某著名企业首席制造专家顾问，某著名企业外聘专家,e-works特聘专家。擅长制造企业的ERP、APS、精益生产与信息化咨询实施和培训。主持和参与实施过近百个企业的ERP项目及信息化服务。南车集团，某著名企业、美的集团、中集集团、卡特比勒、中国工程物理研究院（九院）、美国天纳克、伟仕通等

某著名企业制造专家提纲

新模式、新技术的挑战数字化工厂、智能化工厂

如何构建数字化工厂的智能化未来中国制造业面临的主要问题丧失制造成本优势缺少创新品牌价值从设计到生产变通性差质量管理生产效率

形势严峻导致企业“三高”高交期、高库存、高成本多品种小批量的按单生产模式：场景即价值、数据即资产、计算即服务

-需求不确定-订单个性化定制-研发-多品种并行-资源共享瓶颈-定单变化和生产不确定性-计划排程应变差-设备、产线难以柔性应对

-质量工艺无法迭代可靠

-监控订单进度难。-物料需求变化多变，导致缺料与采购延迟严重。

-成本无法控制及精确化研发模块化与一体化精益供应链优化MES自动化

我们所处的时代

原材料生产品牌商分销零售消费者物流/金融逆向互联网化的传导机制：C-B-M消费者中间商制造商市场端：消费化、个性化；制造端：定制化、柔性化；回归客户价值：精准感知、高效协同、创新市场消费化；产品与服务个性化O2O服务信息平台服务聚焦用户柔性化生产产业链协同制造业和互联网/物联网融合加速新技术推动商业和管理模式创新共享经济开启经济新模式

未来的新技术ABC的场景业务模型客户响应大规模生产智能制造丰田生产系统福特当前状态超智能服务按订单制造Ｘ天生产

精益生产Kaizen改善工业的变革-从推式、拉式、柔性自动化、智能化新制造革命大规模定制市场多元化需求个性化开发低成本高质量协同制造设计协同计划协同供应链协同工厂协同柔性化生产机器柔性工艺柔性产品柔性生产能力柔性数字化生产数字化设计数字化工厂数字化管理个性化定制、服务延伸化场景：某著名企业互联网+下单订购一个定制化的产品，制造过程按照需要，智能找原料，智能找设备、工装、组装线组合或工厂，在最短时间交给客户。幕后八个技术支持：1、模块化设计、模块化自动化生产、模块化物流2、智能计划排产调度APS、优化算法内嵌设计、设备、工艺端CPS3、IIoT工业物联M2M4、工业大数据5、云计算6、场景化、分布式计算决策7、自组合、自适应应对多品种小批量8、社交化（非结构化数据）大数据

未来的制造模式场景

未来的制造模式场景提纲

新模式、新技术的挑战

数字化工厂、智能化工厂

如何构建数字化工厂的智能化未来每个国家提出的角度不同互联网大数据智能设备工业互联网硬软两化融合互联网+中国制造2025软硬工业互联网与工业4.0的不同路径中国制造2025两化融合是主线，智能制造是主攻方向

大部分企业处在：工业2.0、工业3.0阶段中国版的工业4.0：中国制造2025、互联网+

中国制造2025”提出了我国制造强国建设三个十年的“三步走”战略，是第一个十年的行动纲领。“中国制造2025”应对新一轮科技革命和产业变革，立足我国转变经济发展方式实际需要，围绕创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展、人才为本等关键环节，以及先进制造、高端装备等重点领域，提出了加快制造业转型升级、提升增效的重大战略任务和重大政策举措，力争到2025年从制造大国迈入制造强国行。

工业互联网、工业4.0智能生产的5大体现

产品智能化电子产品的大量使用

服务智能化诊断分析、全流程的生命管理管理智能化战略、管理、模式生产方式智能化大规模生产向小量生产、服务租赁装备智能化智能生产线、智能车间、智能工厂010203040518研发、生产、管理、运营、产品、服务等全方位的信息数字化，并包括“价值链数据、外部数据”。数据企业、企业之间、产品全生命集成，包括：“横向集成、纵向集成、端到端集成”。集成设备与设备、设备与产品、人与设备、设备与知识等等万物连接,使得机器、工作部件、系统以及人类会通过网络持续地保持数字信息的交流。连接工业4.0的实施过程实际上就是制造业创新发展的过程。包括产品、管理、技术、模式、组织等方面的创新。创新大规模生产向个性化定制、生产型制造向服务性制造、从要素驱动向创新驱动转型。转型智能制造真正理解智能制造实现三项集成

智能制造的基础，工业互联网平台、边缘计算资产分析数据安全运营PaaS云平台

大数据平台智能设备企业系统边缘网关工业互联网云平台工业互联网平台智能服务SaaS产品云SaaS供应链云SaaS制造云SaaS全渠道云SaaS财务云APPAPPAPPAPPAPP信息物理系统（CPS）是工厂、机器、生产资料和人通过网络技术的高度联结。一硬一软一硬一软一网一硬一软一网一平台SoS系统的系统信息物理系统（CPS）是工厂、机器、生产资料和人通过网络技术的高度联结。工业大数据（数据智能）

工业大数据是指建立“物联网+智能分析平台+务联网”的体系，通过捕获工厂和产品两方面的大数据，运用先进的大数据分析方法建立工厂与产品的模拟仿真模型，并利用模拟仿真模型产生的数据、信息对工业实体进行场景化匹配并提供创新价值服务。工业大数据也需要云计算支持，数据存储、数据计算、数据服务分别由云计算平台基础平台IaaS、应用平台PaaS、服务平台SaaS的技术支撑。工业大数据

工业大数据是指建立“物联网+智能分析平台+务联网”的体系，通过捕获工厂和产品两方面的大数据，运用先进的大数据分析方法建立工厂与产品的模拟仿真模型，并利用模拟仿真模型产生的数据、信息对工业实体进行场景化匹配并提供创新价值服务。工业大数据也需要云计发运数据分析1、订单频率2、交付能力3、订货习惯4、客户集中度5、需求变化性6、从哪里发货？数字主线digitalthread促成数字孪生digitaltwin

数字主线digitalthread做为权威的数据源，存在通用开放的系统中，研发三维模型可以直接被制造端采用，加工模拟、NC编程、三维坐标仪的测量以及工装的设计……，解决产品如何被设计、被制造、被交换、被流转等。这应该成为数字化制造主导性战略慨念思维，这将决定制造业能否在这个智能时代取得成功。

利用数字化，将前端产品设计、工艺定义阶段的产品数据管理与后端制造阶段的生产数据管理融合，实现产品设计、生产过程、维修服务闭环协同全生命理。PLM把3D产品与工艺实时下达生产现场MES，并仿真将检验数据与产品模型标注，实现质量统计分析，预防质量问题发生。APS优化生产决策与执行。现场实时反馈，把实做数据采集、联网、展现并实时返回PLM，有效应用到后期的维护、维修，产品改型、改进设计和制造。所有均可虚实同步即Digitaltwin或CPS。MBD-MBE(Model-BasedEnterprise)基于模型的数字化企业2026/3/16/Seite27虚拟化工厂、虚拟仿真VR/AR

利用VR技术，在办公室可以看到整个工厂的实时3D展示，利用拇指和食指进行缩放动作，可以看到所选定区域的细节，设备的运行状态以灰红黄绿等颜色实时展现，诸如当前设备利用率、合格率等统计报表数据也附加展现；还可以看到当前产线所生产和存储的在制品或产品的数量。。。。

当你行走在工厂的气体管路下方时，通过AR设备的定位和感知，并从云端数据库中抓取信息，你抬头所看到的管路中的气体流量与压力信息便实时投射出来；在维修设备时，设备的历史运行信息、相关的图形和语音操作指引也会实时提供给。

智能制造程度与三种基本范式的关系1计算机化2连接3可视5可预测4透明6自适应数字化网络化智能化将原有的手工作业系统化，业务系统间未必连接消除系统孤岛，业务全面贯通业务数据实时呈现，目视化管理，可进行实时分析采用云计算、大数据等技术，对业务数据进行实时分析与监控，实现数字化运营运用AI技术监督学习，实现未来仿真与预测透过大数据、AI等获取数据，进行自主分析与学习，实现自主决策与调整智能制造三种基本范式之间没有严格的界限区分高价值高灵活性业界努力的方向美国国家标准与技术研究院(简称NIST)

一致数字工厂的纵向集成的5大层级的一致性数字工厂企业管理生产运作管理工业通信操作工业控制设备执行电子商务、ERP、CRM、PLMMES、MOM工业以太网、总线技术（DCS、SCADA）控制器、PLC机器人、传感器、智能设备TIA车间联网与数据采集如FANUC、SIEMENS、HEIDENHAIN等带网卡的机床支持PLC采集设备PLC设备需要增加硬件无接口设备CT工业通信：总线与协议OPCUATSN现场总线：

FF、CIP、PROFIBUS、P-Net、SwiftNet、WorldFIP、INTERBUS、CAN、Lonworks、CC-Link、HART等工业以太网：

EtherNet/IP、PROFINET、EtherCAT、Powerlink、EPA、Modbus/TCP、SERCOS、VNET/IP、SERCOSIII、HSE、et等无线：Wifi、LoRa、NB-IoT、5G等工厂互联与工业互联工厂互联与工业互联物流全流程与条码、RFID、手持终端集成手持终端原材料入库调拨单生产领料/入库原材料出库包装单打印堆垛卡并粘贴扫描出库打印包装单扫描移库、确认数据提交实现全程的质量追溯管理成品入库销售出库销售订单原料采购生产领料生产加工成品检验供应商送货收货检验线上检验发货检验原料入库生产订单涵盖企业质量管理核心基础业务，并与采购、生产、车间、库存等业务紧密衔接，有效支撑供应链、生产制造业务，构成了面向供应链、制造企业的全流程的质量管理框架。结合条码应用提供全方位多层次、多组织的质量追溯管理。

智能制造之路-柔性自动化、机器人单元灵活的细胞Cell单元、机器人单元单件流更具柔性空间利用率高大批量生产线切换复杂难以应对个性某省市市场需求动态模块化柔性工厂

可重构的生产线（模块化设备蜂巢布局）

可重构的生产线动态模块化工厂-制造岛工业4.0与中国制造2025战略关键是智能化。什么是“智能化”？

1、在动态复杂环境的感知与理解。

2、在动态复杂环境下的自主决策与优化能力。3、基于经验数据的学习适应能力。尤其是学习能力是典型的智能行为！

什么是智能化？智能制造是将智能技术应用在整个产品全生命，以达到提高灵活性、提高质量、生某省市市成本、降低能耗，以及向购买者提供创新和定制化产品的目标。

第一代智能制造:融入自动化、管理及控制技术。

第二代智能制造:机器学习。

第三代智能制造：深度学习。

德国工业4.0战略目标是2030实现第三代智能系统即CPS。

智能是建立在一个持续连接，强大的优化算法引擎和活数据的闭环之上！

什么是智能制造？AI四个级别：1、单纯控制程序2、传统AI3、ML机器学习4、DL深度学习难点：1、开发效率低、标注、训练、部署整个过程耗时长。2、基础资源、算力稀缺昂贵。信息物理系统(CPS)管理信息系统工业4.0的智能CPPS系统方案务联网物联网ERPCRMPLMAPSMESHR智能物料应用程序平台智能工厂应用程序平台智能产品应用程序平台传感器执行器控制器某著名企业设备纵向集成端到端集成横向集成工业大数据驱动CPPS信息物理生产系统-动态、-嵌入、-集成产品生命服务与服务互联紧密相连与工业物联网紧密相连智慧供应链工业SaaS工业APP

智能制造的基础，工业互联网平台、边缘计算资产分析数据安全运营某著名企业云平台——某著名企业云|星空苍穹|某著名企业大数据平台智能设备企业系统边缘网关某著名企业烁金工业互联网云平台工业互联网平台智能服务SaaS产品云SaaS供应链云SaaS制造云SaaS全渠道云SaaS财务云APPAPPAPPAPPAPP工厂互联、工业互联网平台与智能制造云服务SaaS

工业互联平台PaaSERP/PLM企业互联平台APS/MES车间互联平台Scada/DNC过程控制平台IIOT工业物联网平台设计制造一体化制造控制一体化精细管控一体化运营管控实时化执行控制智能化作业监控可视化引用某著名企业战略咨询事业部1.设备监控，异常报警，减少设备停机时间,更精确的OEE统计分析2.设备参数可通过SPC实施分析，发现加工数据系统偏差，预防质量问题发生3.PMC实时得到生产进度，快速调整排产4.可实现产线定时物料配送，动态计算产线物料需求，减少在制品5.通过设备异常报警，及时对设备进行预防性保养，维护，减少设备故障6.设备加工参数，加工程序可通过网络传递到设备，减少差错，增强保护1、工业大数据分析2、引入高级算法、AI3、产品个性化4、生产智能化5、制造服务化6、组织分散化7、制造资源云化边缘计算云计算雾计算“智慧工厂”智能制造提纲

新模式、新技术的挑战数字化工厂、智能化工厂

如何构建数字化工厂的智能化未来工业互联网、数字化制造、智能制造全面连接智能演进创新管理人与人、人与工作人与设备、设备与设备协同、智能化的管理个性智能化的产品/服务以客户为中心激活团队数字化工厂以产品全生命相关数据为基础，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新型生产组织模式。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。

产品研发数字化中主要体现在数字化的产品定义、三维设计与分析、数字化工艺规程和虚拟制造与虚拟工厂建设。产品准备及制造数字化主要体现在对制造执行过程的人机料法环测实现数字化管控、制造车间资源联网、应用有限产能排程使得制造过程平准化，在装备层面使用数控机床、工业机器人、数字化工装、生产线和自动化的物流仓储。

产品营销及管理数字化主要体现在对供应链实现数据互联互通，应用企业资源规划系统和数字化营销。

产品服务数字化主要体现在创建产品的电子化质量档案，建立全面的维护服务体系，逐步实现产品的远程监控诊断。智能工厂

1、系统具有自主能力：可采集与理解外界及自身的资讯，并以之分析判及规划自身行为。

2、整体可视技术的实践：结合讯号处理、推理预测、彷真及多媒体技术，将实境扩增展示现实生活中的设计与制造过程。

3、协调、重组及扩充特性：系统中各组承担为可依据工作任务，自行组成最佳系统结构。

4、自我学习及维护能力：透过系统自我学习功能，在制造过程中落实补充、更新，及自动执行故障诊断，并具备对故障排除与维护，或通知对的系统执行的能力。5、人机共存的系统：人机之间具备互相协调合作关系，各自在不同层次之间相辅相成。Gartner1、透明化-集成、数据

管理透明化ERP、设计透明化PLM、车间透明化MES、需求透明化（全渠道营销）、服务透明化MRO

2、柔性化-用户主导流程灵活、Cell设备布局、模块化布局、柔性自动化、JIT/JIS物流、柔性供应、个性化定制3、智能化-优化

智能计划排产指挥系统、智能仓储物流、智能设备、大数据精准营销、智能服务

“智能制造”之路采用企业架构设计，对每一个阶段与领域用四个维度设计：1、流程。2、应用系统。3、平台集成。4、数据

具体实现：数字化设备数字化产线数字化车间数字化工厂智能化设备智能化产线智能化车间智能化工厂

落地方法

智能制造之路-供应链控制塔智能计划指挥中心供应商交货排程车间一排程车间二排程客户交期高级计划或MRPATO按单装配计划与排程反馈闭环排程与执行反馈闭环订单与交期反馈闭环预测与发货反馈闭环总装排序多个车间或多个工厂无约束有约束（物料、产能）销售大数据驱动滚动预测拉推销售实时感知数据

精益企业运行稳定的基础智能制造之路-精益企业人机分离-自动化排除非一致性理解增值观可视化控制全面设备维护停线为制造着想的设计防错措施内在质量及时生产快速换摸及批量减少均衡生产一件流只生产:客户所需之物之时之量拉动系统西格玛逻辑解决问题标准化工作沟通交流工艺稳定测量系统5S与组织

灵活，能干，自觉的员工文化价值流程图精益文化人员TPM供应商整合

落地方法：企业架构设计

精益财务智能平台PLM研发平台BOM工艺与大数据平台

计划与排产平台

数字化车间执行可视预警平台WMS自动化仓储与精益配送平台

供应商关系与采购平台O2O电商平台数字化工厂案例

应用底层设备集成模块，实现生产设备的数据收集和数据分析供应商协同门户平台，实现供需双方交流的快速通道实现物料供应看板管理，提高供货的准确和及时性实现与MES系统的集成，增强生产过程管理水平实现与APS系统的集成，提高工序进度计划的可行性实现生产过程中的图纸、文档、工艺等现场展示实现PLM与ERP的制造BOM、工艺路线的集成打通B2B2C前端电商与后端生产制造业务协同配置订单的快速、灵活生成，支撑客户定制化数字工厂解决方案-总体智能制造解决方案123456789运营维护平台IIOT工业大数据平台(设备数据采集、存储、建模、可视、分析）资源部署和管理（资源管理，部署管理，维护管理，运营优化）物联网传感网络专用网络某著名企业开发平台（嵌入式开发）应用建模C/PLC工装/仪表传感器/控制器机器人AGV安全用户服务数据系统通讯设备公有云、私有云、混合云企业云服务工业APP运行框架工业APP开发框架工业微服务组件库（工业知识组件、算法组件、原理模型组件）动态领域建模机器学习引擎传输网络用户体验UE(个性化定制界面、参与者门户、运营门户、跨设备终端）数字双胞胎制造资源虚拟化数字仿真平台边缘计算协议转换平台设备接入管理数据处理协同设计云项目云供应链协同云供应链金融云智慧服务云智能分析智能设计智能生产智能营销智能服务智能管理APPAPPAPPAPPAPPAPPAPPAPPAPPAPPAPPAPP应用层工业SaaS平台层工业PaaS边缘层资源层设备层工业APP行业数控机床某著名企业工业互联网平台总体架构医药制造日化制造食品加工电子制造机械制造装备制造工业4.0与互联网+、电子商务的融合

需求侧C2B-以销定产-柔性化生产大规模定制-产销协同-定制化生产全渠道营销精准营销O2O电商平台某著名企业互联智能制造CPS系统-纵向集成-端到端集成-产业链集成供给侧制造2025+,工业4.0驱动互联网+，电商驱动数字工厂-六大系统、两大协同门户PLM产品生命理ERP

企业资源计划管理WMS物流管理MES

生产执行系统MasterDataAdmin.主数据管理MakeProcesses制作流程Reporting/Busi.Warehouse报告/信息仓库Finance&Controlling财务&控制MaterialResourcePlanning物料需求计划QualityManagement质量管理Delivery/

Return交货/退货工单管理过程数据采集系统集成设备管理追踪管理现场工艺管理质量管理机器界面物料管理报表与看板DigitalProductPlanning数字化产品规划DigitalProductDesign数字化产品设计DigitalProductValidation数字化产品验证DigitalProductManufacturing数字化产品制造EnterpriseBOM&Changemanagement企业级BOM和变更管理焊接冲压数控机床喷涂检验设备机器人AGV探伤设备InboundInspection来料检验MaterialStorage物料入库WarehouseManagement仓库管理KanbanManagement看板管理FinishedGoodsStorage成品入库OutboundDelivery成品发货

PCS集成自动化Sourcing/Procurement货源寻找/采购EnterpriseProjectmanagement企业级项目管理APS协同门户任