智能制造案例与实施路径

微信扫码，打开到小程序

智能制造案例与实施路径 目录 CO NT E NT 智能制造案例与实施路径 智能制造概览 02 01 工业革命的四个阶段 中国制造 2025 是什么 《中国制造 2025 》由国务院组织编制，并于 2015 年 5 月 19 日 正式发布。 《中国制造 2025 》对我国制造业转型升级和跨 越发展 作了整体部署，提出了我国制造业由大变强“三步走”战略 目标， 明确了建设制造强国的战略任务和重点，是我国实施制造 强国战略 的第一个十年行动纲领。 新中国成立一百 年时 ，制造业大 国地位更加巩固， 综合实力进入世 界制造强国前列。 制造强国建设三个十年“三步走”的战略 到 2035 年，我 国制造业整体 达 到世界制造 强国 阵营中等 水平。 力争用十年时间， 迈入制造强国行 列。 第二个十年 第三个十年 第一个十年 《中国制造 2025 》提出了： 9 大任务 10 大重点领域 5 项重点工程 8 项保障措施 海洋工程装 备及高技术 船 舶 节能与新能 源汽车 农机装备 生物医药及高 性能医疗器械 新一代信 息通信技 术产业 航空航天装备 先进轨道交 通装备 电力装备 《中国制造 2025 》 10 大重点领 域 7 高档数控机 床和机器人 新材料 5 4 2 国家制造业创新 中心建设 5 项 重点工程 高端装备创新 绿色制造 智能制造 工业强基 健全多层次人才培养体系 完善金融扶持政策 加大财税政策支持力度 完善中小微企业政策 健全组织实施机制 进一步扩大制造业对外开放 提高国家制造业创新能力 营造公平竞争市场环境 国家效益：未来 20 年 3 万亿美元 GDP 增量。企业效益：效率↑ 20% ，成本↓ 20% ，节能减排 ↓ 10% 。 中国制造 2025- 强国战略规划：远超制造本 身 一条主线 核心关键 五大工程 十大重点 领域 《中国制造 2025 》 +“ 1+X” 实施方案和规划体系 + 高端领域技术路线图的绿皮书 国家制造业创新 中心建设工程 海洋工 程装备 及高技 术船舶 信息化与工业化深度融合 高端装备 创新工程 大力推进 智能制造 绿色发展 工程 生物医 药及高 性能医 疗器械 农业 机械 装备 电力 装备 新材 料 新一 代信 息技 术 先进 轨道 交通 装备 智能制造 高档数 控机床 和机器 人 网络化、数字化、智能化 互联网 + 工业强基 工程 创新驱动、智能转型 节能 与新 能源 汽车 航空 航天 装备 2015 年 智能制造案例与实施路径 u 智能制造案例 u 智能制造实施路径 海尔互联工厂的探索与实践 胶州空调智能互联工厂 青岛热水器智能互联工厂 青岛模具智能互联工厂 已建成多个互联工厂 郑州空调智能互联工厂 沈阳冰箱智能互联工厂 佛山洗衣机智能互联工厂 FPA 电机智能互联工厂 海尔定制冰箱粉丝会 2015 年 5 月 23 日 , 海尔冰箱“定我所爱”首批定制用户私享体验会在郑州举行，由首 批 20 名幸运粉丝用户参与设计的 20 款“个性”定制冰箱全部亮相，通过互联工厂定制的 20 款 个性冰箱各具特色，代表了 20 名粉丝用户对品质生活的不同审美。 Hello Kitty 洗衣机定制， 击中少女粉红心！ 人气明星宋佳曝光自己 的个性定制冰箱 2015 年 8 月 24 日晚，宋佳在新浪微博 上 晒出了自己刚定制的一台海尔冰箱。 冰 箱门体颠覆了传统冰箱单调的设计 风格， 以宋佳的艺术形象为原型，个性 的设计 方案备受好评。对于这台定制 冰箱，宋 佳也给出了极高的评价，她 说：“第一 眼看见就很喜欢，没想到他 们做的这么 用心。” 成本低 效率高 交货快 标准化 产品单一 成本高 效率低 交货慢 个性化 品种多 大规模定制 互联网时代的冲击 --- 个性化与大规模制 造 个性化制造 大规模制造 编号 互联对象 互联点 互联价值 1 内外 互联 用户 订单 物流 产品 模块商 用户定制 - 服务体验互联 用户参与设计、在线个性化定制自己的产品。 2 定单互联 用户在线下达 实时下单、实时承诺、全过程实时可视。 3 物流互联 按约送达、全程实时可追溯、可拉动，零库存。 4 产品互联 - 网器 1. 环境自感知，运行参数自调节； 2. 产品运行自诊断、自报修。 5 模块商互联 1. 模块商参与设计、用户评价； 2. 用户口碑、定单实时到模块商。 6 信息 互联 人机 人机互联 - 设备商与设备 设备商远程预防、诊断、维护。 7 人机互联 - 设备与员工 设备状态远程实时可视、问题事前预警。 8 机机 机机互联 - 设备协作 计划匹配不多干、不乱干，互联互通、相互预警。 9 数据互联 - 设备自诊断 大数据自感知、自分析、自学习、自决策、自运转。 10 机物 机物互联 - 设备与物料 物料自动识别匹配，防错、防呆。 11 机物互联 - 设备与产品 根据产品自动调整加工工艺，定制化生产。 海尔智能工厂网络互联 海尔认为互联工厂是贯穿全价值链的互联生态系统。 以用户为中心，通过互联工厂的全流程实时互联，通过提高效率、缩短产品上市时间、 增加灵活性快速满足用户全流程最佳体验。 互联工厂的定义 通过互联网等通信网络将工厂内外的事物和服务连接起来，目标是建立一个高度灵活 的个性化和数字化的产品与服务的生产模式。 沈阳冰箱工厂是海尔第一个智能互联工厂，可支持 9 个平台 500 个型号的柔 性 大规模定制，人员配置减少 57% ，单线产能提升了 80% ，单位面积产出 提升 了 100% ，定单交付周期降低了 47% ，成为全球生产节拍最快的冰箱 工厂。 郑州空调互联工厂拥有由 11 个通用模块和 4 个个性模块组成的 200 多种用户 柔 性定制方案，而传统的工厂只能大规模、少品类地生产，难以满足用户个 性化 的需求。 佛山工厂采用 iMES 全程订单执行管理系统，装配了 200 多个 RFID 、 4300 多 个传感器、 60 个设备控制器，全面实现设备与设备互联、设备与物料 互联、 设备与人的互联。 胶州空调互联工厂现场 1.2 万个传感器，每秒钟采集 1.5 万条信息，每天产 生 3.2G 的数据。 按需设计、按需生产、按需配送。 通过智能互联，模块化、自动化、 智能化生产、智能物流，根据不 同用户的个性化定制，快速响应， 快速交付。 用户互联： 用户交互，虚拟设计、 实体制造，虚实融合。 网器互联： 网器和用户持续交互， 体验迭代（场景商务）。 全流程互联：攸关各方全流程与 用户零距离，共创共享。 订单全流程透明可视。 要像鱼缸一 样透明，订单生产情况以及配送情 况，可以实时的推送给用户，用户 也可以实时的快速查询。 海尔互联工厂三大核心能力 互联工厂 三大能力 可视 定制 互联 用户互联：用户交互，虚拟设计、实体制造，虚实融合 (CPS) 网器互联： 网器和用户持续交互，体验迭代（场景商务） 全流程互联：攸关各方全流程与用户零距离，共创共享 互联工厂 用户和利益攸关方全流程参与可视 在线设计商 在线模块商 在线设备商 柔性生产线 智慧物流商 其他在线攸关方 海尔互联工厂：用户与利益攸关方全流程可视 定制定单 生产可视 众创定制 交付可视 使用体验 用户交互 众创汇：用户交互定制平台。（ www.diy.haier.com ） 在这个平台上，用户可通过多种终端查看产品“诞生”的整个过程，如定制内 容、 定制下单、订单下线等 10 个关节性节点，产品生产过程都在用户“掌握” 中。 为用户提供产品定制全流程的良好体验。 海尔互联工厂：用户与利益攸关方全流程可视 互联工厂实现的基础条件： 模块化 自动化 智能化 互联工厂实现的基础条件之一：模块化 海尔颠覆传统制造模式，构建以用户为中心的大规模个性化 定制模式，其中模块化是实现用户定制的基础。 产品 模块化案例：海尔匀冷冰箱由原来 354 个零件整合为 24 个模 块 匀冷冰箱开发新品，上市时间减少 30% ，成本下降 18% ，加工工时减少了 40% 用户在前台选择自己需要的产品功能，互 联工厂在生产制造过程中只需改变相对应的 模块即可，而不是重新设计一个新产品。 模块化设计颠覆了传统的采购模式，要求 供应商必须从零件商转化为模块商，事先参 与模块的设计。 模块化对产品的研发和制造都带来了明 显效果，比如天樽空调由原来的 265 个零部 件，转变为 12 个模块，新品的上市时间减 少 了一半。 产品模块化案例： 海尔天樽空调由原来 265 个零件整合为 12 个模 块 生产模块化： 解决个性化和规模化的矛盾 从过去为仓库生产到现在是为用户创造，用户需求驱动柔性生产。 采购模块化：供应商参与前端设计，提供模块化解决方案 海达源隶属于海尔集团公司，为海尔供应商资源提供在线注册、直接对接用户需求、 与用户在线交互、交易、交付并围绕用户体验即时反应的平台，旨在打造一流的模块商生 态系统，为用户提供全流程最佳体验。 海达源具备四个特征，开放、零距离、用户评价、公开透明，全球一流模块商资源可 无障碍进入。 5. 门体组装 ① 物料 AGV ； ②自动化生产； ③门体配送立 体仓库。 6. 冰箱总装 ① 工位 RFID 扫描产品信息 驱动自动化设 备； ② 拧紧设备力 矩自动采集， 超限自动报警。 1. 订单排产 ① 自动接收订 单需求； ② 根据产能和 物料约束自动 编制时序计划。 2. 内胆加工 ① 全自动内胆 西服设备； ② 内胆存储立 体库。 3.U 壳加工 ①U 壳机器人 自动加工； ②U 壳配送立 体仓库。 8. 物流 ① 基于 JIT 、 JIS 的案单配 送。 ② 工位零库存 4. 箱体预装 ①RFID 扫描 前后工序，协 同生产。 7. 质量检测 ① 自动化检查 设备和线体。 海尔沈阳工厂 -33% 0 -62% 0 -22% 0 +197% +41% +43% 海尔互联工厂创新成果 产能：万台 效率：台 / 人 时 客户订单交付周期：天 原材料库存：万元 质量零缺陷： % 交付准确度： % 02 智能制造案例与实施路 径 u 智能制造案例 u 智能制造实施框架 计划 快速设计 快速实现 快速迭代 多渠道快速接入 快速用户回复 订单全程可视化 快速交付 品质保障 成本控制 JIT 拉动 均衡供货 供应链可视化 信用控制 现金流控制 订单分析 营销 研发 生产 采 购 物流 质量 智能工厂 Anything 、 Anywhere 、 Anytime 、 Anybody 、 One Vision 设计 市场 生产 供应链 财务风险 工艺设计一体化 用户接入一体化 订单制造一体化 供需平衡一体化 财务业务一体化 智能制造的核心是信息化与工业化的全流程融合 通过信息化手段将设计、营销、生产、供应链、物流、质量、设备、服务、财务等部门进行 充分的融合，协同面对客户需求。 信息化与工业化的全流程融合 财务 业务 支撑 业务 职能 组合 . 2. 流程创新 适应性的物流 弹性生产 能源管理 预测维护和服务 3. 业务模式创新 一个或一组产品的生产和 服 务； 基于绩效和使用的合同和 计 费。 智能制造的发展要求是流程和数据的深度集成 基于业务流程和数据的横向集成与纵向集成，实现产品、流程和业务模式的创新 % 数字产品记忆 國跟踪和追溯 远程服务管理 预测维修 智慧产品 雷适应性物流 能源管理 弹性生产 基于绩效的合同 R&D 销售 供应链 制造 售后服务 智慧数据 cc--- 工业 4.0 创新产品和解决 方 案 延伸了产品和解决方案的 1. 产品创新 产品： 追溯能力 自知能力 物流： 提前规划 实时自流 设备： 数据交互 自主处理 系统： 数据处理 智能分析 移动自动化 机器人、 … 加工自动化 数控机床、 … 数据自动化 ERP 系统、 … CPS 信息物理系统 设备互联、 … C2M 个性化按需定制 产品配置器、 … CIMS 计算机集成制造 虚拟制造、 … 企业智能制造能力的成长阶段 从自动化、数字化，到智能化，企业需要理性规划、持续提高地实现智能制造的目标 处理 执行 集成 数字化 智能化 3 自动化 2 1 【端到端集成】 围绕客户价值进行的集成。从用户需求开始，贯穿产品整个生命周期的研发设计、原料 供应、生产制造、物流配送、销售服务等各个环节，最终满足用户需求。在为客户提供 更有价值的产品和服务同时，重构产业链各环节的价值体系。 【纵向集成】 企业内部信息孤岛的集成，企业内部实现 所有环节信息无缝链接，解决信息网络与 物理设备之间的联通问题。 【横向集成】 企业之间通过价值链机信息网络来实现资 源整合。供应商、销售商、用户。 工业 4.0 的三项集 成 网络化生产企业间横向集成 设计 生产 物流 营销 智能制造核心特征 制造体系纵向集成 ERP MES PCS 产品全生命周期端到端集成 产品生产 产品开发 客户需求 产品服务 产品全生命周期个性化定制与服务 无人机 无人驾驶汽车 自主决策： • 环境感知 • 路径规划 • 智能识别 • 自主决策 自适应工况： • 工况识别感知 • 控制算法及策略 人机交互： • 多功能感知 • 智能 Agent • 语音识别 • 信息融合 销售 物流 信息 信息 制造 信息 设计 信息 原材料 信息 智能制造发展方向：产品智能化 智能家电 回收 信息 日本 Mazak 机 床 热 屏障 主动振动控制 瑞士米克朗机床 智能工艺规划 智能装备特点： 将专家的知识和经验融入感知、决策、执行等制造活动中 赋予产品制造在线学习和知识进化能力 1960— 2000— 国际 国内 大连机床 热补偿功能 智能制造发展方向：装备智能化 智能化 实现自学自律 制造 数控装备 智能装备 智能制造初露端倪 制造技术变革 数字化 该生产什么 Whattoproduce Statusofequipment 设备状态 Qualitycontrol 质量 管控 物料准时配送 JITmaterialdelivering Productionstatistic 生产统计 生产防错系统 Error-proofing 产品及时发运 Productdelivering 智能制造发展方向：车间智能化 全局管控 Overall production monitoring and control Workinstruction 作业指导 智能化仓储 / 运输与物流 自动化立体仓库 AGV 智能小车 公共资源定位系 统 高级计划排程 执行过程调度 数字化物流管控 数字化质量检测 智能化加工设 备 智能化机械手 DNC 智能刀具管理 智能制造发展方向：工厂智能化 中央控制室 现场 Andon 现场监视装 置 智能化生产控制中心 智能化生产执 行过程管控 智能加工中 心与生产线 智能化工厂 供应商： 物理距离 与 信息距离 - 以江淮汽车为例： 零部件供应巢建设项目现已有澳大利亚和台湾、香港等 7 省区在内的 260 家企业签约入 驻 目前江淮已实施了物料拉动平台 仪表台总成 座椅 轮胎 动力总成 悬架总成 智能制造发展方向：供应链智能化 主要方向： 以主机厂为核心的全产业链质量控制 大灯总成 底盘 网络改变生产：智能制造平台 物联网 + 服务网 37.11 亿美元 突破 10000 亿 智能制造发展方向：智能制造模式 网络改变沟通：社交服务平台 网络改变交易：电子商务平台 谢谢