智能製造.工業4.0及國內工廠智能化現狀分析

2011年的漢諾威工業博覽會上正式推出《工業4.0》，其核心目的是爲了提升德國工業的競爭力，在新一輪工業革命中佔領先機。隨後由德國政府列入《德國2020高技術戰略》中所提出的十大將來項目之一。該項目由德國聯邦教育局及研究部和聯邦經濟技術部聯合資助，投資預計達2億歐元。旨在提高製造業的智能化水平，創建具備適應性、資源效率及基因工程學的智慧工廠，在商業流程及價值流程中整合客戶及商業夥伴，其技術基礎是網絡實體系統及物聯網。

工業4.0技術支柱及特色

工業4.0是德國人提出的概念，是指利用物聯信息系統（Cyber—Physical System簡稱CPS）將生產中的供應，製造，銷售信息數據化、智慧化，最後達到快速、有效、個性化的產品供應。認爲製造業將來只能經過智能化的生產創造價值，即製造自己是創造價值的，德國在工業發展的不一樣階段均處於全球製造裝備領域領頭羊的地位，因此德國提出的工業4.0主要聚焦製造業的高端產業和高端環節。而美國則提出工業互聯網，以通用電氣（GE）爲表明，注重經過機器互聯、軟件及大數據分析，提高生產效率，創造數字工業的將來。

中國製造2025：兩化融合

2015年5月，國務院正式印發《中國製造2025》，部署全面推動實施製造強國戰略，中國製造2025核心和實質就是咱們一般提到的「兩化融合」：以信息化帶動工業化、以工業化促進信息化，走新型工業化道路。有些企業或行業還處於工業2.0時代，大部分企業處於工業3.0初級階段，與世界先進水平相比，中國製造業仍然大而不強，在自主創新能力、資源利用效率、產業結構水平、信息化程度、質量效益等方面差距明顯，中國製造2025是對製造業轉型升級的總體謀劃，不只要提出培育發展新興產業的路徑和措施，還要加大對量大面廣的傳統產業的改造升級力度，同時還要解決製造業創新能力、產品質量、工業基礎等一系列階段性的突出矛盾和問題。

《中國製造2025》發展路線

因此說中國的「兩化融合」是一個系統工程，軟件實施只是其中一環，諮詢實施一體化將單純的軟件實施擴展爲以前的IT戰略規劃、業務流程梳理、流程優化、非ERP的流程E化、管理和信息化應用提高等。

信息系統如何跟上企業的快速變革，支撐企業的發展戰略，信息系統必須可以支撐企業增收節支，實現精細化管理。同時，製造企業的發展也愈來愈須要藉助於併購、擴張，以及向上下游的延伸，所以，製造企業的組織形態正在迅速由單工廠變爲多工廠，由單組織變爲多組織；

知足企業從接單、評估、快速設計、計劃下達、物資採購、物流配送、生產過程、質量控制等多環節的快速拉動和響應，提高企業效率和客戶滿意度；

適應製造模式的變化：逐漸由離散製造變爲流水線製造、精益生產、敏捷製造，上下游企業間的協同商務管理；生產過程當中質量檢測、完工數據、設備運行等的實時採集，以及用於物料識別的條碼、RFID等技術的普遍應用與集成；

大數據決策分析須要。

製造企業業務驅動模型

當前，我國製造企業面臨着巨大的轉型壓力。一方面，勞動力成本迅速攀升、產能過剩、競爭激烈、客戶個性化需求日益增加等因素，迫使製造企業從低成本競爭策略轉向創建差別化競爭優點。在工廠層面，製造企業面臨着招工難，以及缺少專業技師的巨大壓力，必須實現減員增效，迫切須要推動智能工廠建設。另外一方面，物聯網、協做機器人、增材製造、預測性維護、機器視覺等新興技術迅速興起，爲製造企業推動智能工廠建設提供了良好的技術支撐。再加上國家和地方政府的大力扶持，使各行業愈來愈多的大中型企業開啓了智能工廠建設的征程。

我國汽車、家電、軌道交通、食品飲料、製藥、裝備製造等行業的企業對生產和裝配線進行自動化、智能化改造，以及創建全新的智能工廠的需求十分旺盛。目前，MES系統實現全程訂單執行管理，經過二維碼或者RFID進行全程追溯，實現機物互聯和人機互聯技術與方案逐步成型，部分製造企業嘗試對生產線進行MES部署及應用。

製造企業在推動智能工廠建設方面，還存在諸多問題：

重視硬件投入，忽略軟件系統應用：不少製造企業仍大量投入資金進行生產線自動化設備改造，大量購入高端數控設備，但卻沒有配備相應的軟件系統導致生產線及設備應用不足；

底層數據接口：企業在購買設備時沒有要求開放數據接口，部分設備還不能自動採集數據，沒有實現車間聯網；

企業運營方面還缺少信息系統支撐：與生產管理息息相關的製造BOM數據、工時數據、質量標準等數據嚴重缺失，有些自動化設備製造商不開放數據接口，錯把數據採集當成MES所有，形成生產排程、質量管控、物流過程效率低下，精準追溯更是沒法實現；

設備基礎資料維護不全，績效不高：不少公司對設備管理僅僅停留在臺帳階段，維護保養計劃嚴重確實，設備備件要麼缺失要麼大量堆積造成浪費，設備的健康狀態未進行有效管理，經常因爲設備故障形成非計劃性停機，影響生產；

存在大量信息化孤島和自動化孤島：ERP系統、MES系統、生產線數據採集系統各自爲政，各執己見，不少企業只好採用半手工、半自動化的方式管理數據，效率低下，準確性也難以保障，有些公司管理上任然採用手工計劃與排程模式，生產效率並未因大量的設備改造而獲得有效提高；

大功率無線數據傳輸與通信有待增強：大量的RFID與自動化數據採集系統經過有線傳輸不只現場改造麻煩，設備震動導致網絡接口鬆動常常發生，大功率無線數據傳輸技術普遍應用很是有必要。

製造執行系統組成與支撐