工业互联网导论 课件 第七章 工业软件

07工业软件案例背景与业务痛点7-1一、破解“卡脖子”困境赋能制造业高质量发展

我国工业软件整体基础仍相对薄弱，部分关键领域受制于人，国产化率有待提升。面对核心算法、底层平台和高端应用等“卡脖子”问题，工业软件已成为制造业强国战略中的关键突破口，也是加快产业数字化升级、保障产业链供应链安全的迫切需求。随着“新基建”、工业互联网、智能制造等国家战略纵深推进，国产工业软件迎来了前所未有的历史机遇。政策鼓励、市场需求、技术创新相互驱动，各类工业软件自主研发与典型应用不断涌现，为实现高端软件“自主可控”打下坚实基础。二、学习目标02能描述工业软件如何支撑产品设计、生产制造、流程管理、设备维护等关键环节，并用实际案例说明其对企业效率、质量和成本的影响。04能解释“工业软件是智能制造的大脑”等核心观点，并梳理其与数字化工厂、工业物联网等前沿技术的基本联系。06能够阐述工业软件与工业互联网平台之间的关系，说明二者的融合途径及协同价值。01能够用简明语言阐释工业软件的定义，举例区分设计类、制造类、管理类、运维类等主流工业软件类型。03能够举例常见的工业CAD/CAM/CAE、MES、PLM、SCADA、ERP等软件系统，能初步说明各自服务对象和应用价值。05会使用AI工具找出中外工业软件的主要差距，关注国产软件品牌和市场进展以及自主可控和产业升级的现实需求与技术难点。三、案例背景某家汽车新能源企业当下正处于迅猛的业务拓展期。企业锚定新能源汽车三电系统、储能系统以及输配电系统领域，专精于铜铝导电连接件、新能源汽车高压配电盒（BDU）、储能高压配电盒（储能电控）、高压线束（高压配电系统）等核心零部件的研发、生产与销售。01汽车新能源产业是国家战略性新兴产业该企业在研发投入上不遗余力，现已揽获多项专利，产品在业内崭露头角，与多家行业头部企业建立起稳固合作关系，业务版图持续扩张。但同时也出现了很多痛点问题。现有模式难以适应市场需求02四、业务痛点数字化管理滞后01020304生产模式适配性差生产数据支离破碎生产流程管控失准谢谢您的观看THANKYOUFORYOURGUIDANCE.07工业软件项目建设目标7-2一、总体建设目标通过数字化转型与智能化升级，构建高效协同的智能制造体系，实现生产全流程实时监控与精准调度，形成数据驱动的智能决策能力，助力企业向数字化、绿色化、服务化制造转型。二、具体建设目标实现生产流程实时监控与精准调度，消除工序间信息延迟，确保生产各环节紧密衔接。构建智能生产排程体系，根据订单优先级、设备产能、物料供应等多维度因素，自动生成科学合理的生产计划。优化生产流程管理二、具体建设目标完善生产数据管理建立全面、准确、实时的生产数据采集与记录体系，覆盖设备运行参数、产品加工时间、操作人员等关键信息，数据完整率达到99%以上。实现生产数据的集中存储与高效整合，为产品质量追溯提供坚实数据基础。基于完善的生产数据，搭建质量追溯系统，当产品出现质量问题时，能够在1小时内精准定位到具体生产环节、设备、操作人员及原材料批次等，快速查明质量问题根源，及时采取改进措施，降低质量成本，提升产品质量稳定性。二、具体建设目标针对定制化产品生产过程中的频繁计划变更，MES系统具备实时动态调整功能，自动更新生产任务、物料配送等信息，确保变更信息及时准确传达至各生产环节，减少因计划变更导致的生产混乱与资源浪费。打造高度灵活、可定制的MES系统，使其能够快速响应不同客户对产品的定制化需求。适配复杂生产模式二、具体建设目标提升数字化管理水平实现车间设备互联互通，搭建设备物联网平台，实时采集设备运行状态数据，管理人员可通过电脑、手机等终端随时随地监控设备运行情况，设备状态监控覆盖率达到100%。同时，引入设备故障预测与健康管理技术，提高设备利用率，减少产能浪费。运用大数据分析、人工智能等技术，对海量历史生产数据进行深度挖掘与分析，定期生成生产瓶颈分析报告、质量趋势报告、设备效能评估报告等，为企业生产决策提供科学、精准的数据支持。谢谢您的观看THANKYOUFORYOURGUIDANCE.07工业软件基础知识7-3一、

工业软件的基本概念与价值“下一个社会”将是一个知识社会马克·安德森在《华尔街日报》上发表的《软件在吞噬世界》一文中指出，软件作为知识的载体，能够将知识转化为实际操作。知识作为生产力的核心必须依靠软件来进行管理、优化和执行一、

工业软件的基本概念与价值国家工业和信息化部2021年11月15日发布了《“十四五”软件和信息技术服务业发展规划》“软件定义”赋能实体经济的新变革一、

工业软件的基本概念与价值工业软件，是指应用于工业领域、服务于产品研发、制造、管理等关键环节的信息化工具和平台。核心价值在于承载和集成了工业知识、工程方法、管理规范等企业核心能力，是推动工业智能化、数字化的重要载体。一、工业软件的基本概念与价值优化资源保证质量提升效率推动创新保障安全与可追溯性工业软件在制造业中的作用一、工业软件的基本概念与价值智能化演进平台化与生态化高度集成化国产化加速工业软件的现状与发展趋势二、

工业软件的分类经营管理类03研发设计类01010203生产制造类02工业软件的分类提供数字化工具和平台，帮助企业完成从概念设计、方案设计到详细设计、仿真分析和工艺策划的全过程。面向产品的实际生产和加工执行过程，为工厂高效、自动化、智能化生产提供技术支持。服务于企业运营、资源统筹和各类业务流程的管理与优化，帮助企业实现数字化精益管理。二、工业软件的分类CAD（计算机辅助设计）PLM（产品生命周期管理）CAE（计算机辅助工程）CAPP（计算机辅助工艺规划）研发设计类软件二、工业软件的分类机器人编程与仿真软件MES（制造执行系统）NC编程软件CAM（计算机辅助制造）SCADA系统生产制造类软件二、工业软件的分类ERP（企业资源计划）QMS（质量管理系统）WMS（仓储管理系统）供应链管理等其它管理类软件EAM（设备资产管理系统）管理类营经二、工业软件的分类其它类别软件工业互联网平台安全与运维类软件工业App开发平台数据分析与可视化软件二、工业软件的分类位于产品全生命周期的起点，负责创新与数字化建模；研发设计类软件贯穿企业管理全过程，实现全资源、全流程的智能化运营；经营管理类软件横向连接不同业务系统、打通信息壁垒的作用，推动企业实现高效协同和系统集成。跨界软件承接设计成果，落实到实际生产加工，保障产品高效落地；生产制造类软件既分工明确、又环环相扣三、

智慧工厂典型软件系统CRM客户关系管理不仅仅是客户通讯录，更是覆盖销售全流程的智能化管理系统。企业通过CRM，可以系统化跟进销售线索、客户、报价、订单、合同和回款全过程，确保每个环节有序推进，数据不遗漏。下图的CRM系统将“从线索到回款”的各个环节集成在一起，实现全流程的智能化管理。三、

智慧工厂典型软件系统PLM产品生命周期管理系统贯穿了产品从客户需求、研发、生产、采购到售后的全过程，负责集中管理产品相关的所有数据和文件。通过统一平台，不同部门可以协同工作、共享信息，有效提升新产品开发效率和质量。另外，部门间还可以在平台上实现设计标准化、工艺流程管控、物料管理和售后追溯，实现产品全生命周期的数据可视化与智能管理。三、

智慧工厂典型软件系统SRM供应商管理系统企业用来管理所有供应商合作全过程的智能助手。它覆盖了供应商准入、采购协同、订单跟踪、到货验收、绩效评估等环节，实现采购流程的全程透明化和智能化。企业能通过SRM规范选择与管理供应商，高效处理采购业务，实时监控到货进展，并根据数据科学评价供应商，为供应链保驾护航。三、

智慧工厂典型软件系统ERP企业资源计划系统定位于企业核心的管理与计划，它主要覆盖财务、供应链（采购、销售、库存）、生产计划、人力资源等关键模块。它通过一体化整合人、财、物等内部资源，实现数据统一、业务协同与流程标准化，专注于计划与资源统筹，向上可联动决策分析，向下对接执行层系统，帮助企业提升整体运营效率和资源调度能力，是企业数字化转型的重要基础。三、

智慧工厂典型软件系统APS高级计划与排程系统属于企业的“计划层”，主要用来解决复杂的生产计划和排程难题。它通过智能算法，综合考虑订单、物料、产能、设备等多种约束，自动优化生产排程、资源分配和物料需求。与ERP中的传统计划模块相比，APS能处理多约束、多目标的优化问题，生成更科学合理的生产计划和可视化排产甘特图。APS向上承接ERP的战略与业务计划，向下为MES提供具体的生产排程，但不直接参与车间的现场执行。三、

智慧工厂典型软件系统MES生产制造执行系统位于企业管理的“生产车间”层，负责把上层的生产计划转化为一线作业，实时管理和监控整个制造过程。主要涵盖生产排程、工序执行、质量跟踪、物料追溯和设备运行监控等功能。通过自动采集现场数据，MES能让管理人员随时掌握每批产品的位置、进度和质量，实现生产过程的透明化和可控化。MES不参与企业的整体计划和资源分配，也不直接控制生产设备本身，而是连接计划与现场，让生产更高效、更规范，常见于车间作业的实时指挥和管理中。三、

智慧工厂典型软件系统WMS仓库管理系统覆盖从货物入库验收、智能上架、库内存储、精准分拣到出库核对的仓库全流程。它通过条码或RFID技术自动记录库存移动，实时追踪货物位置，实现高效出入库作业。系统还能智能优化库位分配、指导拣货路径，并结合数据分析进行库存预警，显著减少人工差错和积压，最终提升仓库利用率和周转效率。三、

智慧工厂典型软件系统QMS质量管理系统定位于企业的全面质量管理平台。主要功能包括质量标准管理、来料检验（IQC）、过程检验（IPQC）、出厂检验（OQC）、不合格品管理、质量分析报告和持续改进跟踪等。系统通过整合企业各环节的质量数据，自动采集和实时分析产品质量状况，及时发现质量问题并推动改进，帮助企业提升产品一致性和客户满意度。四、

各工业软件间的协同运作企业典型业务闭环，从客户需求到产品持续改进全过程，六大环节通过各类工业软件间的协同运作、紧密联动，实现智能制造、数据驱动管理和持续优化提升。四、

各工业软件间的协同运作客户沟通与需求管理（CRM）目标：捕捉客户需求，建立与客户的互动沟通平台。系统角色：CRM（客户关系管理系统）负责管理客户、订单及合同，生成明确的产品需求信息。数据流：客户需求信息传递至PLM和APS，作为后续设计和生产计划依据。四、

各工业软件间的协同运作设计开发（PLM）目标：实现产品开发全过程的资料、BOM（物料清单）、工艺等数据的集中管理。系统角色：PLM支撑设计协同、版本管控、规范输出，为开发提供标准化产品数据。数据流：设计BOM、工艺文件传递至SRM（供方管理）、MES（生产执行）等后续系统。四、

各工业软件间的协同运作供方管理（SRM）目标：确保原材料与采购件的质量与及时供应。系统角色：SRM（供应商关系管理系统）对接供应商资源，实现采购、到货与质检流程的数字化管理。数据流：与PLM对接，获取所需采购清单；与WMS（仓储管理系统）协作，管控物料入库与发货。四、

各工业软件间的协同运作生产执行与调度（MES）目标：抓生产计划落实、过程任务管理和现场数据采集。系统角色：MES分解生产任务，跟踪工序、资源、品质和进度全过程。数据流：接收APS下达的生产计划和工艺要求，实时采集的生产数据反馈至ERP等系统。四、

各工业软件间的协同运作检验放行与质量管理(QMS）目标：实现产品全生命周期的质量监控与管理。系统角色：QMS（质量管理系统）涵盖来料检验、过程检验、成品检验，及时发现并处理质量问题。数据流：MES现场检测数据实时上传QMS，支持质量追溯与管理提升。四、

各工业软件间的协同运作不良改进与风险防控（FMEA）目标：通过对不良和缺陷的系统管理和分析，实现产品与流程的持续优化。系统角色：FMEA系统，负责故障模式分析及问题改进措施制定。数据流：QMS中的不良和缺陷信息反馈到FMEA，由FMEA组织相关改进,闭环完成质量提升。四、

各工业软件间的协同运作对跨系统的数据、业务逻辑进行整合和统一管理，提升协同效率。业务中台/数据中台结合FMEA等系统，贯穿全过程的风险防控和持续改进，对企业运营绩效进行科学评价。风险管理与绩效考核统一调配企业人、财、物等核心资源，支持各业务模块的高效协作。资源管理（ERP/WMS）中台支撑与资源管理五、

工业APP工业APP运行在“工业互联网平台”上的、面向特定工业场景的、轻量化、可快速组合和部署的小型应用程序。它们更多关注某个具体问题或流程环节的数字化，具有灵活、低成本、快速创新的显著优势。工业APP的涌现，标志着工业软件正在由“单一巨型系统”向“平台+应用生态”方向变革，有利于推动制造业数字化转型和创新能力提升。五、

工业APP轻量化快速开发与部署开放共享模块化易集成、易扩展工业APP主要特点五、

工业APP开发工具链平台提供可视化开发、API管理、数据采集等基础能力。快捷上线和部署开发好的APP可“一键上架”，通过应用中心交付客户使用，企业按需选用和付费。版本管理和持续迭代工业APP可以根据用户反馈快速升级和优化，持续满足生产现场的新需求。一般依托于工业互联网平台（如树根互联、卡奥斯等）开发和部署。开发与部署方式:五、

工业APP工业APP典型应用场景设备健康监控APP能耗统计与分析APP现场点检与维护APP移动看板APP生产异常报告APP工业APP并非取代传统工业系统，而是一种有力补充。主流ERP、MES、PLM等系统为企业核心业务提供标准化、流程化的支撑，工业APP则通过灵活扩展，实现更多“长尾”与细分场景的数字化覆盖。两者往往通过标准接口和数据中台集成，实现数据共享与业务联动，推动企业数字化全覆盖。价值定位与发展趋势大幅降低了信息化建设的门槛和成本支持敏捷创新和快速响应企业现场的多样化、实时需求推进了工业互联网平台生态的繁荣，促进产业链协同与知识共享为中小企业数字化转型提供便捷通道，加速“普及型智能制造”的落地五、

工业APP六、

工业APP是破解国内工匠不足难题的新思路机遇我国制造业正处在由大变强的关键阶段，一方面，高端装备不断涌现，工业数字化、网络化、智能化加快推进；挑战高水平工匠和工程技术人才总体不足、传承机制不够健全，已经成为制约高质量发展的一个突出短板。如何在新时代条件下，如何用新的技术路径传承和放大“工匠精神”成为我们必须回答的时代课题六、

工业APP是破解国内工匠不足难题的新思路工业APP不仅是工业互联网应用体系的重要组成部分，更是工业互联网价值实现的关键出口。六、

工业APP是破解国内工匠不足难题的新思路新技术路径+工业APP工业互联网平台

六、

工业APP是破解国内工匠不足难题的新思路破解途径一用工业APP固化与传承“工匠精神”挖掘企业内部分散、隐性的技术和经验通过APP实现技术和经验的显性化、标准化、规范化把高水平工匠的经验沉淀为可复用的“数字工具”让普通工程师也能用上“专家级能力”，缓解工匠不足六、

工业APP是破解国内工匠不足难题的新思路01打破单个企业、单个团队的封闭围墙；众包推动企业从封闭式创新走向开放式创新，加速工业领域的“万众创新”；0203为分布在全国乃至全球的智力资源和制造能力搭建汇聚平台；众创破解途径二万众创新，共建工业APP生态开源六、

工业APP是破解国内工匠不足难题的新思路需要创新商业模式和制度环境，使各方参与者都能够分享价值，形成良性循环如何让服务商愿意参与工业APP的运营和推广，把好产品送到真正需要的工业现场？如何激励开发者投入时间和精力，主动开发高质量的工业APP？如何让企业或个人愿意把知识共享出来，并通过工业APP形式在更大范围内流通？企业开发者服务商破解途径三

尊重知识、尊重知识的价值六、

工业APP是破解国内工匠不足难题的新思路现实差距与发展空间：路虽远，行则将至目前国内工业APP数量增长快，但真正能解决“卡脖子”问题、形成行业影响力的精品和“杀手级”应用仍然不多；工业软件仍是中国制造迈向制造强国必须跨越的一道“硬坎”，但也恰恰意味着巨大的发展空间和历史机遇。工业软件依然是中国制造迈向世界制造强国必经的一道“坎”。六、

工业APP是破解国内工匠不足难题的新思路青年与国产工业软件的未来深入学习贯彻党的二十大精神，自觉把个人理想追求融入党和国家事业之中；主动了解工业互联网和工业APP前沿发展，把自身专业成长与国家制造强国战略紧密结合；在学习中打牢数学、物理、机械、控制、计算机等专业基础，练就真本领、硬功夫；勇于投身国产工业软件和工业APP攻坚实践，用专业主义精神和工匠精神，在看似枯燥的代码和图纸背后，书写属于自己这一代人的奋斗故事。我们必将迎来属于中国工业软件和工业APP的“专业主义者的胜利”，为实现高水平科技自立自强和中国式现代化贡献力量。谢谢您的观看THANKYOUFORYOURGUIDANCE.主讲：许若波07工业软件“东领智能”企业解决方案7-4一、

整体架构二、解决方案任务分配：借助智能算法，对接生产计划与订单数据，自动将各类零配件工序任务精准匹配到对应设备与操作人员，确保接收及时、无误。进度跟踪：在各生产设备及工序关键节点部署数据采集终端，实时抓取生产进度数据，以可视化看板呈现，进度滞后时，系统按预设规则自动向相关人员发送预警通知。生产任务管理二、解决方案物料基础信息管理：搭建集中式数据库，统一录入、维护物料编码、规格、供应商等基础信息物料库存管理：与出入库设备（如RFID读写器）对接，实时更新库存数量，并辅助生成采购计划。物料配送管理：依据生产任务需求，结合车间布局、配送路径，通过物流配送算法规划最优配送方案，对物料配送全程定位跟踪，确保按时、按量送达工位。产品数据管理二、解决方案构建订单管理平台，集成订单录入、审核、变更、跟踪等功能，自动关联产品BOM、工艺路线等信息，实时更新订单状态，支持订单数据与上下游系统（如销售、财务）无缝流转。生产计划管理（生产订单管理）二、解决方案该模块运用先进的APS（高级计划与排程）系统，综合订单需求、设备产能、人员工时、物料供应等多维度约束条件，通过启发式算法、遗传算法等生成科学合理的生产排程，以甘特图可视化呈现，具备实时动态调整功能，应对设备故障、订单变更等突发状况。生产计划管理（计划排程）二、解决方案开发移动端、PC端便捷录入界面，员工发现生产问题（设备故障、质量缺陷等）可随时拍照、描述详情并提交，系统依据预设问题类型模板自动分类，便于后续管理。问题跟踪（在线WIP管控）二、解决方案建立问题跟踪台账，记录问题处理全流程信息，包括处理进度、措施、责任人等。通过消息推送引擎，实时提醒相关人员跟进处理，问题解决后，组织复盘分析，沉淀经验，更新知识库。问题跟踪（生产报工）二、解决方案创建设备信息数据库，录入设备基础参数、采购信息、安装调试记录等，关联设备维修、保养历史数据，实现设备全生命周期信息数字化管理，方便查询追溯。全员生产维护管理（设备控制及数据采集）二、解决方案基于设备运行数据、历史故障记录、维护周期要求，运用预测性维护算法制定个性化维护计划，明确日常巡检、定期保养、深度检修任务，系统自动推送维护提醒至相关人员。全员生产维护管理（预测性维护计划）二、解决方案搭建故障报修平台，支持员工在线报修，详细描述故障现象，维修人员接收任务后，借助移动APP获取设备资料、历史维修记录辅助诊断，维修过程中实时更新维修进度、更换零部件等信息，维修完成后系统自动评估维修效果。全员生产维护管理（设备故障报修与维修管理）二、解决方案系统根据生产计划、工艺要求和检验频次，自动生成详细检验任务，包括原材料、半成品和成品检验。智能分配任务考虑检验人员技能和工作量，以提高检验效率。例如，高精度零部件检验优先分给经验丰富的专业人员。质量控制（品质检验任务与记录）二、解决方案制定涵盖原材料、半成品、成品全流程的质量标准文档库，明确检验项目、方法、合格判定准则，通过系统培训模块对质检人员进行标准培训，确保执行统一。质量控制（品质控制标准）二、解决方案系统为企业提供关键生产环节的各类报表，确保数据准确可追溯，支持决策分析和持续改进。包括生产记录表、不良统计报表、耐压测试报表、WIP报表、报废记录表和OEE报表。这些报表帮助企业追踪生产进度、识别问题点、确保产品质量、监控生产线状态、分析报废原因、评估设备性能。报表三、

总结痛点对应模块解决思路生产流程管控失准生产任务管理智能分配、实时跟踪、进度预警生产数据支离破碎产品数据管理统一数据库、实时库存、精准配送生产模式适配性差生产计划管理APS智能排程、动态调整、快速响应数字化管理滞后全员生产维护、质量控制、报表设备互联、预测维护、质量追溯、数据决策四、下节预告下节预告：实施效果谢谢您的观看THANKYOUFORYOURGUIDANCE.主讲：许若波07工业软件主讲：许若波实施效果7-5一、总体效果制造执行系统（MES）在投入使用后，为企业带来了全方位、极具影响力的效益，系统在库存周转率、设备利用率、故障修复时间、合格率等方面展现出显著成效。二、具体收益任务分配时间缩至15分钟内，高压配电盒生产周期最多延迟1天，产能提升约30%。物料信息获取缩至1分钟内，库存周转率提高35%，配送准确率达98%以上，产能提升20%左右。0102任务分配时间缩至15分钟内物料信息获取缩至1分钟内二、具体收益订单处理效率提50%，设备利用率提至75%，产能提升35%左右。问题上报缩至5分钟内，设备故障停机缩至2小时内，产能提升25%左右。0304订单处理效率提50%问题上报缩至5分钟内二、具体收益设备故障率降40%，故障修复时间缩50%，产能提升30%左右。检验效率提40%，不合格品率降35%，产能提升20%左右。0506设备故障率降40%检验效率提40