“智能制造”在各行业各领域实践应用概述-工厂物流（非标）设备/产线/系统集成自动化厂商

“智能制造”在各行业各领域实践应用概述

—— “智能制造”包含现有技术：WMS/WCS自动化仓储管控系统软件、自动化立体仓库/智能仓储系统AS/RS、产品/邮政快件/电商包裹扫码称重测体积DWS、生产制造执行系统MES、制造数据采集与状态管理系统MDC、分布式数控DNC、工业物联网IIoT、进阶生产规划及排程系统APS等技术

智能制造“八大”基础性“系统”(WMS、WCS、AS/RS、DWS、MES、MDC、DNC、IIoT、APS)阐述

WMS/WCS（Warehouse Management System），简称仓库管理/控制系统，是通过入库业务、出库业务、仓库调拨、库存调拨和虚仓管理等功能，对批次管理、物料对应、库存盘点、质检管理、虚仓管理和即时库存管理等功能综合运用的管理系统，有效控制并跟踪仓库业务的物流和成本管理全过程，实现或完善的企业仓储信息管理。该系统可以独立执行库存操作，也可与其他系统的单据和凭证等结合使用，可为企业提供更为完整企业物流管理流程和财务管理信息。

WCS（Warehouse Control System），简称仓储控制系统，用于仓库管理，协调各种物流设备（如输送机、堆垛机、穿梭车、机器人、AGV小车等物流设备之间的运行，采用C/S架构，主要通过任何引擎和消息引擎，优化分解任何、分析执行路径，为上层系统的调度指令提供纸箱保障和优化，实现对各种设备系统接口的集成、统一调度和监控）

AS/RS(Automated Storage and Retrieval System)，简称自动化立体仓库/智能仓储系统，工厂物流产品货物立体存储，自动存取。

DWS（Dimensionning Weighing Scanning），简称扫码称重体积测量系统，用于工厂产线产品重量与包装数量完整性检测，或物流货物的重量与尺寸检测。

MES(Manufacturing Execution System)，简称制造企业生产过程执行系统，是一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统。MES 可以为企业提供包括制造数据管理、计划排产管理、生产调度管理、库存管理、质量管理、人力资源管理、工作中心/设备管理、工具工装管理、采购管理、成本管理、项目看板管理、生产过程控制、底层数据集成分析、上层数据集成分解等管理模块，为企业打造一个扎实、可靠、全面、可行的制造协同管理平台。

DNC(Distributed Numerical Control)，简称为分布式数控，意为直接数字控制或分布数字控制，是实现CAD/CAM和计算机辅助生产管理系统集成的纽带，是机械加工自动化的又一种形式。DNC系统能够实现车间数控设备及生产工位的统一联网管理，支持数控设备的在线加工、NC程序的断点续传、在线远程请求和历史追溯等，提高企业数控设备的生产效率。

MDC（Manufacturing Data Collection），简称生产数据采集系统，是一套用来实时采集、并报表化和图表化车间的详细制造数据和过程的软硬件解决方案。MDC 通过多种灵活的方法获取生产现场的实时数据（包括设备、人员和生产任务等），将其存储在Access , SQL 和 Oracle 等数据库，并以精益制造(Lean Manufacturing)管理理念为基础，结合系统自带的近100种专用计算、分析和统计方法，以25,000多种报告和图表直观反映当前或过去某段时间的生产状况，帮助企业生产部门通过反馈信息做出科学和有效的决策。

IIoT(Industrial Internet of Things)，简称工业物联网，也称为工业互联网，是先进的机器，互联网技术和专业的技术人员的集合。通过通信技术把各种设备连接起来，使系统能够以前所未有的方式监控，收集，交换，分析和提供有价值的新见解。这些见解可以帮助工业企业更智能，更快速的进行业务决策。

APS(Advanced Planning and Scheduling)，简称进阶生产规划及排程系统,又名高级计划与排程，是利用先进的信息科技及规划技术，例如遗传算法﹝Genetic Algorithm﹞、限制理论﹝Theory of Constraints﹞、运筹学 ﹝Operations Research﹞、生产仿真﹝Simulation﹞及限制条件满足技术﹝Constraint Satisfaction Technique﹞等，在考虑企业资源﹝主要为物料与产能﹞限制条件与生产现场的控制与派工法则下，规划可行的物料需求计划与生产排程计划，以满足顾客需求及面对竞争激烈的市场。进阶生产规划及排程亦提供了what-if 的分析，可以让规划者快速结合生产信息﹝如订单、途程、存货、BOM与产能限制等﹞，作出平衡企业利益与顾客权益的最佳规划和决策。

智能工厂的建设原则

经过深入研究工业4.0、中国制造2025等战略，结合十多年数字化车间建设的经验，我们认为，制造企业应以中国制造2025为宗旨，以两化深度融合为突破口，参考德国工业4.0中的智能工厂模式及美国GE工业互联网等先进理念，结合企业实际情况，以人为本，建设“设备自动化、人员高效化、管理信息化”的中国特色的智能工厂。

智能制造是基于新一代信息技术的先进制造过程、系统与模式的总称。智能制造贯穿“设计、生产、管理、服务”等制造活动各环节，并具有信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等功能。智能制造整个过程中将智能装备（包括但不限于机器人、数控机床、自动化集成装备、3D打印等）通过通信技术有机连接起来，实现生产过程自动化;并通过各类感知技术收集生产过程中的各种数据，通过工业以太网等通信手段，以及各类系统优化软件提供生产方案，实现生产方案智能化。

可以说，国内人口红利逐渐消失的社会现实，以进口替代、机器换人为导向的政策趋势，以个性化生产、全球协作加深为突出特征的产业和经济要求，这些构成了智能制造在当前被金融和产业资本重点关注的原因。

智能制造引领产业提速增效

我国智能制造产业上下游的优秀企业，包括机器人厂商、核心元器件供应商、系统集成商、信息软件开发商、解决方案服务商、优质用户企业等逐一亮相，这是我国智能制造发展现状的一个缩影。

智能制造是“中国制造2025”的主攻方向。当前，我国机械、电子行业与软件和信息服务业“硬软”双轮驱动智能制造发展。其中，机械、电子行业转型升级和智能化改造取得一定成效：平板显示、计算机及通信设备、工程机械、客车、船舶等重点领域的龙头企业均具有了较强的数字化设计能力;客车、工程机械和船舶等高端机械装备关键生产工艺全部采用数控设备;龙头企业的网络化和信息化管理能力也已具备较好基础。同时，软件和信息服务业相继涌现了一批互联网运营平台;集成电路设计、信息安全、嵌入式软件等高附加值的高端业务增速加快，且不断向服务化转型。

我国制造业积极响应互联网时代日趋多样化、定制化、小型化的用户需求，培育了一批跨领域、多层级的系统集成商。作为从智能制造技术到制造业企业的一个桥梁，系统集成商的作用是合理布局涉及到智能制造的众多硬件和软件以实现所需要的特定功能。

智慧工厂、制造云、工业云等最新的制造业解决方案，能够将机器和设备所产生的数据汇集、挖掘、再利用，从而让人与机器、数据互联互通，形成新的数字工业生态，这也正是我国发展智能制造努力的方向。建立我国智能制造产业平台，下一步将加快建设区域工业云社区，鼓励企业上云，定期举办智能制造产业对接会，协助我国广大中小企业提升信息化、智能化水平，增强内生性竞争力，引领传统产业“智”造增速。

智能制造的应用

1、智能产品（Smart Product）

智能产品通常包括机械、电气和嵌入式软件，具有记忆、感知、计算和传输功能。典型的智能产品包括智能手机、智能可穿戴设备、无人机、智能汽车、智能家电、智能售货机、智能装备以及众多智能硬件产品等。

2、智能服务（Smart Service）

基于传感器和物联网（IoT），可以感知产品的状态，从而进行预防性维修维护，及时帮助客户更换备品备件，甚至可以通过了解产品运行的状态，帮助客户带来商业机会。还可以采集产品运营的大数据，辅助企业进行市场营销的决策。此外，企业通过开发面向客户服务的APP，也是一种智能服务的手段，可以针对企业购买的产品提供有针对性的服务，从而锁定用户，开展服务营销。

3、智能装备（Smart Equipment）

制造装备经历了机械装备到数控装备的发展，目前正在逐步发展为智能装备。智能装备具有检测功能，可以实现在机检测，从而补偿加工误差，提高加工精度，还可以对热变形进行补偿。以往一些精密装备对环境的要求很高，现在由于有了闭环的检测与补偿，可以降低对环境的要求。

4、智能产线（Smart ProducTIon line）

很多行业的企业高度依赖自动化生产线，比如钢铁、化工、制药、食品饮料、烟草、芯片制造、电子组装、汽车整车和零部件制造等，实现自动化的加工、装配和检测，一些机械标准件生产也应用了自动化生产线，比如轴承。但是，装备制造企业目前还是以离散制造为主。很多企业的技术改造重点，就是建立自动化生产线、装配线和检测线。美国波音公司的飞机总装厂已建立了U型的脉动式总装线。自动化生产线可以分为刚性自动化生产线和柔性自动化生产线，柔性自动化生产线一般建立了缓冲。为了提高生产效率，工业机器人、吊挂系统在自动化生产线上应用越来越广泛。

5、智能车间（Smart workshop）

一个车间通常有多条生产线，这些生产线要么生产相似零件或产品，要么有上下游的装配关系。要实现车间的智能化，需要对生产状况、设备状态、能源消耗、生产质量、物料消耗等信息进行实时采集和分析，进行高效排产和合理排班，显著提高设备利用率（OEE）。因此，无论什么制造行业，制造执行系统（MES）成为企业的必然选择。

6、智能工厂（Smart Factory）

一个工厂通常由多个车间组成，大型企业有多个工厂。作为智能工厂，不仅生产过程应实现自动化、透明化、可视化、精益化，同时，产品检测、质量检验和分析、生产物流也应当与生产过程实现闭环集成。一个工厂的多个车间之间要实现信息共享、准时配送、协同作业。一些离散制造企业也建立了类似流程制造企业那样的生产指挥中心，对整个工厂进行指挥和调度，及时发现和解决突发问题，这也是智能工厂的重要标志。智能工厂必须依赖无缝集成的信息系统支撑，主要包括PLM、ERP、CRM、SCM和MES五大核心系统。大型企业的智能工厂需要应用ERP系统制定多个车间的生产计划（ProducTIonplanning），并由MES系统根据各个车间的生产计划进行详细排产（ProducTIonscheduling），MES排产的粒度是天、小时，甚至分钟。

7、智能研发（Smart R&D）

离散制造企业在产品研发方面，已经应用了计算机辅助设计、计算机辅助工程、计算机辅助工艺过程设计、计算机辅助制造等工具软件和产品生命周期管理、产品数据管理系统。企业要开发智能产品，需要机电软多学科的协同配合;要缩短产品研发周期，需要深入应用仿真技术，建立虚拟数字化样机，实现多学科仿真，通过仿真减少实物试验;需要贯彻标准化、系列化、模块化的思想，以支持大批量客户定制或产品个性化定制;需要将仿真技术与试验管理结合起来，以提高仿真结果的置信度。流程制造企业已开始应用PLM系统实现工艺管理、配方管理以及实验室信息管理。

8、智能管理（Smart Management）

制造企业核心的运营管理系统还包括人力资产管理系统（HCM）、客户关系管理系统（CRM）、企业资产管理系统（EAM）、能源管理系统（EMS）、供应商关系管理系统（SRM）、企业门户（EP）、业务流程管理系统（BPM）等，国内企业也把办公自动化（OA）作为一个核心信息系统。为了统一管理企业的核心主数据，近年来主数据管理（MDM）也在大型企业开始部署应用。实现智能管理和智能决策，最重要的条件是基础数据准确和主要信息系统无缝集成。

9、智能物流与供应链（Smart logisTIcs and SCM）

制造企业内部的采购、生产、销售流程都伴随着物料的流动，因此，越来越多的制造企业在重视生产自动化的同时，也越来越重视物流自动化，自动化立体仓库、无人引导小车（AGV）、智能吊挂系统得到了广泛的应用;而在制造企业和物流企业的物流中心，智能分拣系统、堆垛机器人、自动辊道系统的应用日趋普及。仓储管理系统和运输管理系统也受到制造企业和物流企业的普遍关注。

10、智能决策（Smart Decision Making）

企业在运营过程中，产生了大量的数据。一方面是来自各个业务部门和业务系统产生的核心业务数据，比如与合同、回款、费用、库存、现金、产品、客户、投资、设备、产量、交货期等数据，这些数据一般是结构化的数据，可以进行多维度的分析和预测，这就是业务智能（BusinessIntelligence，BI）技术的范畴，也被称为管理驾驶舱或决策支持系统。同时，企业可以应用这些数据提炼出企业的KPI，并与预设的目标进行对比，同时，对KPI进行层层分解，来对干部和员工进行考核，这就是企业绩效管理的范畴。从技术角度来看，内存计算是BI的重要支撑。