智能制造典型場景參考指引

導(dǎo)讀

INTRODUCTION

智能制造場景是指面向制造全過程的單個或多個環(huán)節(jié)，通過新一代信息技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)的深度融合，實現(xiàn)具備協(xié)同和自治特征、具有特定功能和實際價值的應(yīng)用。根據(jù)“十三五”以來智能制造發(fā)展情況和企業(yè)實踐，結(jié)合技術(shù)創(chuàng)新和融合應(yīng)用發(fā)展趨勢，凝練總結(jié)了15個環(huán)節(jié)52個智能制造典型場景，作為智能制造示范工廠建設(shè)的參考。

PART01工廠設(shè)計

通過三維建模、系統(tǒng)仿真、設(shè)計優(yōu)化和模型移交，實現(xiàn)基于模型的工廠規(guī)劃、設(shè)計和交付，提高設(shè)計效率和質(zhì)量，降低成本。

1. 車間/工廠數(shù)字化設(shè)計。應(yīng)用工廠三維設(shè)計與仿真軟件，集成工廠信息模型、制造系統(tǒng)仿真、專家系統(tǒng)和AR/VR等技術(shù)，高效開展工廠規(guī)劃、設(shè)計和仿真優(yōu)化。

2. 車間/工廠數(shù)字化交付。搭建數(shù)字化交付平臺，集成虛擬建造、虛擬調(diào)試、大數(shù)據(jù)和AR/VR等技術(shù)，實現(xiàn)基于模型的工廠數(shù)字化交付，打破工廠設(shè)計、建設(shè)和運(yùn)維期的數(shù)據(jù)壁壘，為工廠主要業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供基礎(chǔ)共性數(shù)據(jù)支撐。

PART02產(chǎn)品研發(fā)

通過原料物性分析、設(shè)計建模、仿真優(yōu)化和測試驗證，實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動的產(chǎn)品開發(fā)與技術(shù)創(chuàng)新，提高設(shè)計效率，縮短研發(fā)周期。

3. 產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計與仿真。應(yīng)用計算機(jī)輔助設(shè)計工具（CAD、CAE等）和設(shè)計知識庫，集成三維建模、有限元仿真、虛擬測試等技術(shù)，應(yīng)用新材料、新工藝，開展基于模型的產(chǎn)品設(shè)計、仿真優(yōu)化和測試。

4. 原料性質(zhì)表征與配方研發(fā)。建設(shè)物性表征系統(tǒng)或配方管理系統(tǒng)，應(yīng)用快速評價、在線制備檢測、流程模擬和材料試驗等技術(shù)，創(chuàng)建原料物性數(shù)據(jù)庫和模型庫，優(yōu)化原料選擇和配方設(shè)計，支撐生產(chǎn)全過程質(zhì)量優(yōu)化和效益優(yōu)化。

PART03工藝設(shè)計

通過制造機(jī)理分析、工藝過程建模和虛擬制造驗證，實現(xiàn)工藝設(shè)計數(shù)字化和工藝技術(shù)創(chuàng)新，提高工藝開發(fā)效率，保障工藝可行性。

5. 離散型工藝數(shù)字化設(shè)計。應(yīng)用計算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計工具（CAPP）和工藝知識庫，采用高效加工、精密裝配等先進(jìn)制造工藝，集成三維建模、仿真驗證等技術(shù)，進(jìn)行基于模型的離散工藝設(shè)計。

6. 流程型工藝數(shù)字化設(shè)計。建設(shè)工藝技術(shù)系統(tǒng)和工藝知識庫，結(jié)合原料物性表征、工藝機(jī)理分析、過程建模和工藝集成等技術(shù)，開展過程工藝設(shè)計與流程全局優(yōu)化。

PART04計劃調(diào)度

通過市場訂單預(yù)測、產(chǎn)能平衡分析、生產(chǎn)計劃制定和智能排產(chǎn)，開展訂單驅(qū)動的計劃排程，優(yōu)化資源配置，提高生產(chǎn)效率。

7. 生產(chǎn)計劃優(yōu)化。構(gòu)建企業(yè)資源計劃系統(tǒng)（ERP），應(yīng)用約束理論、尋優(yōu)算法和專家系統(tǒng)等技術(shù)，實現(xiàn)基于采購提前期、安全庫存和市場需求的生產(chǎn)計劃優(yōu)化。

8. 車間智能排產(chǎn)。應(yīng)用高級計劃排程系統(tǒng)（APS），集成調(diào)度機(jī)理建模、尋優(yōu)算法等技術(shù)，進(jìn)行基于多約束和動態(tài)擾動條件下的車間排產(chǎn)優(yōu)化。

9. 精準(zhǔn)作業(yè)派工。依托制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES），建立人員技能庫、崗位資質(zhì)庫等，開展基于人崗匹配、人員績效的精準(zhǔn)人員派工。

PART05生產(chǎn)作業(yè)

通過資源動態(tài)調(diào)配、工藝過程精確控制、智能加工和裝配、人機(jī)協(xié)同作業(yè)和精益生產(chǎn)管理，實現(xiàn)智能化生產(chǎn)作業(yè)和精細(xì)化生產(chǎn)管控，提高生產(chǎn)效率，降低成本。

10. 產(chǎn)線柔性配置。應(yīng)用模塊化、成組和產(chǎn)線重構(gòu)等技術(shù)，搭建柔性可重構(gòu)產(chǎn)線，實現(xiàn)產(chǎn)線適應(yīng)訂單、工況等變化的快速調(diào)整。

11. 資源動態(tài)組織。構(gòu)建制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES），集成大數(shù)據(jù)、運(yùn)籌優(yōu)化、專家系統(tǒng)等技術(shù)，實現(xiàn)人力、設(shè)備、物料等制造資源的動態(tài)配置。

12. 先進(jìn)過程控制。依托先進(jìn)過程控制系統(tǒng)（APC），融合工藝機(jī)理分析、實時優(yōu)化和預(yù)測控制等技術(shù)，實現(xiàn)精準(zhǔn)、實時和閉環(huán)過程控制。

13. 工藝流程/參數(shù)動態(tài)調(diào)優(yōu)。搭建生產(chǎn)過程全流程一體化管控平臺，應(yīng)用工藝機(jī)理分析、流程建模和機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)，開展工藝流程和參數(shù)的動態(tài)優(yōu)化調(diào)整。

14. 人機(jī)協(xié)同作業(yè)。集成機(jī)器人、高端機(jī)床、人機(jī)交互設(shè)備等智能裝備，應(yīng)用AR/VR、機(jī)器視覺等技術(shù)，實現(xiàn)生產(chǎn)的高效組織和作業(yè)協(xié)同。

15. 精益生產(chǎn)管理。依托制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES），應(yīng)用六西格瑪、6S管理和定置管理等精益工具和方法，開展基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的人、機(jī)、料等精確管控，消除生產(chǎn)浪費。

PART06倉儲配送

通過精準(zhǔn)配送計劃、自動出入庫（進(jìn)出廠）、自動物流配送和跟蹤管理，實現(xiàn)精細(xì)庫存管理和高效物流配送，提高物流效率和降低庫存量。

16. 智能倉儲。集成智能倉儲（儲運(yùn)）裝備，建設(shè)倉儲管理系統(tǒng)（WMS），應(yīng)用條碼、射頻識別、智能傳感等技術(shù)，依據(jù)實際生產(chǎn)作業(yè)計劃，實現(xiàn)物料自動入庫（進(jìn)廠）、盤庫和出庫（出廠）。

17. 精準(zhǔn)配送。應(yīng)用倉儲管理系統(tǒng)（WMS）和智能物流裝備，集成視覺/激光導(dǎo)航、室內(nèi)定位和機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)，實現(xiàn)動態(tài)調(diào)度、自動配送和路徑優(yōu)化。

18. 物料實時跟蹤。應(yīng)用制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）或倉儲管理系統(tǒng)（WMS），采用識別傳感、定位追蹤、物聯(lián)網(wǎng)和5G等技術(shù)，實現(xiàn)原材料、在制品和產(chǎn)成品流轉(zhuǎn)的全程跟蹤。

PART07質(zhì)量管控

通過智能在線檢測、質(zhì)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析和全流程質(zhì)量追溯，實現(xiàn)精細(xì)化質(zhì)量管控，降低不合格品率，持續(xù)提升產(chǎn)品質(zhì)量。

19. 智能在線檢測。應(yīng)用智能檢測裝備，融合缺陷機(jī)理分析、物性和成分分析和機(jī)器視覺等技術(shù)，開展產(chǎn)品質(zhì)量等在線檢測、分析和結(jié)果判定。

20. 質(zhì)量精準(zhǔn)追溯。建設(shè)質(zhì)量管理系統(tǒng)（QMS），集成條碼、標(biāo)識和區(qū)塊鏈等技術(shù)，采集產(chǎn)品原料、生產(chǎn)過程、客戶使用的質(zhì)量信息，實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量精準(zhǔn)追溯。

21. 產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)化。依托質(zhì)量管理系統(tǒng)（QMS）和知識庫，集成質(zhì)量設(shè)計優(yōu)化、質(zhì)量機(jī)理分析等技術(shù)，進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量影響因素識別、缺陷分析預(yù)測和質(zhì)量優(yōu)化提升。

PART08設(shè)備管理

通過自動巡檢、維修管理、在線運(yùn)行監(jiān)測、故障預(yù)測和運(yùn)行優(yōu)化，實現(xiàn)精細(xì)化設(shè)備管理和預(yù)測性維護(hù)，提升設(shè)備運(yùn)行效率、可靠性和精度保持性。

22. 自動巡檢。應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人、智能巡檢裝備和設(shè)備管理系統(tǒng)，集成故障檢測、機(jī)器視覺、AR/VR和5G等技術(shù)，實現(xiàn)對設(shè)備的高效巡檢和異常報警等。

23. 智能維護(hù)管理。建設(shè)設(shè)備管理系統(tǒng)，應(yīng)用大數(shù)據(jù)和AR/VR等技術(shù)，開展檢維修計劃優(yōu)化、資源配置優(yōu)化，虛擬檢維修方案驗證與技能實訓(xùn)。

24. 在線運(yùn)行監(jiān)測與故障診斷。建設(shè)設(shè)備管理系統(tǒng)，融合智能傳感、故障機(jī)理分析、機(jī)器學(xué)習(xí)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，實現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)判定、性能分析和故障預(yù)警。

25. 預(yù)測性維護(hù)與運(yùn)行優(yōu)化。構(gòu)建故障預(yù)測與健康管理系統(tǒng)（PHM），集成故障機(jī)理分析、大數(shù)據(jù)、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)，進(jìn)行設(shè)備失效模式判斷、預(yù)測性維護(hù)及運(yùn)行參數(shù)調(diào)優(yōu)。

26. 資產(chǎn)全生命周期管理。建立企業(yè)資產(chǎn)管理系統(tǒng)（EAM），應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)，實現(xiàn)資產(chǎn)運(yùn)行、檢維修、改造、報廢的全生命周期管理。

PART09安全管控

通過安全隱患識別、安全態(tài)勢感知、安全事件決策和應(yīng)急聯(lián)動響應(yīng)，實現(xiàn)面向全環(huán)節(jié)的安全綜合管控，確保安全風(fēng)險的可預(yù)知和可控制。

27. 安全風(fēng)險實時監(jiān)測與識別。依托安全感知裝置和安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)，集成危險和可操作性分析、機(jī)器視覺等技術(shù)，進(jìn)行安全風(fēng)險動態(tài)感知和精準(zhǔn)識別。

28. 安全事件智能決策與應(yīng)急聯(lián)動。基于安全事件聯(lián)動響應(yīng)處置機(jī)制和應(yīng)急處置預(yù)案庫，融合大數(shù)據(jù)、專家系統(tǒng)等技術(shù)，實現(xiàn)安全事件處置的智能決策和快速響應(yīng)。

29. ?；分悄芄芸亍＝ㄔO(shè)?；饭芾硐到y(tǒng)，應(yīng)用智能傳感、理化特征分析和專家系統(tǒng)等技術(shù)，實現(xiàn)危化品存量、位置、狀態(tài)的實時監(jiān)測、異常預(yù)警與全過程管控。

30. 危險作業(yè)自動化。依托自動化裝備，集成智能傳感、機(jī)器視覺和5G等技術(shù)，實現(xiàn)危險作業(yè)環(huán)節(jié)的少人化、無人化。

PART010能源管理

通過能耗全面監(jiān)測、能效分析優(yōu)化和能源平衡調(diào)度，實現(xiàn)面向制造全過程的精細(xì)化能源管理，提高能源利用率，降低能耗成本。

31. 能耗數(shù)據(jù)監(jiān)測。建立能源管理系統(tǒng)（EMS），集成智能傳感、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，開展全環(huán)節(jié)、全要素能耗數(shù)據(jù)采集、計量和可視化監(jiān)測。

32. 能效優(yōu)化。依托能源管理系統(tǒng)（EMS），應(yīng)用能效優(yōu)化機(jī)理分析、大數(shù)據(jù)和深度學(xué)習(xí)等技術(shù)，基于設(shè)備運(yùn)行參數(shù)或工藝參數(shù)優(yōu)化，實現(xiàn)能源利用率提升。

33. 能源平衡與調(diào)度。依托能源管理系統(tǒng)（EMS），融合機(jī)理分析、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，進(jìn)行能源消耗量預(yù)測，實現(xiàn)關(guān)鍵裝備、關(guān)鍵環(huán)節(jié)能源的綜合平衡與優(yōu)化調(diào)度。

PART011環(huán)保管控

通過污染源管理與環(huán)境監(jiān)測、排放預(yù)警與管控、固廢處置與再利用，實現(xiàn)環(huán)保精細(xì)管控，降低污染物排放，消除環(huán)境污染風(fēng)險。

34. 污染源管理與環(huán)境監(jiān)測。構(gòu)建環(huán)保管理平臺，應(yīng)用機(jī)器視覺、智能傳感和大數(shù)據(jù)等技術(shù)，開展污染源管理，實現(xiàn)全過程環(huán)保數(shù)據(jù)的采集、監(jiān)控與報警。

35. 排放預(yù)警與管控。依托環(huán)保管理平臺，集成機(jī)器視覺、智能傳感和大數(shù)據(jù)等技術(shù)，實現(xiàn)排放實時監(jiān)測、分析預(yù)警和排放優(yōu)化方案輔助決策。

36. 固廢處置與再利用。搭建固廢信息管理平臺，融合條碼、物聯(lián)網(wǎng)和5G等技術(shù)，進(jìn)行固廢處置與循環(huán)再利用全過程監(jiān)控、追溯。

37. 碳資產(chǎn)管理。開發(fā)碳資產(chǎn)管理平臺，集成智能傳感、大數(shù)據(jù)和區(qū)塊鏈等技術(shù)，實現(xiàn)全流程碳排放追蹤、分析、核算和交易。

PART012營銷管理

通過市場趨勢預(yù)測、用戶需求挖掘、客戶數(shù)據(jù)分析和銷售計劃優(yōu)化，實現(xiàn)需求驅(qū)動的精準(zhǔn)營銷，提高營銷效率，降低營銷成本。

38. 市場快速分析預(yù)測。應(yīng)用大數(shù)據(jù)、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)，實現(xiàn)對市場未來供求趨勢、影響因素及其變化規(guī)律的精準(zhǔn)分析、判斷和預(yù)測。

39. 銷售計劃動態(tài)優(yōu)化。依托客戶關(guān)系管理系統(tǒng)（CRM），應(yīng)用大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)，挖掘分析客戶信息，構(gòu)建用戶畫像和需求預(yù)測模型，制定精準(zhǔn)銷售計劃。

40. 銷售驅(qū)動業(yè)務(wù)優(yōu)化。通過銷售管理系統(tǒng)與設(shè)計、生產(chǎn)、物流等系統(tǒng)集成，應(yīng)用大數(shù)據(jù)、專家系統(tǒng)等技術(shù)，根據(jù)客戶需求變化，動態(tài)調(diào)整設(shè)計、采購、生產(chǎn)、物流等方案。

PART013售后服務(wù)

通過服務(wù)需求挖掘、主動式服務(wù)推送和遠(yuǎn)程產(chǎn)品運(yùn)維服務(wù)等，實現(xiàn)個性化服務(wù)需求的精準(zhǔn)響應(yīng)，不斷提升產(chǎn)品體驗，增強(qiáng)客戶粘性。

41. 主動客戶服務(wù)。建設(shè)客戶關(guān)系管理系統(tǒng)（CRM），集成大數(shù)據(jù)、知識圖譜和自然語言處理等技術(shù)，實現(xiàn)客戶需求分析、精細(xì)化管理，提供主動式客戶服務(wù)。

42. 產(chǎn)品遠(yuǎn)程運(yùn)維。建立產(chǎn)品遠(yuǎn)程運(yùn)維管理平臺，集成智能傳感、大數(shù)據(jù)和5G等技術(shù)，實現(xiàn)基于運(yùn)行數(shù)據(jù)的產(chǎn)品遠(yuǎn)程運(yùn)維、預(yù)測性維護(hù)和產(chǎn)品設(shè)計的持續(xù)改進(jìn)。

43. 數(shù)據(jù)增值服務(wù)。分析產(chǎn)品的運(yùn)行工況、維修保養(yǎng)、故障缺陷等數(shù)據(jù)，應(yīng)用大數(shù)據(jù)、專家系統(tǒng)等技術(shù)，提供專業(yè)服務(wù)、設(shè)備估值、融資租賃、資產(chǎn)處置等新業(yè)務(wù)。

PART014供應(yīng)鏈管理

通過采購策略優(yōu)化、供應(yīng)鏈可視化、物流監(jiān)測優(yōu)化、風(fēng)險預(yù)警與彈性管控等，實現(xiàn)供應(yīng)鏈智慧管理，提升供應(yīng)鏈效能、柔性和韌性。

44. 采購策略優(yōu)化。建設(shè)供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)（SCM），集成大數(shù)據(jù)、尋優(yōu)算法和知識圖譜等技術(shù)，實現(xiàn)供應(yīng)商綜合評價、采購需求精準(zhǔn)決策和采購方案動態(tài)優(yōu)化。

45. 供應(yīng)鏈可視化。搭建供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)（SCM），融合大數(shù)據(jù)和區(qū)塊鏈等技術(shù)，打通上下游企業(yè)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)供應(yīng)鏈可視化監(jiān)控和綜合績效分析。

46. 物流實時監(jiān)測與優(yōu)化。依托運(yùn)輸管理系統(tǒng)（TMS），應(yīng)用智能傳感、物聯(lián)網(wǎng)、實時定位和深度學(xué)習(xí)等技術(shù)，實現(xiàn)運(yùn)輸配送全程跟蹤和異常預(yù)警，裝載能力和配送路徑優(yōu)化。

47. 供應(yīng)鏈風(fēng)險預(yù)警與彈性管控。建立供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)（SCM），集成大數(shù)據(jù)、知識圖譜和遠(yuǎn)程管理等技術(shù)，開展供應(yīng)鏈風(fēng)險隱患識別、定位、預(yù)警和高效處置。

PART015模式創(chuàng)新

面向企業(yè)全價值鏈、產(chǎn)品全生命周期和全資產(chǎn)要素，通過新一代信息技術(shù)和先進(jìn)制造技術(shù)融合，推動制造模式和商業(yè)模式創(chuàng)新，創(chuàng)造新價值。

48. 用戶直連制造。通過用戶和企業(yè)的深度交互，提供滿足個性化需求的產(chǎn)品定制設(shè)計、柔性化生產(chǎn)和個性化服務(wù)等，創(chuàng)造獨特的客戶價值。

49. 大批量定制。通過生產(chǎn)柔性化、敏捷化和產(chǎn)品模塊化，根據(jù)客戶的個性化需求，以大批量生產(chǎn)的低成本、高質(zhì)量和高效率提供定制化的產(chǎn)品和服務(wù)。

50. 共享制造。建立制造能力交易平臺，推動供需對接，將富余的制造能力通過以租代買、分時租賃、按件計費等多種模式對外輸出，促進(jìn)行業(yè)內(nèi)制造資源的優(yōu)化配置。

51. 網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造?；诰W(wǎng)絡(luò)協(xié)同平臺，推動企業(yè)間設(shè)計、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等環(huán)節(jié)緊密連接，實現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的制造資源配置和生產(chǎn)業(yè)務(wù)并行協(xié)同。

52. 基于數(shù)字孿生的制造。應(yīng)用建模仿真、多模型融合等技術(shù)，構(gòu)建裝備、產(chǎn)線、車間、工廠等不同層級的數(shù)字孿生系統(tǒng)，實現(xiàn)物理世界和虛擬空間的實時映射，推動感知、分析、預(yù)測和控制能力的全面提升。

審核編輯 ：李倩