2025智慧工厂系统建设整体方案_化工行业（57页 PPT）

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1 2025 智慧工厂 系统建设整体方案 01 智慧工厂的发展趋势 2 加入星球获取更多更全的数智化解决方案 智慧工厂发展趋势、特征及模式 智慧工厂在物料管理、生产管理、仓储管理、运营管理等四个方面拥有显著特征，在解决传统工厂痛点的同时， 真正帮助工厂实现降本增效 智慧工厂的五大特征 智慧工厂是数字工厂与物联工厂的相结合， 通过设备之间的互联可即时获取设备、物 料、成品等相互间的动态生产数据，满足 工厂全天候运作与管理 除生产制造外，配套智能物流仓储系统， 通过自动化体仓库，自动输送分拣系统、 智能仓储管理系统等实现货物的仓储管理， 有效提升货物的出入库管理的效率 基于生产过程中的庞大数据实现数据挖 掘 与分析，是工厂具备自我学习的能力，并 实现能源消耗的管理与生产决策自动判断 等任务 基于计算机数控机床、机器人等智能化 的 自动化设备，进一步满足个性定制柔性化 生产需求，缩短生产周期的同时，大幅降 低产品成本 智慧工厂内配备电子看板，现实生产过 程 中的实时动态，并通过与终端的互联，实 现管理人员远程参与生产过程中指挥、管 理与修正 令工厂具备自我学习的 能力 通过物联网技术实现设 备间信息的高效互联 满足个性化定制柔性化 生产需求 管理人员的远程管理与 生产 实现货物的高效管理 3 智慧工厂发展趋势、特征及模式 而智慧工厂的主要建设模式可大致归纳为三种，覆盖了流程制造、离散制造和柔性制造等三大领域内三十多种制 造行业 该模式主要保证相关企业在生产 制造环节充分满足下游消费者或 企业的多元化需求，同时，也保 证规模经济的生产，主要侧重 通 过互联网平台开展大规模的 个性 定制的创新生产模式 多数应用在家电、服装、家居等 用户或下游需求多元的柔性制造 领域 该模式下企业的发展核心在于拓 展产品价值空间，更加侧重于从 单台设备的自动化和数字化入 手， 同时加强产品的智能化，并 最终 提升生产效率和产品效能， 实现 企业长期价值 多数应用在机械、汽车、船舶、 轻工、家用电器和电子通信等离 散制造领域 该模式的建设主要基于产品品质 的可控，侧重生产侧每个环节的 数字化建设，并结合品控需求从 产品末端进行控制，逐步向全流 程控制转变，并实现智慧工厂的 建设 多数应用在石化、钢铁、冶金、 建材、纺织、造纸、医药、食品 等流程制造领域 从个性化定制到智慧工厂 从智能制造生产单元到智慧工厂 从生产过程数字化到智慧工厂 4 生产统计与绩效 生产计划 移动数据 DCS 内操管理 外操管理及智能巡检 操作指令 实时数据 投入产出约束 在线优化（ RTO ） 模拟与评估 模型更新 区域优化模型 数据调合 稳态 / 动态优化 生产过程监控 物流监控 质量管理 LIMS 报警设置 实时数据 控制系统性能监控 年 / 季 / 月 旬 / 周 / 日 班 / 小时 / 分钟 小时 / 分 钟 分钟 / 秒 调度管理 调度排产模型 生产指挥 操作约束 加工方案 作业计划约束 智慧化工厂生产控制工艺流 能源管理 能效监测 能效分析 电 \ 水 \ 风 等 移动指令 操作约束 调合优化 原料在线调合 半成品在线调合 生 产 计 划 计划管理 计划调度 操作参数 实时数据 投料 搅拌 统计报表 调度日报 移动数据 仓库与罐区管理 装置投入产出 移动数据 生产计划 调度指令 SIS ，安全仪表在线 实时数据 统计平衡 生产平衡 平衡结果 进出厂管理 计量管理 实时数据 调度约束 生产目标 生 产 调 度 排 程 PID 监 视 故障诊断 实时数据 物料平衡与统计 生产绩效 CO 生产统计与绩效 操作管理 操作绩效 操作参数 实时数据 物料移动与库存管理 FI 财务数据 APC 监 视 运行评价 APC 精制 生产计划约束 优化模型 效益目标 控制参数 生产计划 过率 灌装 调配 ERP MM SD PP 6 …… …… 02 智慧工厂的架构 7 智慧工厂定义 智慧工厂是生产制造企业应用数字相关技术的一种产物，实现了围绕生产制造各环节价值链的数字化升级，保证 工厂在生产运营过程中的智能型、可靠性、安全性和经济性 生产追踪 管理生产过程中各类 资源的运行情况，通 过实时监控作业人 员 的工作状态、设 备的 运行状态等帮 助管理 人员更加高 效地管控 作业现场， 从而实现 实时调节 生产进度， 以达到 企业的计划生 产目 标 物仓管控 管理企业内外的物流 仓储全流程、包括原 材料采购、货品储存、 货品周转、产品外销 等四个环节，通过运 用车联网与大数据技 等术，实现物流与仓 储的高效规划和管理， 同时利用机械臂或仓 储机器人等设备实现 无人化，降低成本的 同时，提升效率 资源控制 管理生产的相关资源， 其中包括原材料与辅 料的分发、成品与半 成品的管理等，通过 监控与分析物料损 耗 的比率、投入产 出比 等指标，确保 制造资 源被高效分 配和利用， 具体的优 化可从设备 与人员 等两方面进行 现场监控 管理作业现场人员、 设备、材料、方法、 信息、安全、节约和 学习等七大内容，通 过摄像头和传感器等 硬件对作业现场环境 和设备等数据进行实 时采集分析，对作业 现场的异常情况进行 即时的反馈与决策， 保证生产高效正常的 运营 质量监督 企业的质量监督包含 原材料品质管理、生 产工艺管理和产品品 质管理等三大要素， 企业可通过数字化手 段围绕质量策划、质 量检验、质量保证、 质量监督、质量改善、 质量服务等五个方面 进行提升，降低产品 不良率，提升品牌影 响力和企业经营效率 物料采购 生产制造 仓储运输 质量管理 8 智慧工厂体系、业务及技术整体架构 智慧工厂的搭建需要明确其在体系、业务与技术等三个层面的架构，根据企业自身发展所需进行相应调整与适配， 保证工厂整体效率满足企业发展需求 智慧工厂体系整体架构 智能工厂业务整体架构 智慧工厂技术整体架构 企业通过实现工厂采购与研发等运 营环 节、人力和设备等生产要素、财 务和行 政等业务类型的全方位数字化， 提升其 运营管理的感知水平、可视化 水平和信 息化水平，真正实现企业降 本增效的运 营目标 云计算、物联网、人工智能和移 动互 联网技术是支撑智慧工厂在可 视化与 协同化的关键要素，真正帮 助工厂实 现高效运维的管理 智慧工厂的业务数字化与智慧化的 体现 主要在生产关键要素数字化、生 产细分 层面智慧化和生产细分环节数 字化等 9 工业 4.0 数字化工厂 IOC 综合运营管理平台 企业经营管理 质量管理体系 基础设施、设备、产线 研发 生产制造 服务 工业自动化 & AI& 物联网 智慧工厂的架构设计 质量 管理 供应 链管 理 办公 协同 客户 关系 产品 设计 实验 室管 理 产品 管理 生产 制造 车间 仓储 物流 研发 管理 合同 档案 质量 管理 ERP 10 数字化工厂 IOC 综合运营管理平台 ERP 企业资源计划 SCM 供应链管理 OA 办公协同 DMS 合同档案管理 BI 商业智能 PLM 产品 全生命周期管理 CRM 客户关系管理 BPM 流程管理 PMS 绩效管理 DW 数据仓库 MES/MOM 生产执行运营管理 EQM/QMS 质量管理 WMS 仓储管理 LIMS 实验室管理 ICS 应急指挥 APS 高级计划排程 EAM 设备资产管理 LMS 物流管理 EMS 能源管理 HSE 健康安环管理 DCS 离散控制 PLC/PAC 工控 SIS 安全联锁 APC 先进过程控制 移动控制 SCADA 数据采集监控 生产装置 仪器仪表 RFID 传感器 二维码 机器人 智能终端 边缘计算 Level 4 企业经营管理 Level 3 制造运营管理 Level 2 自动化控制 Level 1 ～ 0 设备 & 基础设 施 智慧工厂的信息化设计 11 玻璃瓶清洗 计划 成品质检 RFID 样 品 配方管理 配方变更 生产数据采 集 智慧工厂的主业务流 设备故障 报警 设备维修 ) 采购付款 管理 1 销售收款 管理 2 采购入库 质管理 大数据 分析 数据中心管 理 数据驾驶舱 研发试制 计划 原料领用管 理 产品质量追 溯 紧急采购 计划 周度 S&OP 计划 能耗计划 电子看板 日计划排产 工艺卡片管 理 工艺运行管 理 生产异常 处理 产线计划 销售数据 管理 物料数据 管理 中长期销售 预测 月度 S&OP 计划 罐区管理 统计与计量 周度销售 计划 数据中台 生产超限 控制 人员计划 中长期 采购计划 设备信息 查询与监控 设备清洗 计划 预防性维护 周度 采购计划 设备台账管 理 月度 生产计划 周度 生产计划 过程检验 RFID 样 品 生产订单 管理 1 成品 发货 管理 成品退货 管理 工作流 管理 销售订单 管理 采购价格 预警 供应商采 购记录 仓储管理 区域划分 人员 培训管理 供应商等 级评估 批次库存 管理 供应商考 核 采购主数 据管理 采购合同 管理 销售价格 管理 销售合同 管理 采购 计量管理 采购订单 管理 供应商信 息管理 供应商寻 源管理 采购退换 货管理 采购样品 RFID 样 品 收货检验 管理 库存盘点 人事管理 代办事项 成品入库 组织管理 薪酬管理 流程审批 配额管理 货架管理 总账管理 资金管理 成本管理 采购申请 库存状态 行程安排 供应商资 2 12 + 物料数据 管理 中长期销售 预测 月度 S&OP 计划 周度 S&OP 计划 月度 生产计划 周度销售 计划 周度 生产计划 生产订单 管理 研发试制 计划 紧急采购 计划 中长期 采购计划 周度 采购计划 设备信息 查询与监控 日计划排产 产线计划 配方管理 配方变更 工艺运行管 理 工艺卡片管 理 玻璃瓶清洗 计划 人员计划 能耗计划 预防性维护 设备故障 报警 设备维修 设备台账管 理 设备清洗 计划 ) 采购付款 管理 1 销售收款 管理 2 总账管理 资金管理 成本管理 质管理 供应商资 配额管理 供应商等 级评估 采购价格 预警 供应商采 购记录 供应商考 核 供应商信 息管理 供应商寻 源管理 销售数据 管理 销售订单 管理 销售合同 管理 销售价格 管理 电子看板 批次库存 管理 2 采购入库 + 采购退换 货管理 货架管理 库存盘点 仓储管理 区域划分 采购 计量管理 数据中心管 理 数据驾驶舱 大数据 分析 数据中台 成品退货 管理 1 成品 发货 管理 代办事项 行程安排 流程审批 工作流 管理 人员 培训管理 薪酬管理 人事管理 组织管理 业务与系统的对应关系 过程检验 RFID 样 品 成品质检 RFID 样 品 收货检验 管理 采购样品 RFID 样 品 Lims 实验系统 统计与计量 HR 人力资源管 理 Lims 实 验 系统 WMS 仓储系 统 设备管理系统 产品质量追 溯 原料领用管 理 生产数据采 集 生产异常 处理 罐区管理 生产超限 控制 计量系统 数据中心 采购主数 据管理 采购合同 管理 采购订单 管理 成品入库 库存状态 采购申请 ERP-SAP 计量系统 MES MES ERP-SAP OA 主要目标：深度应用运营，持续优化 1. 深入应用：三现 ( 推全厂关键场景 ) 、设备 运维 ( 预测 ) 、过程质量分析、订单进程、 运营 指标 ( 财务 / 生产 / 三现 / 采购 / 质 量 / 设备 / 订单 / 库存 / 销售 / 安环，满足 不同场景需求 ) 、环保 管理 ( 按需 ) 2. 拓展基础：安全运营指挥大屏 3. 优化运营：运营驾驶舱 ( 纳入结合数字化 1.0 的新增应用，新增指标版面场景，整体优 化 ) 主要目标：优化应用，优化运营 1. 在平台 & 基础上优化应用：生产管理全面 优化升级、安环、现场 6S 监控、设备管理、 2. 基础应用：三现场景摄像头、环保监测 点 仪表、设备管理 ( 移动端 )+ 关键设备监 测 ( 为 主 )\ 能源管理，能源区域平衡、高 级计划排 程 ( 逐步优化 ) 、 APC 3. 增强运营：运营驾驶舱 ( 增加现场的管理 ) 主要目标：快速见效，实用基础 1. 搭建平台：构建智能化运营的平台，在平 台上深入应用 2. 夯实基础：云平台、集控大屏、手持端等 的应用 3. 见效快应用： MES( 计划、生产、过程、 库 库存、安全、规程等 ) 、 LIMS 、计量 等基本的 企业运营基础 建设策略：在前期基础上优化推进， 提 升主增值链精益化管控 1. 在前期试点基础上转向关键需求的满足， 已成熟有价值高收益的推广 2. 利用前期已有数字化基础及补充建设优化 系统，整合数据挖掘数据资产，提升运营管 理驾驶仓的精益管理 建设策略：整体规划，结合数字化搭好 框架服务好主增值链 1. 搭建技术平台，夯实基础平台，选择短平 快内容，彰显绿色化、智能化、高端化 2. 业务主导技术保障，采用成熟产品加实施 方式，结合自动化资产建设 3. 成立明确的整体工程组织，可持续化 建设策略：整体持续优化，全面精益化 管控 1. 以主增值链为主线专业辅助配合方式，实 现整体业务各维度的精益化，进而推动降本 增效，彰显智能化、高端化、绿色化 2. 构建大数据分析平台，走向高端优化 阶段三 功能持续优化，业务全面覆盖 阶段二 智能提升改造，功能优化深化 阶段一 搭建基础平台，夯实智能基础 实施路径图 - 降低风险分阶段实 现 03 分模块信息化 建设方案 15 车间管理 / 自动化 监控车间产量、主要经济技术指标、设备状况以及人员的出勤状况 等日常工作情况 ; 设备的工艺自动控制至关重要 批次跟踪尤为重要 物资的管理需要有严格的批号管，从原材料、供应商、生产配方、 中间品以及产品，都需要记录，以批号可反查是谁的原料、哪个部 门、何时生产的等一系列关联数据 ; 生产计划独特性 年度生产计划和销售计划，决定了企业的物料平衡，即物料采购计 划和生产计划的衔接；生产计划的下达，同时也将下达质量检测计 划和设备维修计划； 物料存储形态多样化 原材料和产品通常是液体、气体、粉状等， 存储通常采用罐、箱、 柜、桶等进行存储，并且多数存储的数量可以用能转变为电信号的 传感器进行计量； 业务分析 产品质量要求高，对生产过程的质量跟踪、逆向回溯要求，产品包 装的包装、存储、销售发货复杂； 工艺条件苛刻 化学反应有的在高温、高压下进行 , 有的要在低温、高真空度下进行 ; 需及时掌握关键设备重要参数，对超警戒情况进行及时预警，防止 生产异常故障停机，带来灾难性后果 ; 生产精细化 化工生产采用精密生产装置 , ，设备的联合正常运转至关重要，需要 协调工序生产计划 ; 管理的精细化至关重要 多工序连续生产 属于连续生产流程型行业，各生产环节直接相互依存。因此，流程 生产过程的平衡、安全、稳定、长周期是节能、持续、高产、低成 本的重要保障； 业务分析 物料质量要求高 车间 / 产 线 工序 物料 设备 / 装 置 EDC SPC 用户 用户组及功能权限