智能制造环境下的制造业信息化建设智慧工厂建设蓝图29页PPT

集团其它系 统数据 （ERP、 PDM等）
信息资 源管理
综合信息中心数据库 （完整、真实）
数据数据交换、集成平台
数据服务 发布管理
卷烟生产统计数 据
.20卷. 烟生产过程数 据
一号工程数 据
.
19
决策分析数字化
.
20
从数字走向智慧
.
智慧
212
23
从数字走向智慧的理解
工业3.0 看得见的进步 生产计划与调度准确、规范
生产质量稳定、合格 单耗统计精细
设备运维开展规范、执行到位 员工完成本职工作，效率高
.
工业4.0 看不见的价值点
最优计划？新任务的变化？ 还有提高空间没有？
针对性的措施是什么？ 基于状态的故障维护？紧急维护
为0？ 员工的工作方式没有变化？
23
从数字走向智慧的变革——CPS
.
24
基于CPS之上的数据应用，是智慧的关健
网络
数据中心
存储
虚拟化，动态供应
Infrastructure as a Service
基础设施即服务（IaaS)
.
应用平台 开发平台 企业私有云
190
基础数字化——设备\物联网集成平台
智能通讯 单元
.

10
过程数字化——生产过程控制及可视化
统计分析 门户
输入数据
现场人 机界面
报警数据
实时数 据存储
.
66
数字企业解决方案
.
三个集成： • 设计与制造的集 成 • 管理与控制的集 成 • 工厂与集团的集 成
四个层次： • 基础数字化 • 过程数字化 • 管理数字化
• 决策分析数字化 五 个平台：

中间层(生产管理层)：以智能工厂为核心，通过信息物理系统实现生产设备和生产线的控制、调度、优化等相关功能。从智能物料供应，到智能产品的产出，贯通整个产品生命周期管理。
底层(生产操作层)：通过物联网技术，完成各种传感、控制、执行任务，实现智能制造。
2-4.智能企业的技术愿景
工业4.0的九大技术支柱
虚拟现实
根据《中国制造2025》规划，我国造纸工业迈入制造强国行列。
紧跟国家规划
在基础较好的工厂，先易后难，过程中积累经验，逐步实现企业网络化、智能化，绿色化，迈入工业4.0.
部分工厂先迈入工业4.0
如何转型？
思考4.在优势企业构建智能能量管理平台
浆纸工业智能能量管理平台的功能
思考5.逐步构建智能浆纸企业
智能企业必须具备的基本功能和技术
三种智能化功能互联互通的信息化技术
能按照所形成的处理方案自动完成执行任务的技术。
灵敏准确的感知能力
能自动、灵敏准确地感知（测量）生产过程的各种参数和变量并转变为数据信息的技术。
正确的思维判断能力
能根据相关信息自动思维判断并给出处理方案发送至相关执行部门的技术。
行之有效的执行方法
ERP企业资源计划
自动化立体库、输送系统、AGV小车等
WMS自动化仓库管理系统
基础数据管理、技术信息管理、生产计划管理、生产调度管理、质量管理、物料管理、设备管理、能源管理、看板管理、制造智能
MES制造执行系统
DCS、MCS、传动、QCS及其附属执行机构和现场测量仪器仪表。
Automation现场控制系统
-启动触发-
运行管理数据的应用
在线监测系统及其数据的应用
在线监控系统布局图
设备工程师

01
02
03
加强与国际先进技术企业的交流与合作，共同探讨智慧工厂的技术发展方向和应用前景。
技术交流
加强与国际智慧工厂产业链上下游企业的协同合作，共同推动智慧工厂的全球化发展。
产业协同
积极参与国际智慧工厂相关标准的制定和推广，推动智慧工厂的标准化和规范化发展。
标准制定
01
02
03
加强国际合作与交流推动智慧工厂全球化发展
智慧工厂建设蓝图
汇报人：xx
2023-10-29
contents
目录
智慧工厂概述智慧工厂建设方案智慧工厂核心技术智慧工厂建设实践案例智慧工厂建设的挑战与对策未来智慧工厂的展望与思考
01
智慧工厂概述
智慧工厂的定义与特点
智慧工厂是指通过先进的信息化技术，实现生产过程自动化、智能化、网络化、可视化，提高生产效率、降低运营成本、优化资源配置的现代化工厂。
详细描述
案例二
总结词
该企业通过应用机器人技术和自动化设备，实现了生产过程的自动化和智能化，提高了生产效率和产品质量。
详细描述
该企业在智慧工厂建设过程中，注重技术创新和设备更新，引进了多台机器人技术和自动化设备。通过机器人技术和自动化设备的应用，生产过程得到了自动化和智能化。同时，该企业还建立了数据管理系统，对生产数据进行实时监控和分析，对异常情况进行预警和干预，确保产品质量。智慧工厂建设后，该企业的生产效率提高了35%，产品不良率降低了20%。
定义
智慧工厂具有自动化、智能化、网络化、可视化等特点，能够实现生产过程的全面数字化，提高生产效率和质量，降低成本，优化资源配置，提升企业竞争力。
特点
智慧工厂的发展趋势
数字化转型
随着信息技术的发展，传统制造业正面临着数字化转型的挑战，智慧工厂是数字化转型的重要方向。

机器人将成为智慧工厂的主要劳动力，承担高强度、高精度和高危险性的生产任 务，提高生产效率和产品质量。
绿色制造与智慧工厂的结合
绿色制造是未来制造业的发展方向，智慧工厂应积极采用环 保技术和绿色生产方式，降低能耗和排放，实现可持续发展 。
通过智能化生产和管理，智慧工厂能够更有效地利用资源、 减少浪费，为绿色制造做出贡献。
弹性扩展
云计算技术可以根据实际需求进行弹性扩展，满 足工厂在不同时期对计算资源的需求。
远程协作
云计算技术可以实现远程协作办公，提高工作效 率和灵活性。
PART 03
智慧工厂的架构与系统
REPORTING
智慧工厂的架构
模块化设计
智慧工厂采用模块化设计，便于后期维护和升级。
数据驱动
通过数据采集、分析和利用，实现生产过程的智能化。
02
根据生产计划和实际生产情况，智能调度物料和人员。
物流跟踪
03
实时跟踪物流状态，确保物料及时供应。
智能监控系统
安全监控
对工厂各区域进行实时监控，确保生产安全。
能耗监控
实时监测工厂能耗，为节能减排提供数据支持。
设备监控
对生产设备进行实时监测，预防设备故障。
PART 04
智慧工厂的优势与挑战
REPORTING
01
5G技术为智慧工厂提供了高速、 低延迟、大容量的数据传输服务 ，使得实时监控、远程控制、数 据分析等应用成为可能。
02
5G技术将促进智慧工厂内部各系 统之间的互联互通，提高生产效 率、降低运营成本，并为个性化 定制和智能决策提供有力支持。
AI与机器人在智慧工厂的发展趋势
AI技术将在智慧工厂中发挥越来越重要的作用，实现自动化决策、智能调度、自 适应生产等功能。

现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
第四次工业革命——从智慧工厂到智能生产
德国一些企业已经开始实施industry 4.0
TRUMPF公司
SAP公司
BOSCH公司
WITTENSTEIN公司
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
FESTO公司
第四次工业革命——从智慧工厂到智能生产
总结
多品种小批量智能产品的高精度卓越品质生产是未来像德国 一样成功经济的发展趋势
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
第四次工业革命——从智慧工厂到智能生产
Industry 4.0——德国高科技战略计划 两大主题：智慧工厂、智能生产 三个设想：产品、设施、管理
产品：集成有动态数字存储器、感知和通信能力， 承载着在其整个供应链和生命周期中所需的各种必 需信息
设施：由整个生产价值链所集成，可实现自组织 管理：能够根据当前的状况灵活决定生产过程
物理
Physcial：在生产系统中的人和自动化模块 具有智能化、自我解释、自我意识、自我 诊断、交互评估能力
对象 现代设计与集成制造技术教育部重C点P实S验系室 统触发了工业自动化模式转变
第四次工业革命——从智慧工厂到智能生产
第四次工业革命自动化-信息物理系统（CPS）
物联网
经济
文化
…
与所有领域相关的通用技术 （语义技术、云计算服务平台）
第四次工业革命——从智慧工厂到智能生产
Industry 4.0 ——德国高科技战略计划首位
信息物联系统
复 杂 程
工业革命4.0 度
电子、IT、工 业机器人
工业革命3.0
蒸汽机
电力广泛应用
工业革命2.0

电能的应用
-
信息技术特别是 数控技术的应用
智能机床 智能一代
智能技术的应用， 自适应、自我决策
6
案例1： 纺织机械
手动式
全数控
半自动
使用数控织机，由原来-3-4小时/毛衣，变为40
分钟/毛衣，同时1个工人操作5-10台机器。
7
案例1： 纺织机械
细纱机——纺纱过程中把半制品粗纱或条子经牵伸、加拈、卷绕成细纱管
智能制造与数字化工厂
-
提纲
一、两化融合下的数字化与智能化制造 二、数字化工厂概述 三、相关研究与案息技术（IT，Information Technology）的 应用使机械产品本身向数字化转变，深刻改变了机械产品 的内涵；
生产活动：计算机辅助设计、工艺、制造、测试、管理等 先进技术手段使企业生产的自动化、柔性化、智能化程度 大大提高，全面提升了企业的能力；
机
削抛光
异
型
内
孔
加
数
工
控
玻
刀
璃
库
加
智
工
能
中
管
心
-
理
10
制造装备智能化的基础
数控技术的应用引起机械产品本身内涵发生根本性变化
伺
服
驱
动
系
齿轮箱
统
传统机械产品
动力源
传动机构 工作装置
数控机械产品
伺服驱动系统
工作装置
输入 信息
控制系统
信息反馈 -
简化机械结构 缩短制造周期 提高制造精度 提升装备性能
11
制造装备智能化的内涵
1、平台全数字化
现场总线、码盘到伺服的连接、驱动单元等全数字化 高档系统普遍采用现场总线方式

制造业中的智能工 厂设计与建设培训
汇报人：可编辑 2023-12-23
目录
• 智能工厂概述 • 智能工厂设计与建设 • 智能工厂的运营与管理 • 智能工厂的未来展望 • 智能工厂案例分析 • 培训总结与展望
01
智能工厂概述
定义与特点
定义
智能工厂是一种新型的制造模式，通过集成先进的信息技术 和制造技术，实现生产过程的智能化、柔性化和自动化。
特点
智能工厂具有高度的信息集成、灵活的生产能力、高效的生 产流程和快速的市场响应等特点，能够提高生产效率、降低 生产成本、提升产品质量和缩短产品上市时间。
智能工厂的发展历程
自动化阶段
20世纪50年代至80年代，制造业开始 引入自动化技术，实现生产线上的自 动化生产。
数字化阶段
智能化阶段
21世纪初至今，随着物联网、大数据 、人工智能等技术的快速发展，制造 业开始向智能化转型，智能工厂成为 制造业发展的重要趋势。
详细描述
在设备选型与配置过程中，应首先明确生产需求和工艺要求，然后根据这些要求选择适合的设备型号和规格。同 时，需要考虑设备的可靠性和稳定性，以确保生产的稳定性和连续性。此外，设备的可维护性和售后服务也是重 要的考虑因素。
智能化系统集成
总结词
智能化系统集成是将各种智能化设备和 系统进行整合，实现信息共享和协同工 作的过程。
20世纪90年代至21世纪初，制造业开 始实现数字化转型，通过信息技术对 生产过程进行数字化管理。
智能工厂的应用场景
01
02
ห้องสมุดไป่ตู้
03
04
汽车制造
智能工厂可以实现汽车零部件 的自动化生产和组装，提高生
产效率和产品质量。

控制系统应具备实时监控、数据采集 、故障诊断等功能，以确保生产过程 的稳定性和可靠性。
智能工厂的信息系统
智能工厂的信息系统采用先进的信息技术，如工业大数据、云计算、物联网等， 实现生产过程的信息化管理。
信息系统应包括生产计划、物料管理、质量管理、设备维护等功能模块，以提高 生产管理效率和决策水平。
大数据分析在智能制造中发挥 着重要作用，它能够实现生产 过程的监控、预测和优化，提
高生产效率和产品质量。
大数据分析的应用场景包括设 备监测、工艺优化、质量检测 等。
大数据分析的发展需要解决数 据质量和处理效率等问题，同 时加强数据安全和隐私保护。
人工智能与机器学习
人工智能是指计算机系统具有的与人类智能相似 的能力，机器学习是人工智能的一个重要分支， 通过训练和学习使计算机系统能够自主地进行数 据处理和分析。
人工智能与机器学习的应用场景包括自动化生产 线、智能质检、智能仓储等。
人工智能与机器学习在智能制造中发挥着关键作 用，它们能够实现自动化决策、预测和优化等功 能，提高生产效率和产品质量。
人工智能与机器学习的发展需时加强伦理和法 律规范。
智能工厂的架构与系统
发展前景
随着信息技术和智能化技术的不断发展，智能工厂和智能制造的应用范 围将不断扩大，从制造业向其他领域延伸，如物流、医疗、金融等。
未来智能制造将更加注重个性化、定制化和柔性化的生产方式，以满足 消费者日益多样化的需求。
智能制造将与人工智能、物联网、云计算等新一代信息技术深度融合， 形成更加智能、高效、绿色的生产模式，推动全球经济的可持续发展。
智能制造将推动传统产业 升级改造，提高生产效率 和产品质量，促进产业转 型升级。
创新发展
智能制造将激发企业创新 活力，推动新技术、新产 品的研发和应用，促进创 新发展。

信息反馈
.
简化机械结构 缩短制造周期 提高制造精度 提升装备性能
制造装备智能化的内涵
1、平台全数字化
现场总线、码盘到伺服的连接、驱动单元等全数字化 高档系统普遍采用现场总线方式
2、高速、高精、高可靠
现场总线
先进数控机床加速度可达10g，快移速度达720m/min 普通数控加工精度5μm，精密级1μm，超精密0.01μm
❖几何精度 ❖微观组织性能 ❖表面完整性 ❖残余应力分布 ❖品质一致性 ❖……
.
国家对智能制造的重视
国家中长期科技术发展规划纲要对“数字化 智能化制造技术”提出了迫切需求： ➢ 国家科技部发布《智能制造科技发展“十 二五”重点专项规划》，重点突破智能化 的高端装备 ➢ 国家工信部发布了《智能制造装备产业 “十二五”发展规划》，并启动了智能制 造装备重大专项 ➢ 大飞机、发动机等重大科技专项中，2/3 的重大专项急需智能制造装备.与技术
数控装置MTBF值达60000h以上，伺服系统达30000h
3、智能化、网络化、复合化
高速纳米插补
加工参数自调整、防碰撞、误差补偿、颤振预测抑制等
从单一的数据传输向网络监控、维护与管理方向发展
同时完成复杂零件的主要乃至全部加工工序
.
加工参数自动调整
智能化制造装备—国内外进展
智能化与自主管理
汽车通过时，RFID将识别的信
息传输给机器人，机器人通过 对信息的识别加载不同的喷涂 参数，实现自动化混流喷涂
SYGOLE
应用效果：
通过对机器人识别技术的改造，使得汽车喷涂具备混流自动化的特征，提高了喷涂效 率，提高了整车生产效率。
.
发动机装配混流中智能制造
应用说明

各工段
关键 工艺 参数
指标 生产指标 设定
模型
模型
各工序 关键工 艺参数
指标 优化 系统
优化控制
-
12
4）生产制造过程的信息化是实现敏捷制 造的保证
现代化的通讯网络将世界连成一体，经济全球化进 程使世界变成了一个统一的市场，致使产品市场竞 争国际化；
产品的品种越来越丰富，产品的批次和批量越来 越少，产品的开发周期越来越短。
服务型工厂 服务生产
生产
自动化工厂 基础产品生产
成熟技术
信息 基础结构
机- 器
环保型工厂 资源再生
环境技术
应用
23
数字化与智能化工厂
设计数字化、协同化、虚拟化、智能化
制造过程数字化、自动化、 虚拟化、智能化
企业 数字化与
智能化
管理数字化与智能决策
生产过程数字化、自动化、 虚拟化、智能化
-
24
ห้องสมุดไป่ตู้
1）离散制造业数字化与智能化
的两个坚实基础。
信息技术是建立虚拟企业和实现虚拟制造的关键使
能技术。
-
14
敏捷制造使企业管理从金字塔式的多层结构 走向扁平化结构
企业
纵
纵
工厂
横
向
向
集
车间
综
成 单元
合 集
工作站
成
设备
（a）多级递阶
-
计划 执行 控制
（b）分布式
15
敏捷制造使企业“大而全”“小而全”的组 织模式走向分工协作突出核心竞争力的模式
50% ~60%
75%
能力：1300万总吨 产量：1161万总吨
97.0亿美元