智能制造体系构建:面向中国制造2025的实施路线.html.pdf
《智能制造体系构建:面向中国制造2025的实施路线.html.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《智能制造体系构建:面向中国制造2025的实施路线.html.pdf(263页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、前言 制造业是国民经济的主体,是国家保持竞争力、经济健康运行和社会稳定的基础,是科技创新的主战场,一直受到各国政府 的高度重视。特别是在国际金融危机发生后,欧美等发达国家纷纷推出“再工业化”战略,力图抢占国际竞争的制高点,把制造 业的发展上升为国家战略之一,全球新一轮工业转型升级竞赛就此展开,各国都希望更多地参与全球产业分工、争夺产业链和价 值链高地,因此推进了国际产业分工重塑,中国的制造业也再次迎来了历史性机遇与挑战。为了建设制造强国,2015年我国制定 了实施制造强国战略的第一个十年行动纲领中国制造2025,其中智能制造将作为新一代信息技术与制造技术深度融合的 主攻方向。 智能制造是先进制
2、造发展的最新形态,是企业实现转型升级的有力工具,为了更好地促进企业智能制造体系的推进,作者撰 写了本书,以期为广大读者提供一定的帮助。 本书分以下几章: 第1章是对智能制造的概述,目的是让企业各层级了解智能制造的背景和定义,在认识上达成一致,这是统一思想的基础。 第2章是对智能制造总体模型和基础模型进行整体阐述,包括企业应用系统位阶划分、传统经典管理技术应用描述、基于识 别传感和设备如新管理的智能设备模型的介绍,以及对企业无人化、少人化的自动化模型和基于业务需求的企业基础网络架构进 行深入描述。 第3章是对智能制造应用模型进行阐述,包含基于动作分析和工艺的智能生产模型、基于BOM和流程的运营管
3、理模型、基于 工业大数据的智能决策模型、基于产品和服务的智能商业模型。 第4章介绍智能制造体系设计,主要描述智能制造实现的融合方向、智能制造体系设计原则和智能制造体系闭环生态建设。 第5章对智能制造体系评估系统及行动路线进行阐述。 第6章对智能制造项目的实施进行阐述。 第7章介绍如何协助企业进行智能制造项目申报。 本书从管理、技术的角度阐述智能制造体系,清晰地描绘出智能制造场景,衷心希望广大制造业管理者有所收获。鉴于时间 仓促和编写人员水平有限,本书内容难免有不当或遗漏之处,诚请各位读者批评指正。 编者 第1章 智能制造概述 1.1 智能制造的背景 1.1.1 国外智能制造的背景 1.德国工业
4、4.0 德国制造业在全球是最具有竞争力的行业之一,特别是在装备制造领域,拥有专业、创新的工业科技产品、科研开发管理, 以及复杂工业过程的管理体系;在信息技术方面,其以嵌入式系统和自动化为代表的技术处于世界领先水平。以制造“+互联 网”技术为基础,德国在2013年4月正式推出“工业4.0”的概念,其核心是通过CPS(Cyber-Physical System)将生产过程中 的供应、制造、销售信息进行数据化、智能化,达到快速、有效、个体化的产品供应,目的是提高德国工业竞争力,以在新一轮 工业革命中占领先机。工业4.0已经上升为国家战略之一。工业4.0的内涵是基本模式由集中式控制向分散式增强型控制转
5、变,建 立一个高度灵活的个体化、数字化的产品与服务的生产模式,进行产业链分工重组。图1-1为德国工业发展历程。 图1-1 德国工业发展历程 工业4.0的显著特征是:以建立智能工厂、智能生产体系、智能物流为主题,通过价值链实现横向集成,通过网络化制造系 统实现纵向集成,通过信息和物理融合实现工程端到端的集成。工业4.0提出了八大计划: 1)标准化和参考架构。 2)为工业建立宽带基础设施,同时,这套宽带网络必须满足工控网络的各项性能指标。 3)安全和保障:包括物理安全、功能安全、信息安全三个方面。对于信息安全应该理性化认识,否则将会浪费更多成本, 且仍达不到信息安全的要求。 4)管理复杂系统。 5
6、)工作的组织和设计。 6)培训和持续的专业发展。 7)监管框架。 8)资源利用效率。 2.美国先进制造业国家战略计划 美国依靠其强大的互联网能力,提出以“互联网+”制造为基础的再工业化之路。在2011年提出“先进制造业伙伴关 系”(Advanced Manufacturing Partnership,AMP)AMP 2.0,以期通过政府、高校、企业的合作来强化美国的制造 业,在2012年2月正式发布先进制造业国家战略计划,计划描述了全球先进制造业的发展趋势及美国制造业面临的挑战,明 确了三大原则,即能够应对市场变化和有利于长期经济投资的创新政策、建设制造商共享的知识资产和有形设施的产业公地、优
7、 化联邦政府和机构的投资。同时也提出了实施美国先进制造业战略的五大目标: 1)加快中小企业投资。 2)提高劳动力技能。 3)建立健全伙伴关系。 4)调整优化政府投资。 5)加大研发投资力度,实现再工业化之路。 美国在2016年2月发布的国家制造创新网络计划(National Network for Manufacturing Innovation Program,NNMI计划)中描述了该计划的历史和现状,以及各个制造创新机构的详细情况,并提出4个战略计划目标: 【目标一】提升美国制造的竞争力 子目标1:支持更多美国本土制造产品的生产。 子目标2:培育美国在先进制造研究、创新与技术上的领导地位。
8、 图1-2所示为制造竞争力驱动因素,黑体表明NNMI计划正加强的驱动力。 图1-2 制造竞争力驱动因素 【目标二】促进创新技术向规模化、经济和高绩效的本土制造能力转化 子目标1:让美国制造商能够使用经验证的制造能力和资本密集型的基础设施。 子目标2:促进用于解决先进制造挑战的最佳实践的共享与书面化。 子目标3:促进支持美国先进制造的标准与服务的发展。 图1-3为向美国工业界转化先进制造能力制造成熟度等级(MRL)。 图1-3 制造成熟度等级 【目标三】加速先进制造劳动力的发展 子目标1:为科学、技术、工程等相关工作培养未来工人。 子目标2:支持、扩展与交流相关的中等和高等教育途径,包括资格鉴定
9、与认证。 子目标3:支持州、地方教育和培训的课程体系与先进制造技能组合要求的协调。 子目标4:先进知识工人研究人员和工程师。 子目标5:确认下一代工人所需的能力。 图1-4为支持公-私合作劳动力发展伙伴关系图。 【目标四】支持和帮助制造创新机构稳定、可持续发展的商业模式 图1-5为制造创新机构生态系统图。 计划的输入来自国家制造创新网络各个利益相关方的反馈与建议,它表达了国防部、能源部等计划参与部门和波音、洛马、 GE等工业领袖对该计划未来至少三年该如何发展的共识。NNMI计划识别了实现这些目标的方法和手段,以及评价该计划 的标准。 图1-4 支持公-私合作劳动力发展伙伴关系 图1-5 制造创
10、新机构生态系统 3.法国新工业法国 2013年9月法国推出了新工业法国10年中长期的战略规划,展现了法国工业转型升级的决心,旨在通过创新重造工业实 力,使法国工业重新回到世界工业的第一阵营。其以解决能源、数字革命和经济生活为目的,并提出了34项具体计划。 2015年5月,法国政府对新工业法国计划进行了大幅调整。调整后的法国“再工业化”总体布局为“一个核心,九大支 点”。一个核心,即“未来工业”,主要内容是实现工业生产向数字制造、智能制造转型,以生产工具的转型升级带动商业模式 变革。九大支点包括大数据经济、环保汽车、新资源开发、现代化物流、新型医药、可持续发展城市、物联网、宽带网络与信息 安全、
11、智能电网,一方面旨在为“未来工业”提供支撑,另一方面旨在提升人们日常生活的新质量。图1-6为新工业法国的 一个核心及九大支点。 图1-6 新工业法国的一个核心及九大支点 4.英国英国工业2050战略 2013年10月英国政府科技办公室推出了英国工业2050战略,其中制定了到2050年的未来制造业发展战略。英国工业 2050战略就是定位于2050年英国制造业发展的一项长期战略研究,通过分析制造业面临的问题和挑战,提出英国制造业发展 与复苏的政策。报告展望了2050年制造业的发展状况,并据此分析英国制造业的机遇和挑战。报告的主要观点是科技改变生 产、信息通信技术、新材料等科技将在未来与产品和生产网
12、络融合,极大改变产品的设计、制造、提供,甚至使用方式。报告认 为,未来制造业的主要趋势是个性化的低成本产品需求增大、生产重新分配和制造价值链的数字化。制造业不再是“制造后销 售”,而是转变为“服务+再制造(以生产为中心的价值链)”,这将对制造业的生产过程和技术、制造地点、供应链、人才, 甚至文化产生重大影响。 5.印度印度制造业国家战略 2004年5月,辛格政府宣誓就职后,提出设立国家制造业竞争委员会,以加强和维持食品加工、纺织服装等制造业的发展。 该委员会还在2005年发布了印度制造业国家战略白皮书,称印度每年需要在农业以外创造700万至800万个就业岗位,劳动 密集型的制造业是唯一能实现如
13、此多就业机会的来源。 第1章 智能制造概述 1.1 智能制造的背景 1.1.1 国外智能制造的背景 1.德国工业4.0 德国制造业在全球是最具有竞争力的行业之一,特别是在装备制造领域,拥有专业、创新的工业科技产品、科研开发管理, 以及复杂工业过程的管理体系;在信息技术方面,其以嵌入式系统和自动化为代表的技术处于世界领先水平。以制造“+互联 网”技术为基础,德国在2013年4月正式推出“工业4.0”的概念,其核心是通过CPS(Cyber-Physical System)将生产过程中 的供应、制造、销售信息进行数据化、智能化,达到快速、有效、个体化的产品供应,目的是提高德国工业竞争力,以在新一轮
14、工业革命中占领先机。工业4.0已经上升为国家战略之一。工业4.0的内涵是基本模式由集中式控制向分散式增强型控制转变,建 立一个高度灵活的个体化、数字化的产品与服务的生产模式,进行产业链分工重组。图1-1为德国工业发展历程。 图1-1 德国工业发展历程 工业4.0的显著特征是:以建立智能工厂、智能生产体系、智能物流为主题,通过价值链实现横向集成,通过网络化制造系 统实现纵向集成,通过信息和物理融合实现工程端到端的集成。工业4.0提出了八大计划: 1)标准化和参考架构。 2)为工业建立宽带基础设施,同时,这套宽带网络必须满足工控网络的各项性能指标。 3)安全和保障:包括物理安全、功能安全、信息安全
15、三个方面。对于信息安全应该理性化认识,否则将会浪费更多成本, 且仍达不到信息安全的要求。 4)管理复杂系统。 5)工作的组织和设计。 6)培训和持续的专业发展。 7)监管框架。 8)资源利用效率。 2.美国先进制造业国家战略计划 美国依靠其强大的互联网能力,提出以“互联网+”制造为基础的再工业化之路。在2011年提出“先进制造业伙伴关 系”(Advanced Manufacturing Partnership,AMP)AMP 2.0,以期通过政府、高校、企业的合作来强化美国的制造 业,在2012年2月正式发布先进制造业国家战略计划,计划描述了全球先进制造业的发展趋势及美国制造业面临的挑战,明
16、确了三大原则,即能够应对市场变化和有利于长期经济投资的创新政策、建设制造商共享的知识资产和有形设施的产业公地、优 化联邦政府和机构的投资。同时也提出了实施美国先进制造业战略的五大目标: 1)加快中小企业投资。 2)提高劳动力技能。 3)建立健全伙伴关系。 4)调整优化政府投资。 5)加大研发投资力度,实现再工业化之路。 美国在2016年2月发布的国家制造创新网络计划(National Network for Manufacturing Innovation Program,NNMI计划)中描述了该计划的历史和现状,以及各个制造创新机构的详细情况,并提出4个战略计划目标: 【目标一】提升美国制造
17、的竞争力 子目标1:支持更多美国本土制造产品的生产。 子目标2:培育美国在先进制造研究、创新与技术上的领导地位。 图1-2所示为制造竞争力驱动因素,黑体表明NNMI计划正加强的驱动力。 图1-2 制造竞争力驱动因素 【目标二】促进创新技术向规模化、经济和高绩效的本土制造能力转化 子目标1:让美国制造商能够使用经验证的制造能力和资本密集型的基础设施。 子目标2:促进用于解决先进制造挑战的最佳实践的共享与书面化。 子目标3:促进支持美国先进制造的标准与服务的发展。 图1-3为向美国工业界转化先进制造能力制造成熟度等级(MRL)。 图1-3 制造成熟度等级 【目标三】加速先进制造劳动力的发展 子目标
18、1:为科学、技术、工程等相关工作培养未来工人。 子目标2:支持、扩展与交流相关的中等和高等教育途径,包括资格鉴定与认证。 子目标3:支持州、地方教育和培训的课程体系与先进制造技能组合要求的协调。 子目标4:先进知识工人研究人员和工程师。 子目标5:确认下一代工人所需的能力。 图1-4为支持公-私合作劳动力发展伙伴关系图。 【目标四】支持和帮助制造创新机构稳定、可持续发展的商业模式 图1-5为制造创新机构生态系统图。 计划的输入来自国家制造创新网络各个利益相关方的反馈与建议,它表达了国防部、能源部等计划参与部门和波音、洛马、 GE等工业领袖对该计划未来至少三年该如何发展的共识。NNMI计划识别了
19、实现这些目标的方法和手段,以及评价该计划 的标准。 图1-4 支持公-私合作劳动力发展伙伴关系 图1-5 制造创新机构生态系统 3.法国新工业法国 2013年9月法国推出了新工业法国10年中长期的战略规划,展现了法国工业转型升级的决心,旨在通过创新重造工业实 力,使法国工业重新回到世界工业的第一阵营。其以解决能源、数字革命和经济生活为目的,并提出了34项具体计划。 2015年5月,法国政府对新工业法国计划进行了大幅调整。调整后的法国“再工业化”总体布局为“一个核心,九大支 点”。一个核心,即“未来工业”,主要内容是实现工业生产向数字制造、智能制造转型,以生产工具的转型升级带动商业模式 变革。九
20、大支点包括大数据经济、环保汽车、新资源开发、现代化物流、新型医药、可持续发展城市、物联网、宽带网络与信息 安全、智能电网,一方面旨在为“未来工业”提供支撑,另一方面旨在提升人们日常生活的新质量。图1-6为新工业法国的 一个核心及九大支点。 图1-6 新工业法国的一个核心及九大支点 4.英国英国工业2050战略 2013年10月英国政府科技办公室推出了英国工业2050战略,其中制定了到2050年的未来制造业发展战略。英国工业 2050战略就是定位于2050年英国制造业发展的一项长期战略研究,通过分析制造业面临的问题和挑战,提出英国制造业发展 与复苏的政策。报告展望了2050年制造业的发展状况,并
21、据此分析英国制造业的机遇和挑战。报告的主要观点是科技改变生 产、信息通信技术、新材料等科技将在未来与产品和生产网络融合,极大改变产品的设计、制造、提供,甚至使用方式。报告认 为,未来制造业的主要趋势是个性化的低成本产品需求增大、生产重新分配和制造价值链的数字化。制造业不再是“制造后销 售”,而是转变为“服务+再制造(以生产为中心的价值链)”,这将对制造业的生产过程和技术、制造地点、供应链、人才, 甚至文化产生重大影响。 5.印度印度制造业国家战略 2004年5月,辛格政府宣誓就职后,提出设立国家制造业竞争委员会,以加强和维持食品加工、纺织服装等制造业的发展。 该委员会还在2005年发布了印度制
22、造业国家战略白皮书,称印度每年需要在农业以外创造700万至800万个就业岗位,劳动 密集型的制造业是唯一能实现如此多就业机会的来源。 第1章 智能制造概述 1.1 智能制造的背景 1.1.1 国外智能制造的背景 1.德国工业4.0 德国制造业在全球是最具有竞争力的行业之一,特别是在装备制造领域,拥有专业、创新的工业科技产品、科研开发管理, 以及复杂工业过程的管理体系;在信息技术方面,其以嵌入式系统和自动化为代表的技术处于世界领先水平。以制造“+互联 网”技术为基础,德国在2013年4月正式推出“工业4.0”的概念,其核心是通过CPS(Cyber-Physical System)将生产过程中 的
23、供应、制造、销售信息进行数据化、智能化,达到快速、有效、个体化的产品供应,目的是提高德国工业竞争力,以在新一轮 工业革命中占领先机。工业4.0已经上升为国家战略之一。工业4.0的内涵是基本模式由集中式控制向分散式增强型控制转变,建 立一个高度灵活的个体化、数字化的产品与服务的生产模式,进行产业链分工重组。图1-1为德国工业发展历程。 图1-1 德国工业发展历程 工业4.0的显著特征是:以建立智能工厂、智能生产体系、智能物流为主题,通过价值链实现横向集成,通过网络化制造系 统实现纵向集成,通过信息和物理融合实现工程端到端的集成。工业4.0提出了八大计划: 1)标准化和参考架构。 2)为工业建立宽
24、带基础设施,同时,这套宽带网络必须满足工控网络的各项性能指标。 3)安全和保障:包括物理安全、功能安全、信息安全三个方面。对于信息安全应该理性化认识,否则将会浪费更多成本, 且仍达不到信息安全的要求。 4)管理复杂系统。 5)工作的组织和设计。 6)培训和持续的专业发展。 7)监管框架。 8)资源利用效率。 2.美国先进制造业国家战略计划 美国依靠其强大的互联网能力,提出以“互联网+”制造为基础的再工业化之路。在2011年提出“先进制造业伙伴关 系”(Advanced Manufacturing Partnership,AMP)AMP 2.0,以期通过政府、高校、企业的合作来强化美国的制造 业
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 智能 制造 体系 构建 面向 中国 2025 实施 路线 html
链接地址:https://www.31doc.com/p-5518955.html