流程制造型工業(yè)企業(yè)智能制造探析

浙江中控技術(shù)股份有限公司 江泓

一、流程型智能制造模式

（一）構(gòu)建信息化和工業(yè)化融合的數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)

流程制造型企業(yè)智能制造建設(shè)需要：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集層次，制造設(shè)備設(shè)施操作層，制造執(zhí)行層，業(yè)務(wù)流程管理層，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分析應(yīng)用層，整體上分為五個(gè)層次：一是“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集層”，通過傳感器（溫度、濕度、震動(dòng)），液位儀，流量計(jì)等，連接分散控制系統(tǒng)DCS、可編程邏輯控制器PLC等控制裝置，通過在線儀器儀表數(shù)據(jù)采集，監(jiān)測(cè)制造設(shè)備運(yùn)行、并通過在線平臺(tái)上傳采集數(shù)據(jù)。二是制造設(shè)備設(shè)施操作層，根據(jù)生產(chǎn)工藝配方結(jié)合日、周、月的排產(chǎn)計(jì)劃，由現(xiàn)場(chǎng)工程師和操作人員按照配方管理系統(tǒng)，生產(chǎn)制造工藝流程管理系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作保障按質(zhì)按量完成排產(chǎn)計(jì)劃。三是制造執(zhí)行層，是對(duì)下下達(dá)管控指令，監(jiān)控相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)上上傳相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)，接收相關(guān)管理系統(tǒng)指令，起著承上啟下，上傳下達(dá)的重要作用，包括能源管理，設(shè)備管理，安全和環(huán)保監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（SIS），生計(jì)調(diào)系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)管理和質(zhì)量管理系統(tǒng)(LIMS)、生產(chǎn)來料評(píng)價(jià)系統(tǒng)等，虛擬現(xiàn)實(shí)模擬系統(tǒng)，并生成制造數(shù)據(jù)庫，將制造運(yùn)行目標(biāo)轉(zhuǎn)換成操作指令。四是業(yè)務(wù)流程管理層，以業(yè)務(wù)流程審批系統(tǒng)（IOA）和企業(yè)資源計(jì)劃管理（ERP）為管理主線，結(jié)合倉儲(chǔ)物流管理系統(tǒng)（WMS），人力資源管理系統(tǒng)（HRS），主要通過業(yè)務(wù)流程集成管理對(duì)企業(yè)的經(jīng)營全過程進(jìn)行平臺(tái)一體化管理，使企業(yè)資源利用最優(yōu)化。五是業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分析應(yīng)用層，以業(yè)務(wù)智能分析系統(tǒng)（BI）為基礎(chǔ)，建立多維度的（包括決策、業(yè)務(wù)、運(yùn)行、執(zhí)行、操作）需求的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，通過系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析，不斷糾錯(cuò)，實(shí)現(xiàn)管理最優(yōu)。

（二）建立管控中心，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成

流程型制造企業(yè)在完成產(chǎn)成品時(shí)生產(chǎn)工藝過程是連續(xù)進(jìn)行的。為此，建立統(tǒng)一集中的制造管控中心非常必要，應(yīng)具有在線設(shè)備管理、安環(huán)管理、生產(chǎn)工藝管控、生計(jì)調(diào)管理、質(zhì)量管理、能源管理，質(zhì)量管理等同制造相關(guān)的管理職能，通過系統(tǒng)集成把生產(chǎn)運(yùn)行全流程優(yōu)化、安環(huán)監(jiān)測(cè)、先進(jìn)控制（APC）、在線監(jiān)控等系統(tǒng)集成，為智能制造提供保障。

（三）多系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)一體化應(yīng)用

流程型制造企業(yè)要保障生產(chǎn)正常運(yùn)行，需要多系統(tǒng)集成，數(shù)據(jù)一體化平臺(tái)應(yīng)用，使工作效率和工作質(zhì)量大幅度提升，通過智能制造多系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)了制造管控中心與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備設(shè)施操作人員及時(shí)互通。當(dāng)傳感器（溫度、濕度、震動(dòng)），液位儀，流量計(jì)等，連接分散控制系統(tǒng)DCS、可編程邏輯控制器PLC等控制裝置監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息異常，可以按照異常等級(jí)進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警，現(xiàn)場(chǎng)工程師和操作人員可以及時(shí)處理這些異常信息，同時(shí)這些異常信息通過系統(tǒng)反饋到制造管控中心，如果現(xiàn)場(chǎng)工程師和操作人員無法處理，管控中心可以根據(jù)專家系統(tǒng)或者歷史數(shù)據(jù)對(duì)比運(yùn)行參數(shù)、設(shè)備信息等數(shù)據(jù)作出研判，給出解決方案，并及時(shí)向現(xiàn)場(chǎng)發(fā)出指令，解決問題，如果出現(xiàn)危急情況，可以通知現(xiàn)場(chǎng)人員采取應(yīng)急預(yù)案系統(tǒng)處理（SIS），通過制造數(shù)據(jù)一體化應(yīng)用，能夠大幅提高流程制造型企業(yè)的生產(chǎn)操作效率，保障按質(zhì)按量完成生產(chǎn)排產(chǎn)計(jì)劃，因數(shù)據(jù)都是現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)平穩(wěn)生產(chǎn)，通過智能控制使綜合效益比人工操作得到大大提高。

（四）生產(chǎn)物料收發(fā)一體化和產(chǎn)成品收發(fā)一體化，實(shí)現(xiàn)智能化的立體化倉庫收發(fā)運(yùn)作

流程型制造企業(yè)的物料因?yàn)檫\(yùn)輸方式的不同，主要分為液體物料和固體物料，液體物料主要配合存儲(chǔ)罐區(qū)物料管理收發(fā)，固體物料主要是固定倉庫管理，同時(shí)也要區(qū)分物料?；饭芾淼姆謪^(qū)，例如各種危化有毒腐蝕性液體原料化學(xué)品等收發(fā)必須嚴(yán)格按照安全環(huán)保生產(chǎn)規(guī)章制度執(zhí)行，應(yīng)用智能制造管理，減少了人為接觸，安全性和環(huán)保得到了智能自動(dòng)化管理保障，因此，建立生產(chǎn)物料收發(fā)液體化非常必要，同時(shí)，建立向上游供應(yīng)商的智能化收發(fā)和結(jié)算等系統(tǒng)，使物料倉庫收發(fā)供應(yīng)商物料、效率顯著提升，可以大大提升上游供應(yīng)商的滿意度，也使向生產(chǎn)線發(fā)料送料的效率顯著提升，可以顯著提升生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

流程制造型企業(yè)產(chǎn)成品也可以分為液體產(chǎn)品和固體產(chǎn)品，應(yīng)該建立同下游銷售業(yè)務(wù)聯(lián)網(wǎng)的智能化發(fā)貨和結(jié)算等系統(tǒng)，產(chǎn)成品出廠發(fā)貨應(yīng)該實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸車牌自動(dòng)識(shí)別，自動(dòng)稱重，流量遠(yuǎn)程控制和罐區(qū)自動(dòng)灌裝裝卸，到貨自動(dòng)結(jié)算等，可以大大提高了倉儲(chǔ)發(fā)貨結(jié)算效率。

（五）建設(shè)網(wǎng)絡(luò)化、生態(tài)化管控模式，實(shí)現(xiàn)企業(yè)效益和社會(huì)效益融合的高效管理模式

流程型制造企業(yè)通過建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集層次，制造設(shè)備設(shè)施操作層，制造執(zhí)行層，業(yè)務(wù)流程管理層，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分析應(yīng)用層，這五個(gè)層次的高級(jí)目標(biāo)是為了實(shí)現(xiàn)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)化和生態(tài)化管控，提升對(duì)各項(xiàng)企業(yè)管理指標(biāo)的預(yù)測(cè)，以及分析與輔助決策能力。通過流程化、網(wǎng)絡(luò)化的管理模式，努力達(dá)到生態(tài)化管控模式，實(shí)現(xiàn)企業(yè)效益和社會(huì)效益的高效融合運(yùn)行。

二、流程型企業(yè)智能制造的建設(shè)步驟

（一）明確需求，做好規(guī)劃

流程型企業(yè)智能制造規(guī)劃設(shè)計(jì)是首要階段，規(guī)劃設(shè)計(jì)的好壞，直接影響流程型企業(yè)智能制造建設(shè)的水平，主要有5個(gè)階段的規(guī)劃設(shè)計(jì)需求，由低到高，分別為初始階段、單元級(jí)階段，流程級(jí)階段、網(wǎng)絡(luò)級(jí)階段，生態(tài)級(jí)階段，初始級(jí)階段和單元級(jí)階段就要適合性考慮，流程級(jí)、網(wǎng)絡(luò)級(jí)、生態(tài)級(jí)階段的智能制造需求，從行業(yè)和企業(yè)層面進(jìn)行研究，智能制造具有行業(yè)性特點(diǎn)，同時(shí)也具有企業(yè)特點(diǎn)，根據(jù)企業(yè)5個(gè)不同階段的發(fā)展水平，規(guī)劃個(gè)性化的智能制造系統(tǒng)很有必要，主要有硬件設(shè)備設(shè)施智能自動(dòng)化生產(chǎn)制造設(shè)計(jì)和規(guī)劃，各級(jí)人員的崗位設(shè)計(jì)規(guī)劃、產(chǎn)品設(shè)計(jì)工藝技術(shù)規(guī)劃設(shè)計(jì)等方面，依托設(shè)備設(shè)施等裝備制造行業(yè)，融合設(shè)備管理，能源管理、生產(chǎn)管理、安全管理、環(huán)保管理，財(cái)務(wù)管理、經(jīng)營管理、業(yè)務(wù)流程管理、數(shù)據(jù)分析管理等信息化適合技術(shù)，規(guī)劃設(shè)計(jì)好每個(gè)階段實(shí)現(xiàn)整個(gè)流程型生產(chǎn)企業(yè)智能制造非常重要。

（二）數(shù)據(jù)導(dǎo)向，為企業(yè)戰(zhàn)略服務(wù)

智能制造是企業(yè)戰(zhàn)略實(shí)現(xiàn)的重要措施、步驟、手段和方法，數(shù)據(jù)集成、分析、運(yùn)用是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為此，企業(yè)需要建立主（大）數(shù)據(jù)中心，智能制造的實(shí)施會(huì)產(chǎn)生大量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)如果不進(jìn)行數(shù)據(jù)中心的系統(tǒng)集成、分析、運(yùn)用，就無法實(shí)現(xiàn)真正意義上的智能制造，在自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集設(shè)備、信息采集設(shè)備、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備、光纖網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)硬件設(shè)備設(shè)施規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)要保證，先進(jìn)和適宜相結(jié)合的理念，在規(guī)劃設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件系統(tǒng)和信息化軟件系統(tǒng)的開放融合性一定要作為首要考慮條件，例如選擇有OPC協(xié)議的設(shè)備等。

（三）信息化和工業(yè)化密切融合，實(shí)現(xiàn)智能制造不斷升級(jí)

智能制造升級(jí)分為5個(gè)階段的實(shí)施運(yùn)用，在初始級(jí)階段建立奠定良好基礎(chǔ)，單元級(jí)階段升級(jí)哪些智能制造系統(tǒng)，流程級(jí)階段如何建立好業(yè)務(wù)管理平臺(tái)，網(wǎng)絡(luò)級(jí)階段如何建立物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，智能終端、大數(shù)據(jù)等網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用，生態(tài)階段如何建立縱向上下游資源生態(tài)管控，橫向相關(guān)企業(yè)生態(tài)多贏協(xié)同，通過不斷的智能制造升級(jí)使企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競爭中得到不斷的發(fā)展和強(qiáng)大。

（四）建立業(yè)務(wù)流程管理系統(tǒng)（BPMS），適時(shí)業(yè)務(wù)流程優(yōu)化重組（BPR）

業(yè)務(wù)流程管理系統(tǒng)（BPMS）為實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程和組織優(yōu)化提供了條件，建立業(yè)務(wù)流程管理系統(tǒng)，使業(yè)務(wù)流程都在系統(tǒng)條件下進(jìn)行，每個(gè)業(yè)務(wù)流程完成的效率一目了然，同時(shí)為組織架構(gòu)優(yōu)化提供了條件，使組織結(jié)構(gòu)扁平化有了基礎(chǔ)，在智能制造方面業(yè)務(wù)流程優(yōu)化可以通過系統(tǒng)融合建設(shè)，利用系統(tǒng)數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)，對(duì)標(biāo)先進(jìn)，形成有數(shù)據(jù)支撐的決策，可以大大減少減少人員干預(yù)，讓數(shù)據(jù)為智能制造服務(wù)，實(shí)現(xiàn)智能優(yōu)化生產(chǎn)，最終實(shí)現(xiàn)全程智能制造運(yùn)作。

三、在流程型制造企業(yè)智能制造推廣探析

（一）加快行業(yè)企業(yè)先進(jìn)對(duì)標(biāo)，形成智能制造標(biāo)準(zhǔn)化之路

有句老話說“領(lǐng)先企業(yè)做標(biāo)準(zhǔn)”，實(shí)施智能制造標(biāo)準(zhǔn)化是加快推廣智能制造的重要方法，應(yīng)該積極組織行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)制定行業(yè)智能制造的標(biāo)準(zhǔn)化，從而帶動(dòng)一個(gè)行業(yè)的健康發(fā)展。通過邀請(qǐng)近年來國家級(jí)智能制造新模式、智能制造試點(diǎn)示范企業(yè)、利用這些企業(yè)實(shí)施經(jīng)驗(yàn)制定智能制造相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，組織并推廣他們智能制造經(jīng)驗(yàn)，鼓勵(lì)他們同國際先進(jìn)企業(yè)管理和技術(shù)指標(biāo)對(duì)標(biāo)，找出差距，縮短差距，鼓勵(lì)國內(nèi)同行業(yè)企業(yè)同這些先進(jìn)企業(yè)對(duì)標(biāo)優(yōu)化，成為行業(yè)強(qiáng)者。

（二）利用制度優(yōu)勢(shì)，強(qiáng)強(qiáng)合作，突破關(guān)鍵核心技術(shù)

社會(huì)主義制度優(yōu)勢(shì)是中國的特色，智能制造行業(yè)和跨行業(yè)合作是大勢(shì)所趨，通過國家組織，我們國家在智能制造的減速機(jī)、伺服電機(jī)、傳感器、芯片技術(shù)、服務(wù)器、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等關(guān)鍵核心技術(shù)和零部件方面已經(jīng)有了較大發(fā)展，但是，我們國家在高端減速機(jī)、高端伺服電機(jī)、高端傳感器、高端芯片技術(shù)、高端服務(wù)器、航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)、航空電子設(shè)備，同美國、日本、歐美等國家還存在一定差距，這些技術(shù)用金錢是無法買回和得到的，必須立足于自力更生，自主研發(fā)，國家應(yīng)集中專家人才，科研機(jī)構(gòu)、知名高校、行業(yè)先進(jìn)重點(diǎn)企業(yè)等資源，重點(diǎn)突破制約我國智能制造發(fā)展的技術(shù)瓶頸，科研攻關(guān)非常必要。同時(shí)，建立互聯(lián)網(wǎng)+智能制造重點(diǎn)城市，依托上海、北京、深圳、杭州、沈陽、廣州、天津、武漢、南京、西安、成都、重慶、鄭州、蘇州、無錫、大連、廈門、青島、合肥等智能制造重點(diǎn)城市，加快國家級(jí)智能制造創(chuàng)新中心建設(shè)，組織科研重點(diǎn)攻關(guān)，推進(jìn)科研成果轉(zhuǎn)化進(jìn)程。

（三）總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，向行業(yè)推廣

中國各級(jí)政府已經(jīng)推廣多年智能制造新模式，智能制造試點(diǎn)示范，建議各級(jí)政府要在總結(jié)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，把智能制造向生態(tài)智能制造方向發(fā)展，繼續(xù)組織搜集智能制造試點(diǎn)示范項(xiàng)目的進(jìn)展和成效，在行業(yè)中交流推廣，行業(yè)骨干智能制造企業(yè)經(jīng)驗(yàn)推廣會(huì)等，對(duì)于落后企業(yè)應(yīng)限期整改完成落后產(chǎn)能，否則就關(guān)停并轉(zhuǎn)淘汰出局。

智能制造是中國強(qiáng)國復(fù)興的必經(jīng)之路，是制造強(qiáng)國的組成部分，國家應(yīng)該鼓勵(lì)各個(gè)相關(guān)行業(yè)企業(yè)的智能制造經(jīng)驗(yàn)借鑒，先進(jìn)指標(biāo)對(duì)標(biāo)分析，應(yīng)充分考慮到智能制造的國家和行業(yè)需求等實(shí)際需要，通過中國智造的不斷發(fā)展，中國全面成為世界級(jí)的制造強(qiáng)國目標(biāo)一定能夠?qū)崿F(xiàn)。