工廠智能化規劃方案精選(九篇)
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第1篇：工廠智能化規劃方案范文
“工業4.0” 這個大家耳熟能詳的概念，近幾年被反復提及。對于傳統企業來說，如何順應科技發展，完成技術突破，是一個艱難的挑戰。但金時印務卻憑借敏銳的市場嗅覺和對行業發展的深刻理解，捕捉到了“工業4.0”帶來的發展契機。
2015年，金時印務與長榮股份榮彩科技合作，在原有自動化設備的基礎上，開始了智能工廠的改造，為實現“工業4.0”打下了堅實的基礎，同時也在煙包印刷行業面臨下行壓力較大的環境下，為企業開辟了新的增長點。
此次金時印務智能工廠的改造重點為設備和生產流程的智能化改造。設備方面，使其具有信息采集能力，采集后的數據必須能無縫傳送到后端并累積成龐大的數據庫。生產流程方面，旨在通過智能化管理系統使得管理者能夠依據數據庫里沉淀下來的數據及物料、設備、人員、環境、工藝的動態變化，分析并制定出最佳的生產方案，為管理者及時看清企業的問題提供了基礎，也為管理者的正確決策提供了依據。值得一提的是，在改造的過程中，金時印務員工也進行了“智能升級”，確保智能化改造能夠真正執行運轉，發揮實效。
改造后的金時印務在各方面都有了較大突破。生產方面，訂單交貨周期縮短，產品質量控制更加細致準確，生產成本也大大降低。管理方面，企業的信息管理、資源管理和人員管理產生了真正的顛覆性變革，信息的傳遞效率、共享范圍、應用水平大大提高，資源的采集、規劃、利用更加快捷，人員的分工、安排、狀態更加科學合理。綜上所述，企業效益自然會有明顯的提升。
第2篇：工廠智能化規劃方案范文
從“信息化電廠”到“智慧電廠”之路
“信息化電廠”由傳統電廠通過使用常規信息化技術，如ERP、OA、企業郵箱、門禁、視頻監控等構建而成，旨在通過一系列信息化技術，提高日常工作效率和質量。但在實際應用中，由于信息未實現對象化、關聯化，往往存在信息孤島，各自為戰，效果不甚理想。
而“數字化電廠”基于流程工廠數據模型國際標準的工廠信息庫等信息系統形成的包括圖紙文件、數據、邏輯和物理模型相互關系的對象化和結構化的電廠信息模型環境，打通信息孤島，使業主在擁有物理資產的同時也擁有對應的信息資產。
“智慧電廠”是在“數字化電廠”基礎上，利用“互聯網+”技術，開發智能化信息資產管理手段，如云計算、大數據、物聯網、移動終端、智能應用（云大物移智）等，對電廠全生命周期中所有靜態和動態信息的綜合展示和智能分析管理，從而形成完整“智慧電廠”，并對全生命周期中的各項活動提供有效支持。
當前電廠信息化現狀及對策
目前國內大部分電廠都建立了一些信息化系統，但是普遍面臨缺乏信息資產管理標準（信息沒有標準化）；缺乏對象化、結構化基礎數據（信息沒有結構化）；信息共享程度不高，缺乏可視化靜態和動態信息綜合智能分析管理手段（信息沒有智能化）等問題。
針對國內電廠信息化現狀，電廠信息化管理者應該從信息標準化、信息數字化、信息智能化三個方面著手，從根本上解決電廠當前存在的問題。
WIZ工程全生命周期智慧解決方案
WIZ解決方案采用多維信息模型集成技術，在項目規劃、勘察、設計、施工、運營維護等各階段，對工程對象物理特征和功能特性信息通過數字化及可視化方式，實現全生命周期的多維信息模型數據共享，并支持對環境、能耗、經濟、質量、安全等方面的分析、檢查和模擬，為全過程的方案優化和科學決策提供依據。
WIZ解決方案在項目的基建期，通過KKS協同編碼系統和三維數字化建模，提供精確材料統計，減少現場碰撞返工，縮短工程建設安裝周期，提高建造質量，并減少現場管線管材、支吊架、電纜橋架及電纜電線和其它安裝材料的浪費，降低工程造價、縮短建設周期，為業主贏得可觀收益。
基建過程中，結合ISO 15926流程工廠數據模型國際標準和GB 32575發電工程數據移交國家標準，通過數字化移交和配套設計評審運用，一方面可以從運行維護角度改進設計，另一方面為調試運行維護提供顆粒度可拓展的基礎對象化、結構化資產數據。
WIZ解決方案在運維期通過虛擬現實系統提供仿真、驗證和虛擬培訓，利用智能傳感器采集設備運行數據，并結合設備維護數據、DCS設備實時數據、安全分析數據、自動控制數據等不斷變化的動態數據，將靜態的工程基礎信息與動態的工程運營信息結合起來，打通項目周期的信息流傳遞過程，為企業的運營管理提供有力的信息支持。
WIZ解決方案為企業帶來的效益
北京京能集團高安屯燃氣電廠采用WIZ Solution智慧解決方案，在基建期通過不斷三維碰撞檢查報告，指導現場施工作業，優化人力安排，縮短了現場施工工期，提高了工程質量，避免潛在的施工風險，綜合效益巨大。協助工程建設共計檢測出碰撞 520 余處。按照國內電力建設工程碰撞統計標準，平均 3.5 萬每處的費用計算，為公司減少了直接經濟損失1925 萬元。
第3篇：工廠智能化規劃方案范文
過去20年，互聯網是改變社會、改變商業最重要的技術；如今，物聯網的出現，讓許多物理實體具備了感知能力和數據傳輸的表達能力；未來，隨著移動互聯網、物聯網以及云計算和大數據技術的成熟，生產制造領域將具備收集、傳輸及處理大數據的高級能力，使制造業形成工業互聯網，帶動傳統制造業的顛覆與重構。
“工業互聯網”的概念最早是由美國通用電氣公司(GE)于2012年提出的，隨后聯合另外四家IT巨頭組建了工業互聯網聯盟(IIC)，將這一概念大力推廣開來。“工業互聯網”主要含義是，在現實世界中，機器、設備和網絡能在更深層次與信息世界的大數據和分析連接在一起，帶動工業革命和網絡革命兩大革命性轉變。
工業互聯網聯盟的愿景是使各個制造業廠商的設備之間實現數據共享。這就至少要涉及到互聯網協議、數據存儲等技術。而工業互聯網聯盟的成立目的在于通過制定通用的工業互聯網標準，利用互聯網激活傳統的生產制造過程，促進物理世界和信息世界的融合。
工業互聯網基于互聯網技術，使制造業的數據流、硬件、軟件實現智能交互。未來的制造業中，由智能設備采集大數據之后，利用智能系統的大數據分析工具進行數據挖掘和可視化展現，形成“智能決策”，為生產管理提供實時判斷參考，反過來指導生產，優化制造工藝(圖1)。
智能設備可以在機器、設施、組織和網絡之間實現共享促進智能協作，并將產生的數據發送到智能系統。
智能系統包括部署在組織內的機器設備，也包括互聯網中廣泛互聯的軟件。隨著越來越多的機器設備加入工業互聯網，實現貫通整個組主和網絡的智能設備協同效應成為可能。深度學習是智能系統內機器聯網的一個升級。每臺機器的操作經驗可以聚合為一個信息系統，以使得整套機器設備能夠不斷地自行學習，掌握數據分析和判斷能力。以往，在單個的機器設備上，這種深度學習的方式是不可能實現的。例如，從飛機上收集的數據加上航空地理位置與飛行歷史記錄數據，便可以挖掘出大量有關各種環境下的飛機性能的信息。通過這些大數據的挖掘與應用，可以使整個系統更聰明，從而推動一個持續的知識積累過程。當越來越多的智能設備連接到一個智能系統之中，結果將是系統不斷增強并能自主深度學習，而且變得越來越智能化。
工業互聯網的關鍵是通過大數據實現智能決策。當從智能設備和智能系統采集到了足夠的大數據時，智能決策其實就已經發生了。在工業互聯網中，智能決策對于應對系統越來越復雜的機器的互聯、設備的互聯、組織的互聯和龐大的網絡來說，十分必要。智能決策就是為了解決系統的復雜性。
當工業互聯網的三大要素——智能設備、智能系統、智能決策，與機器、設施、組織和網絡融合到一起的時候，其全部潛能就會體現出來。生產率提高、成本降低和節能減排所帶來的效益將帶動整個制造業的轉型升級。
所以說，“工業互聯網”代表了消費互聯網向產業互聯網的升級，增強了制造業的軟實力，使未來制造業向效率更高、更精細化發展。
“工業4.0”中的智能制造
2009到2012年歐洲深陷債務危機，德國經濟卻一枝獨秀，依然堅挺。德國經濟增長的動力來自其基礎產業——制造業所維持的國際競爭力。對于德國而言，制造業是傳統的經濟增長動力，制造業的發展是德國工業增長不可或缺的因素，基于這一共識，德國政府傾力推動進一步的技術創新，其關鍵詞是“工業4.0”。
“工業4.0”中，互聯網技術發展正在對傳統制造業造成顛覆性、革命性的沖擊。網絡技術的廣泛應用，可以實時感知、監控生產過程中產生的海量數據，實現生產系統的智能分析和決策，使智能生產、網絡協同制造、大規模個性化制造成為生產方式變革的方向。“工業4.0”所描繪的未來的制造業將建立在以互聯網和信息技術為基礎的互動平臺之上，將更多的生產要素更為科學地整合，變得更加自動化、網絡化、智能化，而生產制造個性化、定制化將成為新常態。
自動化只是單純的控制，智能化則是在控制的基礎上，通過物聯網傳感器采集海量生產數據，通過互聯網匯集到云計算數據中心，然后通過信息管理系統對大數據進行分析、挖掘，從而作出正確的決策。這些決策附加給自動化設備的是“智能”，從而提高生產靈活性和資源利用率，增強顧客與商業合作伙伴之間的緊密關聯度，并提升工業生產的商業價值(圖2)。
生產智能化。全球化分工使得各項生產要素加速流動，市場趨勢變化和產品個性化需求對工廠的生產響應時間和柔性化生產能力提出了更高的要求。“工業4.0”時代，生產智能化通過基于信息化的機械、知識、管理和技能等多種要素的有機結合，從著手生產制造之前，就按照交貨期、生產數量、優先級、工廠現有資源(人員、設備、物料)的有限生產能力，自動制訂出科學的生產計劃。從而，提高生產效率，實現生產成本的大幅下降，同時實現產品多樣性、縮短新產品開發周期，最終實現工廠運營的全面優化變革。
傳統制造業時代，材料、能源和信息是工廠生產的三個要素(圖3)。傳統制造業發展的歷史，就是工廠利用材料、能源和信息進行物質生產的歷史。材料、能源和信息領域的任何技術革命，必然導致生產方式的革命和生產力的飛躍發展。但是，隨著移動互聯網和云計算、大數據技術的發展，計算機到智能手機等移動終端的演進，越來越多功能強大的智能設備以無線方式實現了與互聯網或設備之間的互聯。由此衍生出物聯網、服務互聯網和數據網，推動著物理世界和信息世界以信息物理系統(CPS)的方式相融合。也可以說，是這種技術進步使得制造業領域實現了資源、信息、物品、設備和人的互通互聯。
通過互通互聯，云計算、大數據這些新的互聯網技術，和以前的自動化的技術結合在一起，生產工序實現縱向系統上的融合，生產設備和設備之間，工人與設備之間的合作，把整個工廠內部的要素聯結起來，形成信息物理系統，互相之間可以合作、可以響應，能夠開展個性化的生產制造，可以調整產品的生產率，還可以調整利用資源的多少、大小，采用最節約資源的方式。
“工業4.0”時代，在智能工廠中，CRM(Customer Relationship Management，客戶關系管理)、PDM(Product Data Management，產品數據管理)、SCM(Supply chain management，供應鏈管理)等軟件管理系統可能都將互聯。屆時，接到顧客訂單后的一瞬間，工廠就會立即自動地向原材料供應商采購。原材料到貨后，將被賦予數據，“這是給某某客戶生產的某某產品的某某工藝中的原材料”，使“原材料”帶有信息。帶有信息的原材料也就意味著擁有自己的用途或目的地。在生產過程中，原材料一旦被錯誤配送到其他生產線，它就會通過與生產設備開展“對話”，返回屬于自己的正確的生產線；如果生產機器之間的原材料不夠用，生產機器也可以向訂單系統進行“交涉”，來增加原材料數量；最終，即便是原材料嵌入到產品內之后，由于它還保存著路徑流程信息，將會很容易實現追蹤溯源(圖4)。
設備智能化。在未來的智能工廠，每個生產環節清晰可見、高度透明，整個車間有序且高效地運轉。“工業4.0”中，自動化設備在原有的控制功能基礎上，附加一定的新功能，就可以實現產品生命周期管理、安全性、可追蹤性與節能性等智能化要求。這些為生產設備添加的新功能是指通過為生產線配置眾多傳感器，讓設備具有感知能力，將所感知的信息通過無線網絡傳送到云計算數據中心，通過大數據分析決策進一步使得自動化設備具有自律管理的智能功能，從而實現設備智能化。
“工業4.0”中，在生產線、生產設備中配備的傳感器，能夠實時抓取數據，然后經過無線通信連接互聯網傳輸數據，對生產本身進行實時的監控。設備傳感和控制層的數據與企業信息系統融合形成了信息物理系統(CPS)，使得生產大數據傳到云計算數據中心進行存儲、分析，形成決策并反過來指導設備運轉。設備的智能化直接決定了“工業4.0”所要求的智能生產水平。
能源管理智能化。近年來，環境和節能減排已成為制造業最重視的課題之一。許多制造業企業都已經開始應用信息技術，對生產能耗進行管理，以最具經濟效益的方式，部署工業節能減排與綜合利用的智能化系統架構，從資源、原材料、研發設計、生產制造到廢棄物回收再利用處理，形成綠色產品生命周期管理的循環。
供應鏈管理智能化。在傳統的制造業生產模式中，無論是工廠還是供應商，都需要為制造業的零部件或原材料的庫存付出一定的成本支出，由于供應商和工廠之間的信息不對稱和非自動的信息交換，生產的模式只能采用按計劃或按庫存生產的模式，靈活性和效率受到了約束。
“工業4.0”時代，復雜的制造系統在一定程度上也加速了產業組織結構的轉型。傳統的大型企業集團掌控的供應鏈主導型將向產業生態型演變，平臺技術以及平臺型企業將在產業生態中的展現出更多的作用。因此，企業競爭戰略的重點將不再是做大規模，而將是智能化的供應鏈管理，在不斷變化的動態環境中獲得和保持動態的供需協調能力。
供應鏈管理智能化將統一工廠的零部件庫存和供應商的生產流程，從而保證工廠的零部件庫存的最小化，降低庫存帶來的風險，降低生產成本。供應鏈管理智能化要求企業間的信息采用基于事件驅動的方式交換信息，信息的交換是實時的，并且對方同樣可以做出實時的反應，供應鏈上不同企業的運作效率與在同一個企業中不同部門的運作一樣敏捷，具有滿足不斷變化的需求的適應性。供應鏈管理智能化將為供應鏈上的企業帶來更大的利益，供應鏈上各個企業的協同制造將為降低制造成本、物流成本，縮短制造周期，提供更好的服務和有力的保障。
實現上述四個智能化體現了“工業4.0”的宏大愿景。“工業4.0”認為實現上述四個智能化其實是一個簡單的概念：將大量的有關人、信息管理系統、自動化生產設備等物體融入到信息物理系統(CPS)中，在制造系統中，利用產生的數據為企業服務，協同企業的生產和運營。
智能制造的內涵
無論是德國的“工業4.0”，還是美國的“工業互聯網”，其實質與我國工業和信息化部推廣的“兩化融合”戰略大同小異。某種程度上說，以智能制造為代表的新一輪工業革命或許對于我國制造業是一個很好的機會，也可能是我國制造業轉型升級的一個重要機遇。
工廠內實現“信息物理系統”。德國“工業4.0”其實就是基于信息物理系統(CPS)實現智能工廠，最終實現的是制造模式的變革。CPS概念最早是由美國國家基金委員會在2006年提出，被認為有望成為繼計算機、互聯網之后世界信息技術的第三次浪潮。
CSP是融合技術，包括計算、通信以及控制(傳感器、執行器等)。中國科學院何積豐院士指出：“CPS，從廣義上理解，就是一個在環境感知的基礎上，深度融合了計算、通信和控制能力的可控可信可擴展的網絡化物理設備系統，它通過計算進程和物理進程相互影響的反饋循環實現深度融合和實時交互來增加或擴展新的功能，以安全、可靠、高效和實時的方式監測或者控制一個物理實體。CPS的最終目標是實現信息世界和物理世界的完全融合，構建一個可控、可信、可擴展并且安全高效的CPS網絡，并最終從根本上改變人類構建工程物理系統的方式。”
目前所說的制造業信息化，首先強調的是CAD(Computer Aided Design，計算機輔助設計)、CAM(Computer Aided Manufacturing，計算機輔助制造)等工業軟件和PPS(生產計劃控制系統)、PLM(產品生命周期管理)等信息化管理系統。主要應用于由上而下的集中式中央控制系統。
而信息物理系統(CPS)則通過物體、數據以及服務等的無縫連接，實現了生產工藝與信息系統融合，形成了智能工廠。物聯網和服務互聯網分別位于智能工廠的三層信息技術基礎架構的底層和頂層。最頂層中，與生產計劃、物流、能耗和經營管理相關的ERP、SCM、CRM等，和產品設計、技術相關的PLM處在最上層，與服務互聯網緊緊相連。中間一層，通過CPS物理信息系統實現生產設備和生產線控制、調度等相關功能，從智能物料供應，到智能產品的產出，貫通整個產品生命周期管理。最底層則通過物聯網技術實現控制、執行、傳感，實現智能生產(圖5)。
智能工廠的產品、資源及處理過程因CPS的存在，將具有非常高水平的實時性，同時在資源、成本節約中也頗具優勢。智能工廠將按照重視可持續性的服務中心的業務來設計。因此，靈活性、自適應以及機械學習能力等特征，甚至風險管理都是其中不可或缺的要素。智能工廠的設備將實現高級自動化，主要是由基于自動觀察生產過程的CPS的生產系統的靈活網絡來實現的。通過可實時應對的靈活的生產系統，能夠實現生產工程的徹底優化。同時，生產優勢不僅僅是在特定生產條件下一次性體現，也可以實現多家工廠、多個生產單元所形成的世界級網絡的最優化。
工廠間實現“互聯制造”。隨著信息技術和互聯網、電子商務的普及，制造業市場競爭的新要求出現了變化。一方面，要求制造業企業能夠不斷地基于網絡獲取信息，及時對市場需求做出快速反應；另一方面，要求制造業企業能夠將各種資源集成與共享，合理利用各種資源。
互聯制造能夠快速響應市場變化，通過制造企業快速重組、動態協同來快速配置制造資源，在提高產品質量的同時，減少產品投放市場所需的時間，增加市場份額；能夠分擔基礎設施建設費用、設備投資費用等，減少經營風險。通過互聯網實現企業內部、外部的協同設計、協同制造和協同管理，實現商業的顛覆和重構。通過網絡協同制造，消費者、經銷商、工廠、供應鏈等各個環節可利用互聯網技術全流程參與。傳統制造業的模式是以產品為中心，而未來制造業通過與用戶互動，根據用戶的個性化需求，然后開始部署產品的設計與生產制造。
另外，作為一個未來的潮流，工廠將通過互聯網，實現內、外服務的網絡化，向著互聯工廠的趨勢發展。隨之而來，采集并分析生產車間的各種信息向消費者反饋，從工廠采集的信息作為大數據經過解析，能夠開拓更多的、新的商業機會。經由硬件從車間采集的海量數據如何處理，也將在很大程度上決定服務、解決方案的價值。
過去的制造業只是一個環節，但隨著互聯網進一步向制造業環節滲透，網絡協同制造已經開始出現。制造業的模式將隨之發生巨大變化，它會打破傳統工業生產的生命周期，從原材料的采購開始，到產品的設計、研發、生產制造、市場營銷、售后服務等各個環節構成了閉環，徹底改變制造業以往僅是一個環節的生產模式。在網絡協同制造的閉環中，用戶、設計師、供應商、分銷商等角色都會發生改變。與之相伴而生，傳統價值鏈也將不可避免的出現破碎與重構。
工廠外實現“數據制造”。滿足消費者個性化需求，一方面需要制造業企業能夠生產或提供符合消費者個性偏好的產品或服務，一方面需要互聯網提供消費者的個性化定制需求。由于消費者人數眾多，每個人的需求不同，導致需求的具體信息也不同，加上需求的不斷變化，就構成了產品需求的大數據。消費者與制造業企業之間的交互和交易行為也將產生大量數據，挖掘和分析這些消費者動態數據，能夠幫助消費者參與到產品的需求分析和產品設計等創新活動中，為產品創新作出貢獻。
因此，大數據將構成制造業智能化的一個基礎。大數據在制造業大規模定制中的應用除了圍繞定制平臺這一核心之外，還包括數據采集、數據管理、訂單管理、智能化制造等。定制數據達到一定的數量級，就可以實現大數據應用，通過對大數據的挖掘，實現流行預測、精準匹配、時尚管理、社交應用、營銷推送等更多的應用(圖6)。同時，大數據能夠幫助制造業企業提升營銷的針對性，降低物流和庫存的成本，減少生產資源投入的風險。
“數據制造”時代，互聯網技術將全面嵌入到工業體系之中，將打破傳統的生產流程、生產模式和管理方式。生產制造過程與業務管理系統的深度集成，將實現對生產要素的高度靈活配置，實現大規模定制生產。從而，將有力推動傳統制造業加快轉型升級的步伐。毫無疑問，“數據制造”將會改變制造業思維，給制造業帶來更多的靈活性和想象空間，也或將顛覆制造業的游戲規則。
對我國的啟示
沒有強大的制造業，一個國家將無法實現經濟快速、健康、穩定的發展，勞動就業問題將日趨突顯，人民生活難以普遍提高，國家穩定和安全將受到威脅，信息化、現代化將失去堅實基礎。改革開放以來的30多年中，中國經濟經歷了接近10%的高速增長階段，而制造業是我國經濟高速增長的引擎。目前，我國尚處于工業化進程的中后期，制造業創造了GDP總量的三分之一，貢獻了出口總額的90%，未來幾十年制造業仍將是我國經濟的支柱產業。
重新定義“智能制造”的關鍵詞。進入21世紀以來，制造業面臨著全球產業結構調整帶來的機遇和挑戰。特別是2008年金融危機之后，世界各國為了尋找促進經濟增長的新出路，開始重新重視制造業，歐盟整體上開始加大制造業科技創新扶持力度；美國于2011年提出“先進制造業伙伴計劃”，旨在增加就業機會，實現美國經濟的持續強勁增長。美國國家科學技術委員會于2012年2月正式了《先進制造業國家戰略計劃》，德國于2013年4月推出《工業4.0戰略》。我們應該通過比較研究《美國先進制造業國家戰略計劃》《德國工業4.0戰略》等資料中的先進制造業關鍵詞，進而來定義未來制造業的發展方向(圖7)。
一是軟性制造。大規模制造時代，傳統的制造環節利潤空間越來越受到擠壓。所以，從發達國家發展先進制造業的戰略規劃中均可以看到，制造業的概念和附加值正在不斷從硬件向軟件、服務、解決方案等無形資產轉移。相對于傳統制造業，如今的制造業是軟件帶給硬件功能、控制硬件、對硬件造成極大影響。同時，與以往的硬件商品所不同，目前的制造業中，對商品附屬的服務或者基于商品上面的解決方案的需求正在快速增加。
所謂軟性制造，就是增加產品附加價值、拓展更多、更豐富的服務與解決方案。因為相對于硬件，產品內置的軟件、附帶的服務或者解決方案通常是軟性和無形的，都是“看不見”的事物，所以稱之為軟性制造。
軟性制造不再將“硬件”生產視為制造業，而認為“軟件”在制造業中不斷發揮主導作用，商品產生的服務或解決方案將對制造業的價值產生巨大影響。所以，未來的制造業需要放棄傳統的“硬件式”的思維模式，而要從軟件、服務產生附加值的角度去發展制造業。軟件、服務在整個制造業價值鏈中所占的比重將越來越大，呈現顯著的增長趨勢。未來制造業企業向顧客提供的不再是單純的產品，而是各種應用軟件與服務形態集成于一體的整體解決方案。
二是從“物理”到“信息”的趨勢。以往，每當提及制造業，恐怕都認為是各種零部件構成硬件產品的核心。隨著封裝化、數字化的發展，零部件生產加工技術加速向新興市場國家轉移，這樣，零部件本身的利潤就難以維系。因此，發達國家制造業開始更加注重通過組裝零部件進行封裝化，將部分功能模塊化，將系列功能系統化，來提升附加價值。
模塊化是將標準化的零部件進行組裝，以此來設計產品。從而能夠快速響應市場的多樣化需求，滿足消費者的各項差異化需求。以往，在產品生產過程中，需要付出很多時間和成本，如果將復雜化的產品通過幾個模塊進行組裝，就能夠同時解決多樣化和效率化的問題。
但是，模塊化本身不過是產品的一項功能，未來制造業將更加重視在通過模塊化和封裝化的基礎上進行系統化，拓展新的應用與服務。如果以系統化為主導，就能相對于“物理”意義上的零部件，獲取更多的帶有“信息”功能的附加價值。相反，如果不掌控系統的主導權，無論研發出的零部件的質量和功能多么好，也難以成為市場價格的主導者。
三是從“群體”到“個體”的趨勢。在發達國家，以規模化為對象的量產制造業將生產基地轉移至新興市場國家，以定制化為重點的多種類小批量制造業漸漸成為主流。同時，消費者本身也將有能力將自己的需求付諸生產制造。也就是說，“大規模定制”隨著以3D打印為代表的數字化和信息技術的普及帶來的技術革新，將制造業的進入門檻降至最低，不具備工廠與生產設備的個人也能很容易地參與到制造業之中。制造業進入門檻的降低，也意味著一些意想不到的企業或個人將參與到制造業，從而有可能帶來商業模式的巨大變化。
“個性化”首先是美國大力推進的。在美國的文化背景下，個性要比組織色彩強烈。制造業的“個性化”趨勢不僅僅是美國制造業回歸，還將帶動舊金山等大城市制造業的興盛，一些專注于通過信息技術使得生產工程高效化、專業性的小規模手工制作的制造業將在市區內盛行，它們根據消費者的需求進行柔性的定制化服務，憑借獨特的設計，與大量生產形成差異化競爭。
四是互聯制造。隨著信息技術和互聯網、電子商務的普及，制造業市場競爭的新要求出現了變化。一方面，要求制造業企業能夠不斷地基于網絡獲取信息，及時對市場需求做出快速反應；另一方面，要求制造業企業能夠將各種資源集成與共享，合理利用各種資源。
互聯制造能夠快速響應市場變化，通過制造企業快速重組、動態協同來快速配置制造資源，提高產品質量，減少產品投放市場所需的時間，增加市場份額。另外，作為一個未來的潮流，工廠將通過互聯網，實現內、外服務的網絡化，向著互聯工廠的趨勢發展。
美國因為有Google、Apple、IBM等IT巨頭和無數的IT企業，所以在大數據應用上較為積極，非常重視對社會帶來新的價值。Google不斷將制造業企業收購至麾下，就是希望掌握主導權。同時，作為美國大型制造業企業的一個代表，GE公司也開始加強數據分析和軟件開發，從車間采集數據，進行解析，提供解決方案，開拓新的商業機會。德國將“工業4.0”視為國家戰略，將工廠智能化視為國家方針。通過信息技術，最大限度的發揮工廠本身的能力(表1)。
把“兩化”深度融合作為主要著力點。工業和信息化部成立以來，一直致力于推進“兩化融合”工作，通過信息化的融合與滲透，對傳統制造業產生革命性影響。“工業4.0”本質上是由信息技術引發的，與我國的“兩化融合”有異曲同工之處。在未來制造業中，我們應該將“兩化深度融合”作為主要著力點，進一步繼續加快推進信息化、自動化和智能化。
首先，研究部署信息物理系統(CPS)平臺，實現“智能工廠”的“智能制造”。智能制造已成為全球制造業發展的新趨勢，智能設備和生產手段在未來必將廣泛替代傳統的生產方式。而信息物理系統(CPS)將改變人類與物理世界的交互方式，使得未來制造業中的物質生產力與能源、材料和信息三種資源高度融合，為實現“智能工廠”和“智能制造”提供有效的保障。美國、德國等世界工業強國都高度重視信息物理系統的構建，加強戰略性、前瞻性的部署，并已然取得了積極的研究進展。而我國目前的制造業發展仍然以簡單地擴大再生產為主要途徑，迫切需要通過智能生產、智能設備和“工業4.0”理念來改造和提升傳統制造業。
其次，推動制造業向智能化發展轉型的同時，同步推動制造業的模式和業態的革新。主要體現在，從大規模批量生產向大規模定制生產的革新、從生產型制造向服務型制造的革新、從集團式全能型生產向網絡式協同制造的革新、從兩化融合向工業互聯網的革新。
第4篇：工廠智能化規劃方案范文
Abstract： The concepts of Made in China 2025， German Industry 4.0 have been proposed resulting in the questions of how to improve efficiency of China's manufacturing， reduce costs， improve quality， and how to achieve the transformation of the production mode. The author combined with many years of experience， analyzed the current status of the mechanical processing industry in-depth， and put forward that Industry 4.0 can not be accomplished overnight， and we need to combine the actual situation of China's manufacturing industry， and gradually implement it.
關鍵詞：自動化；工業4.0；智能化；無人化工廠
Key words： automation；Industry4.0；intelligent；unmanned plant
中圖分類號：TP242.6 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）10-0102-02
0 引言
2015年的春節前夕，日本知名鐘表企業西鐵城在廣州生產基地宣布清算解散，千余名員工被解除勞動合同。與此同時，微軟、松下、大金、TDK等正逐步關閉在華工廠；富士康、船井電機、歌樂、三星等世界知名企業則紛紛在東南亞和印度開設新廠，加快了撤離中國的步伐。近年來，新聞中不斷出現的某知名制造工廠又發生員工跳樓自殺事件；長三角、珠三角經濟發達地區又出現用工荒，現場操作技工難求等現象，都把矛頭直接指向了中國制造業中人的問題。
30年來，憑借廉價的勞動力資源，中國迅速成長為世界超級制造大國，世界各地的制造業巨頭紛紛在中國設廠，他們不但帶來了資金、技術，同時也帶來了市場，推動了中國經濟的迅速增長。
然而曾經的優勢已經逐步演變為劣勢。隨著中國經濟的發展，中國人民的生活水平迅速提高，S之而來的是中國的勞動力成本也迅速上升；中國幾十年來的計劃生育政策，致使愿意在車間里從事工作的勞動力大幅減少；另外由于制造過程中過多的人的參與，使中國制造很難達到更高的質量水平……這些已經成為中國制造企業主們的共識。
隨著第四次工業革命的興起，制造業數字化，自動化，智能化技術的開發和利用，以勞動力資源為關鍵生產要素的傳統制造模式已經悄然發生轉變。美國的再制造，德國的工業4.0，日本的無人化已經徹底顛覆了制造業的生產方式，海外制造已不再是最佳選擇，這將使中國制造業逐步陷入困境。
如果不盡快轉變”以人為本”的傳統制造模式，曾經輝煌的中國制造工廠都將舉步維艱。無人化、智能化制造模式將是當前制造業發展的方向。在工業4.0的各種解讀鋪天蓋地席卷的情況下，中國制造是否具備了升級為工業4.0的條件？如何實現工業4.0？這個問題需要中國的制造業主沉下心來，結合自身企業的實際情況，從確實能夠降低成本、提高質量的角度來考慮制造模式的升級改造。筆者就在制造業從業近二十年的經驗，通過觀察、思考和實踐，對中國制造業的模式升級提出以下一些觀點，以期能給讀者提供一些參考和借鑒。
1 實現無人化工廠，首先要從做好自動化開始
結合日美歐發達國家機器人產業發展經驗，我們將機器人行業發展劃分為五個階段：技術準備期、產業孕育期、產業形成期、產業發展期和智能化時期五個階段。日歐機器人產業已完成前四個階段，目前處于智能化時期，而中國機器人產業還處于孕育期。
現階段，經濟型本體也是國內機器人產業發展的一個重要方向，包括低成本的六軸通用關節機器人，三、四軸專用關節機器人，還有直線軸桁架機器人等。在“伺服系統”、“控制器”、“核心算法”、“精密減速器”以及“應用和集成技術”這五大領域至少要有2-3個是擅長的。
近年來，我國工業機器人每年新增裝機量以30%的速度迅猛增長。中國機器人產業聯盟的工業機器人市場統計數據顯示：2013年中國市場銷售工業機器人近3.7萬臺，超過日本，位居全球第一。但根據相關統計機構的數據，2014年，我國每萬名產業工人所擁有的工業機器人數量僅為30臺，遠低于日本的323臺、韓國的437臺、德國的282臺，差不多國際平均水平55臺的二分之一，如圖1所示。我國制造業自動化程度還處于較低水平，距制造業強國尚有巨大的增長空間。
國內自動化還存在著以下問題：
①進口自動化成本太高，用戶不敢投入。歐日韓在自動化產業上起步較早，自動化集成經驗比較豐富，自動化改造成功率相對較高，產品穩定性較好。但是由于高昂的工程成本，其價格居高不下，一般同類項目價格是國產自動線價格的2-3倍，自動化投入與節省人工成本相比的投資回收期在5年左右。除了汽車零部件制造行業的一些大型企業外，其他制造企業很少敢輕易進行自動化改造投入。
②國內自動化經驗有限，可靠性、穩定性不高，有能力承接大型自動化項目的提供商不多。國內自動化集成廠家大多都是近3-5年起步的中小企業，他們雖然具有工程本地化成本優勢，但由于起步晚，經驗有限，承接大型自動化項目的能力更欠缺。致使客戶在投入時顧慮重重，制約了國內制造業裝配自動化升級的快速推進。同時自動化的過程是一個非標定制的過程，對于自動化提供廠家的人員技能要求非常高，而這些高技能人才必須在實踐中不斷去積累經驗，成長速度慢。這些也制約了自動化廠家的快速成長。
③很多用戶對于自動化的理解尚不到位，存在貪大求高的問題。在全國一片實現智能化制造的熱潮中，許多用戶內心躁動，打算一次性從現有的數控設備升級到智能化工廠，工廠改造規劃高大上，但執行推進起來卻困難重重，跌跌撞撞實現的所謂智能化工廠，卻是中看不中用，投入了巨大的成本，最終卻沒有達到降本增效的最終目標。
2 在做好自動化的基礎上，向智能化、無人化工廠發展
做好自動化，在減少簡單工作的勞動用工，降低產品成本，提高產品質量的前提下，才具備了向智能化、無人化工廠發展的基本條件。如果工廠改造的結果不是降低成本、提高質量，那么就是失敗的投資。
實現智能化的過程，是打通車間所有智能設備和工廠上層管理軟件之間連接的過程。讓智能設備能夠“開始說話”，將指令執行的過程和結果實時匯報給上層管理軟件，同時這個匯報還要讓上層管理軟件能夠“聽”的懂。也就是說從各種不同的智能設備處采集的數據要使用統一的格式，保證其能夠被上層軟件所使用，如圖2所示。
目前由美國AMT牽頭引導的MTConect協議標準和西門子牽頭的OPC協議標準，就是專門解決這些問題的技術標準，當然解決這些問題的技術標準不止有這些，國內也有相關企業聯合在研究這樣的標準，如圖3所示。
3 結論
實現無人化工廠的關鍵是做好自動化，在自動化改造過程中，企業必須從自身實際情況出發，以降低生產成本、提高產品質量為終極目標，做好工廠自動化改造工作。在做好自動化的基礎上，再加上打通車間新老設備、不同設備控制器之間信息互聯互通的標準協議和工廠管理的軟件解決方案，就具備了實現無人化、智能化工廠的條件。
參考文獻：
[1]裴L洪，于燕.德國“工業4.0”與中德制造業合作新發展[J].財經問題研究，2014（10）.
第5篇：工廠智能化規劃方案范文
目前，造船業國際先進水平正在從工業3.0向4.0過渡，而我國大部分船企仍處于2.0階段，造船效率僅是日韓水平的30%。從2010年起，中國造船完工量、新接訂單量和手持訂單量三大造船指標已連續6年穩居世界前列。但隨著要素成本的上升，中國造船業將面臨嚴峻挑戰，迫切需要轉型升級。
中船重工董事長胡問鳴表示，在與國際一流強手競爭中建設海洋強國，需要緊緊抓住智能制造的新機遇，在新一輪科技革命和產業變革中以創新驅動，加強新一代信息技術與先進制造技術融合，將智造技術的開發應用作為持續快速發展的倍增器。
自制機器人“上崗”焊接造船
由中國船舶重工集團研制的我國首套具有完全自主知識產權的船舶制造多功能室焊接機器人，已在大連船舶重工集團有限公司順利通過“試用期”，正式“上崗”焊接造船。該機器人的研制成功打破了國外壟斷，使我國成為世界上第四個擁有該種先進技術裝備的國家。
據介紹，通過配備多種焊接機器人替代人工作業，船廠的車間也越發“智慧”。一線員工只要在信息化電子終端操作機上使用條形碼數據采集技術，就可以實時跟蹤制造情況、采集數據和信息等。
如今，走進中船重工大連船舶重工集團有限公司的數字化生產車間可以看到，一線員工只要在信息化電子終端操作機上，使用條形碼數據采集技術就可以準確獲得消耗品使用信息、動態實時跟蹤分段制造情況、實時采集現場質量檢驗數據和生產安全與設備信息等。該項目建成了國內首個船舶分段建造數字化車間，通過配備多種焊接機器人替代分段焊接人工作業，使分段制造接近日韓先進船舶企業水平，分段建造效率提高30%，車間能耗降低10.8%，設備有效利用率提高30%。
智能制造的核心是全鏈條協同
近年來，中船重工搶抓智能制造新機遇，大力實施智能制造技術在船舶和海洋裝備制造業的應用研究，引領船舶行業變革，推動我國向海洋強國邁進。
中國船舶重工集團公司副總經理杜剛表示， 船舶行業具有典型的多品種小批量的離散制造特點，要求生產作業系統具有更高的柔性和智能。杜剛說：“就船舶行業而言，我們認為智能制造的核心是全鏈條協同，即從設計開始，到工藝生成，到物資供應系統，到制造車間，到測試和最終交付。”
圍繞全鏈條協同，中船重工采取“總體規劃、分布實施”的策略，通過廠所合作、研用結合的模式，實現了我國船舶智能制造裝備國產化和柔性制造新模式；建成了國內先進的高技術船舶分段制造數字化車間，使我國船舶中間產品智能制造成套裝備及系統解決方案水平步入了國際先進行列；驗收通過了3個國家科技重大專項，打破了國外智能制造技術壟斷，有力支撐了造船效率和效益。
除了集團內的轉型升級，中船重工還為傳統船舶企業提供智能制造整體解決方案，引領我國船舶行業變革。據介紹，中船重工以智能信息系統、智能工業機器人、機器人智能工作站等高端定制化的智能制造產品，面向船舶行業內的船舶制造、船舶動力、船舶配套以及部分非船制造型企業，開展智能生產線、智能車間、智能工廠、智能院所等項目建設，解決傳統船舶制造企業對數字化、智能化升級的急迫需求。
下一步，中船重工將實施四項工程，建設一個中心，構建兩個體系。四項工程是指船舶重工研發制造一體化協同平臺建設工程、智能制造標準體系建設工程、船舶重工試點示范推進工程、船舶行業智能制造創新中心建設工程；一個中心是指大數據中心；兩個體系是指制造+服務體系和船舶重工智能制造人才體系。預計到“十三五”末，中船重工將實現生產效率提高20%，成本降低15%，研發周期縮短15%。
建立智能制造標準體系
隨著智能制造裝備發展深度和廣度的日益提升，中船重工初步形成以新型傳感器、智能控制系統、工業機器人、自動化成套生產線為代表的智能制造裝備體系。但要實現制造環節互聯互通，消除“語言障礙”，推進跨行業、跨領域的智能制造標準化建設勢在必行。
該集團公司根據業務涵蓋船舶與海洋裝備設計、建造、試驗、保障全過程的特點，將面向船舶復雜系統的集成優化設計、一體化并行協同研制、造船模式轉變和產業轉型升級的大趨勢、全生命周期超大規模的系統工程管理，依托第七一四研究所抓總建設智能制造標準體系。同時整合全集團力量，構建起由總體標準、關鍵技術標準、協同標準、專業標準組成的標準框架體系，并建立起標準體系的動態完善機制，逐步為智能制造形成強有力的標準支撐。
目前，中船重工制定了集團公司裝備制造2025計劃，按照計劃，到2018年，中船重工將建設7家智能制造試點示范企業，突破共性關鍵技術；提升數字化設計工具、企業資源管理系統普及率和關鍵工藝流程數控化率；在智能制造工藝、智能制造裝備、智能生產線和數字化車間建設上取得顯著成效。到2020年，基本建成研發、設計、制造、測試、仿真、管理一體化協同平臺，形成開放共享的網絡數據系統；基于業務流的產品數據管理平臺、三維設計軟件等基礎軟件或系統達到高度統一，初步形成數字化基礎體系；形成可自定義的標準智能工廠。
相關鏈接
中船重工智能制造產業園正式開工
近日，中船重工智能制造產業園在重慶市永川區正式開工。同時，中船重工與永川區簽訂了深化合作戰略合作協議，共同推動高端動力、智能裝備、生產性現代服務業等重點產業發展，進一步促進軍工科技和地方經濟深度融合。
第6篇：工廠智能化規劃方案范文
隨著信息技術與工業技術的高度融合，網絡、計算機技術、信息技術、軟件與自動化技術的深度交織產生新的價值模型，在制造領域，這種資源、信息、物品和人相互關聯的“虛擬網絡―實體物理系統”（Cyber-physical Systems，CPS）被德國人定義為“工業4.0”。
同時，德國聯邦教研部與聯邦經濟技術部也于2013年將工業4.0項目納入了《德國2020高技術戰略》的十大未來項目中。德國機械及制造商協會（VDMA）等協會還合作設立了“工業4.0平臺”。
接著，德國電氣電子和信息技術協會于2013年12月工業4.0標準化路線圖，同年召開的漢諾威工業博覽會的主題“融合的工業――下一步”則很好地契合了德國自2013年以來力推的創新概念――工業4.0。德國總理默克爾則將工業4.0稱作“一座里程碑”。
在這個宏大概念的背后，有著德國政府、德國工程院、弗勞恩霍夫協會、西門子公司以及眾多中小企業等德國學術界和產業界的合作與支持，德國政府甚至提供了2億歐元的資金支持。
作為未來生產的代表性概念之一，德國政府提出的工業4.0計劃被理解為第四次工業革命，它意在升級工業體系，形成“智能制造”的未來。工業4.0強調兩大主題：一是“智能工廠”，重點研究智能化生產系統及過程以及網絡化分布式生產設施的實現;二是“智能生產”，主要涉及整個企業的生產物流管理、人機互動以及3D技術在工業生產過程中的應用。由此可見，工業4.0并不陌生，當前智能化、信息化、綠色生產已經將制造業推到變革的門檻，工業4.0只是臨門一腳。
德國工業4.0戰略的主要內容
賽迪智庫工業經濟所副所長劉春長將德國工業4.0的核心內容總結為：建設一個網絡（信息物理系統）、研究兩大主題（智能工廠、智能生產）、實現三大集成（橫向集成、縱向集成與端對端集成）、推進三大轉變。
一是建設一大網絡，即信息物理系統（CPS）。CPS的核心思想是強調虛擬網絡世界與實體物理系統的融合。換言之，即強調制造業在數據分析基礎上的轉型。進一步講，CPS的主要特征可以用“6C”來定義，即Connection（連接）、Cloud（云儲存）、Cyber（虛擬網絡）、Content（內容）、Community（社群）、Customization（定制化）。CPS可以將資源、信息、物體以及人員緊密聯系在一起，從而創造物聯網及相關服務，并將生產工廠轉變為一個智能環境。
二是研究兩大主題，即智能工廠與智能生產。實現工業4.0的核心是智能工廠與智能生產。作為目標核心載體的智能工廠，即分散的、具備一定智能化的生產設備，在實現了數據交互之后，能夠形成高度智能化的有機體，實現網絡化、分布式的生產設施;智能生產的側重點在于將人機互動、智能物流管理、3D打印等先進技術應用于整個工業生產過程。
未來智能工廠與智能生產的實現意味著，較之傳統生產模式，新的生產方式將大幅提高資源利用率，產品生產過程中的實時圖像顯示使得虛擬生產變為可能，從而減少材料浪費;個性化定制將成為可能并且生產速度大幅提高。
三是實現三大集成。即價值鏈上企業間的橫向集成、網絡化制造系統的縱向集成以及端對端工程數字化集成。
在生產、自動化工程以及IT領域，價值鏈上企業間的橫向集成是指將使用于不同生產階段及商業規劃過程的IT系統集成在一起，這包括發生在公司內部以及不同公司之間的材料、能源以及信息的交換（比如入站物流、生產過程、出站物流、市場營銷），橫向集成的目的是提供端對端的解決方案。
與此相對應，網絡化制造系統的縱向集成是指將處于不同層級的IT系統進行集成（如執行器和傳感器、控制、生產管理、制造和企業規劃執行等不同層面），其目的同樣是提供一種端對端的解決方案。
端對端工程數字化集成是指貫穿整個價值鏈的工程化數字集成，是在所有終端實現數字化的前提下所實現的基于價值鏈與不同公司之間的一種整合，這將在最大限度上實現個性化定制。在此模式下，客戶從產品設計階段就參與到整條生產鏈，并貫穿加工制造、銷售物流等環節，可實現隨時參與和決策并自由配置各個功能組件。
四是促進三個轉變。（1）實現生產由集中向分散的轉變，規模效應不再是工業生產的關鍵因素，工業生產的基本模式將由集中式控制向分散式增強型控制轉變。（2）實現產品由大規模趨同性生產向規模化定制生產轉變，未來產品都將完全按照個人意愿進行生產，極端情況下，將成為自動化、個性化的單件制造。（3）實現由客戶導向向客戶全程參與的轉變，客戶不僅出現在生產流程的兩端，而是廣泛、實時參與生產和價值創造的全過程。
總之，德國工業4.0的核心，就是利用信息通信技術把產品、機器、資源和人有機結合在一起，通過信息通信技術建立一個高度靈活的個性化和數字化的智能制造模式。在此模式中，CPS系統將推動生產對象直接或借助互聯網通過M2M（machine-to-machine，機器對機器）通信自主實現信息交換、運轉和互相操控;智能工廠能夠自行運轉，產品與機器可以相互交流，機器可以自組織生產，供應鏈將自動化協同，產業鏈分工將被重組，創造新價值的過程將發生改變。
相對于劉春長的精簡總結，工業和信息化部電子信息司副司長、中國信息化百人會成員安筱鵬則從互聯、數據、創新等多個維度來闡述他對工業4.0的理解。
工業4.0是互聯
工業4.0的核心是連接，要把設備、生產線、工廠、供應商、產品、客戶緊密地連接在一起。工業4.0適應了萬物互聯的發展趨勢，將無處不在的傳感器、嵌入式終端系統、智能控制系統、通信設施通過信息物理系統（CPS）形成一個智能網絡，使得產品與生產設備之間、不同的生產設備之間以及數字世界和物理世界之間能夠互聯，使得機器、工作部件、系統以及人類會通過網絡持續地保持數字信息的交流。
具體來說，又包括生產設備之間的互聯、設備和產品的互聯、虛擬和現實的互聯、萬物互聯網。
首先是生產和設備之間的互聯。從工業2.0到工業3.0時代的重要標志是，單機智能設備的廣泛普及。工業4.0工作組把1969年第一臺可編程邏輯控制器Modicon084的使用作為工業3.0的起點，其核心是各種數控機床、工業機器人自動化設備在生產環節的推廣，我們可以把它理解為單機設備智能化水平不斷提升并廣泛普及推廣。
工業4.0的核心是單機智能設備的互聯，不同類型和功能的智能單機設備的互聯組成智能生產線，不同的智能生產線間的互聯組成智能車間，智能車間的互聯組成智能工廠，不同地域、行業、企業的智能工廠的互聯組成一個制造能力無所不在的智能制造系統，這些單機智能設備、智能生產線、智能車間及智能工廠可以自由地、動態地組合，以滿足不斷變化的制造需求，這是工業4.0區別于工業3.0的重要特征。
其次是設備和產品的互聯。正如德國總理默克爾在2014年漢諾威工博會上所講的，工業4.0的意味著智能工廠能夠自行運轉，零件與機器可以進行交流。由于產品和生產設備之間能夠通信，使得產品能理解制造的細節以及自己將被如何使用。同時，它們能協助生產過程，回答諸如“我是什么時候被制造的”“哪組參數應該被用來處理我”“我應該被傳送到哪”等問題。
再次是虛擬和現實的互聯。信息物理系統（CPS）是工業4.0的核心，它通過將物理設備連接到互聯網上，讓物理設備具有計算、通信、控制、遠程協調和自治五大功能，從而實現虛擬網絡世界與現實物理世界的融合。信息物理系統（CPS）可以將資源、信息、物體以及人緊密聯系在一起，從而創造物聯網及相關服務，并將生產工廠轉變為一個智能環境，是實現設備、產品、人協調互動的基礎。智能制造的核心在于實現機器智能和人類智能協，實現生產過程的自感知、自適應、自診斷、自決策、自修復。
最后是萬物互聯。信息技術發展的終極目標是實現無所不在的連接，所有產品都將成為一個網絡終端。萬物互聯就是人、物、數據和程序通過互聯網連接在一起，實現人類社會所有人和人、人和物以及物和物之間的互聯，重構整個社會的生產工具、生產方式和生活場景。人們能夠以多種方式通過社交網絡連接到互聯網，基于感知、傳輸、處理的各類人造物將成為網絡的終端，人、物、數據在網絡環境下進行流程再造，基于物理世界感知和人互的在線化、實時化的數據與智能處理改變著我們對外部世界的響應模式。
工業4.0是數據
德國機械設備制造業協會及SAP的專家在交流時都提出，工業4.0的核心就是數據。SAP高級副總裁柯曼說，企業數據分析就像汽車的后視鏡，開車沒有后視鏡就沒有安全感，但更重要的是車的前擋風玻璃――對實時數據的精準分析。
從工業1.0、2.0、3.0演進的角度來看，這一認識不無道理，數據是區別于傳統工業生產體系的本質特征。在工業4.0時代，制造企業的數據將會呈現爆炸式增長態勢。
隨著信息物理系統（CPS）的推廣、智能裝備和終端的普及以及各種各樣傳感器的使用，將會帶來無所不在的感知和無所不在的連接，所有的生產裝備、感知設備、聯網終端，包括生產者本身都在源源不斷地產生數據，這些數據將會滲透到企業運營、價值鏈乃至產品的整個生命周期，是工業4.0和制造革命的基石。
具體說來，數據又可分為產品數據、運營數據、價值鏈數據和外部數據。
首先是產品數據。包括設計、建模、工藝、加工、測試、維護、產品結構、零部件配置關系、變更記錄等數據。產品的各種數據被記錄、傳輸、處理和加工，使得產品全生命周期管理成為可能，也為滿足個性化的產品需求提供了條件。（1）外部設備將不再是記錄產品數據的主要手段，內嵌在產品中的傳感器將會獲取更多的、實時的產品數據，使得產品管理能夠貫穿需求、設計、生產、銷售、售后到淘汰報廢的全部生命歷程。（2）企業與消費者之間的交互和交易行為也將產生大量數據，挖掘和分析這些數據，能夠幫助消費者參與到產品的需求分析和產品設計、柔性加工等創新活動中。
其次是運營數據。包括組織結構、業務管理、生產設備、市場營銷、質量控制、生產、采購、庫存、目標計劃、電子商務等數據。工業生產過程的無所不在的傳感、連接，帶來了無所不在的數據，這些數據會創新企業的研發、生產、運營、營銷和管理方式。生產線、生產設備的數據可以用于對設備本身進行實時監控，同時生產所產生的數據反饋至生產過程中，使得工業控制和管理最優化。
通過對采購、倉儲、銷售、配送等供應鏈環節上的數據采集和分析，將帶來效率的大幅提升和成本的大幅下降，并將極大地減少庫存，改進和優化供應鏈。利用銷售數據、供應商數據的變化，可以動態調整優化生產、庫存的節奏和規模。此外，基于實時感知的能源管理系統，能夠在生產過程中不斷實時優化能源效率。
再次是價值鏈數據。包括客戶、供應商、合作伙伴等數據。企業在當前全球化的經濟環境中參與競爭，需要全面地了解技術開發、生產作業、采購銷售、服務、內外部后勤等環節的競爭力要素。
大數據技術的發展和應用，使得價值鏈上各環節數據和信息能夠被深入分析和挖掘，為企業管理者和參與者提供看待價值鏈的全新視角，使得企業有機會把價值鏈上更多的環節轉化為企業的戰略優勢。例如，汽車公司大數據提前預測到哪些人會購買特定型號的汽車，從而實現目標客戶的響應率提高了15%至20%，客戶忠誠度提高7%。
最后是外部數據。包括經濟運行、行業、市場、競爭對手等數據。為了應對外部環境變化所帶來的風險，企業必須充分掌握外部環境的發展現狀以增強自身的應變能力。大數據分析技術在宏觀經濟分析、行業市場調研中得到了越來越廣泛的應用，已經成為企業提升管理決策和市場應變能力的重要手段。少數領先的企業已經通過為包括從高管到營銷甚至車間工人在內的員工提供信息、技能和工具，引導員工更好、更及時地在“影響點”做出決策。
工業4.0是創新
工業4.0的實施過程實際上就是制造業創新發展的過程，制造技術、產品、模式、業態、組織等方面的創新將會層出不窮。
第一是技術創新。未來工業4.0的技術創新在三條軌道上進行，一是新型傳感器、集成電路、人工智能、移動互聯、大數據在信息技術創新體系中不斷演進，并為新技術在其他行業的不斷融合滲透奠定技術基礎。二是傳統工業在信息化創新環境中，不斷優化創新流程、創新手段和創新模式，在既有的技術路線上不斷演進。三是傳統工業與信息技術的融合發展，它既包括信息物理空間（CPS）、智能工廠整體解決方案等一系列綜合集成技術，也包括集成工業軟硬件的各種嵌入式系統、虛擬制造、工業應用電子等單項技術突破。
第二是產品創新。信息通信技術不斷融入工業裝備中，推動著工業產品向數字化、智能化方向發展，使產品結構不斷優化升級。一方面，傳統的汽車、船舶、家居的智能化創新步伐加快，如汽車正進入“全面感知+可靠通信+智能駕駛”的新時代，萬物互聯（IOE）時代正在到來。另一方面，制造裝備從單機智能化向智能生產線、智能車間到智能工廠演進，提供工廠級的系統化、集成化、成套化的生產裝備成為產品創新的重要方向。
第三是模式創新。工業4.0將發展出全新的生產模式、商業模式。在生產模式層面，工業4.0對傳統工業提出了新的挑戰，要求從過去的“人腦分析判斷+機器生產制造”的方式轉變為“機器分析判斷+機器生產制造”的方式，基于信息物理系統（CPS）的智能工廠和智能制造模式正在引領制造方式的變革。
在商業模式層面，工業4.0的“網絡化制造”“自我組織適應性強的物流”和“集成客戶的制造工程”等特征，也使得它追求新的商業模式以率先滿足動態的商業網絡而非單個公司，網絡眾包、異地協同設計、大規模個性化定制、精準供應鏈管理等新型智能制造模式將加速構建產業競爭新優勢。
第四是業態創新。伴隨信息等技術升級應用，從現有產業領域中衍生疊加出的新環節新活動，將會發展成為新的業態。進一步來講，在新市場需求的拉動下，將會形成引發產業體系重大變革的產業。就目前來看，工業云服務、工業大數據應用、物聯網應用都有可能成為或者催生出一些新的產業和新的經濟增長點。制造與服務融合的趨勢，使得全生命周期管理、總集成總承包、互聯網金融、電子商務等加速重構產業價值鏈的新體系。
第五是組織創新。在工業4.0時代，很多企業將會利用信息技術手段和現代管理理念，進行業務流程重組和企業組織再造，現有的組織體系將會被改變，符合智能制造要求的組織模式將會出現。基于信息物理系統（CPS）的智能工廠將會加快普及，進一步推動企業業務流程的優化和再造。
企業組織管理創新，也是兩化融合管理體系標準的重要內容，兩化融合管理體系的九大原則、四大核心要素、四個管理域中都涉及如何圍繞企業獲取可續的競爭優勢，不斷優化企業的業務流程和組織架構。
從實踐的角度來看，國內企業在組織創新方面做了很多積極探索，張瑞敏提出企業無邊界、組織無領導、供應鏈無中心等新的管理理念;任正非提出讓聽見炮火的人指揮戰斗，作戰的基本單元要從師一級縮小到旅、團、營、連，一直到班，以后的戰爭是“班長的戰爭”。
工業4.0的目標
第7篇：工廠智能化規劃方案范文
關鍵詞：多園區工廠；網絡設計；網絡虛擬化；MPLS VPN;
0 引言
隨著當前中國經濟的高速發展，各企業的業務也隨之快速擴張，由于市場競爭的需要，企業圍繞關聯產業和產業鏈形成有機的分工與協作關系的園區正在快速的發展，逐漸在區域形成了聚集效應。園區經濟的形成也給各個企業帶來了新的課題，為了提高競爭力，推進上下游產業的協同工作，進而更好地管理和溝通，就需要打通企業或部門間的壁壘，使企業的信息流暢通。但目前，多園區工廠的計算網絡建設面臨著以下幾個挑戰：高可靠、高性能、高融合、高安全、可擴展。
1網絡技術和拓撲結構選擇
1.1 拓撲結構設計
在企業園區網絡整體設計中，宜采用層次化、模塊化的網絡設計結構，并嚴格定義各層功能模型，不同層次關注不同的特性配置。典型的企業園區網絡結構可以分成三層：接入層、匯聚層、核心層。
1.2網絡虛擬化
為了提高網絡的可靠性，傳統的網絡骨干拓撲結構一般采用冗余鏈路的方式提高數據交換的可靠性，其中備份的鏈路可以在鏈路或設備故障的時候啟用，從而縮短鏈路中斷的時間。在網絡的核心層，標準的解決方案就是提供兩臺核心交換機，并采用VRRP 協議使其相互冗余，接入層交換機通過STP 協議，通過冗余鏈路連接至兩臺核心交換機。采用STP 協議可以自動阻塞其中一個端口，從而保證網絡中不會出現環路，從而避免產生廣播風暴。
1.3 網絡隔離設計
目前在多園區企業存在著生產制造、運行管理、設計研發、園區管理、視屏會議等多種業務，因此在設計基礎網絡平臺的同時需要考慮如何將各種業務進行邏輯隔離，確保各部門業務的獨立性和安全性，并且需要考慮在部署了業務隔離之后，如何對部分數據進行共享。
1.4 VLAN技術
VLAN（Virtual Local Area Network，虛擬局域網）是一種二層隔離技術，其原理是在交換機上劃分多個VLAN，某 一個VLAN內的用戶是相互可訪問的，但一個VLAN的數據包在二層交換機上不會發送到另一個VLAN，這樣，其他VLAN的用戶的網絡上收不到任何該VLAN的數據包，這樣就確保了該VLAN的信息不會被其他VLAN的人所竊聽，從而實現了信息的保密。
圖1 VLAN技術
由于VLAN是邏輯上對網絡進行劃分，組網方案靈活，配置管理簡單，降低了管理維護的成本，在二層網絡中是一種安全高效的虛擬化技術。
1.5 VPN技術
VPN（Virtual Private Network，虛擬私有網）是一種基于三層的隔離技術，在20世紀90年代中期興起，旨在通過公用網絡設施實現類似專線的私有連接。其原理是在三層轉發設備（路由器或三層交換機）上為每個VPN建立專用的VRF（Virtual Route Forwarding）表，各VRF表相互獨立，具有特殊的標記，通過專用的隧道（GRE、MPLS、TE、IPSec、L2TP）將各VPN數據在公共網絡上進行轉發。通過特殊的標記，VPN數據在VRF和專用隧道中相互隔離，保證VPN數據的隱密性。
圖2 VPN技術
1.6網絡安全設計
網絡安全是一個系統工程，需要作為一個整體考慮。網絡安全作為一個整體的安全架構，可以從局部安全、全局安全、智能安全三個層面，為用戶提供一個多層次、全方位的立體防護體系，使網絡成為智能化的安全實體。
2 設計實例
某企業園區現有五個生產制造園區進行產品生產，一個綜合辦公樓，包括研發、管理、市場等業務部門，并且綜合辦公樓包含一個600平方米的數據中心。需要建設一個覆蓋而整個企業園區的計算機網絡系統。網絡需要支持生產制造、運行管理、設計研發、園區管理、視屏會議等多種不同規模的業務。
2.1需求分析
根據業主實際需求，將主要針對以下三個方面來對整體網絡進行規劃:
核心骨干網設計；
功能隔離設計；
網絡安全設計。
2.2核心骨干網設計方案
核心骨干網是整個網絡的主要設計部分，該部分網絡包括主辦公樓、五個園區匯聚和相應的接入層網絡部分。整個網絡采用典型的三層架構:
核心層
作為園區核心節點，兩臺核心交換機部署于院區主辦公大樓，交換機之間采用萬兆鏈路互聯，與各個匯聚層節點也通過萬兆互聯，{司時使用千兆光口提供主辦公大樓內的各個樓層交換機的接入，并在核心交換機上部署防火墻模塊和流量控制模塊。
匯聚層
園區共有七個匯聚節點，每個節點對應一個生產園區和辦公樓以及數據中心，各部署兩臺匯聚交換機，交換機之間采用雙千兆鏈路互聯，其與核心交換機之間以萬兆鏈路為主、千兆鏈路備份的方式進行全互聯，每臺匯聚層交換機都配置一塊流量控制板卡。
接入層
所有接入交換機通過兩個千兆光口同匯聚交換機實現雙鏈路相連，從網絡性能出發，所有接入層采用千兆到桌面設計。
圖3園區網絡規劃圖
如圖所示，匯聚節點與核心交換機之問、接入層與匯聚層之間全部采用雙鏈路互聯。考慮到匯聚交換機兩條上行鏈路在某些情況下(如園區建設中的施工原因等)出現鏈路中斷的可能，匯聚層再部署雙環的架構，環上鏈路同樣運行OSPI及MPLS，使得在主萬兆上行與備份千兆上行同時斷掉的情況下，可通過環網來保證業務的正常運行，實現高速的鏈路自愈能力。
2.3功能隔離設計方案
VPN 所屬資源 VPN擁有的路由 備注
L2/L3 L2/L3、 L2/L3、共享 無
L4 L4 L4、監控、Internet缺省路由、共享 互聯網出口增加ACL，禁止生產區IP訪問Internet
Internet Internet L4、監控、 互聯網入口增加ACL，僅允許合法互聯網IP訪問Internet
監控 監控 監控、L4、Internet、共享 無
服務器群 OA、MES、ERP L2/L3、L4 各服務器僅允許自己業務相關的終端進行訪問
表1 VPN規劃
2.4網絡安全設計方案
由于整個企業內部的生產控制信令及相關數據的采集，均會通過服務器傳達。因此重點對服務器區域的安全防護進行規劃。
如下圖所示，整個數據中心主要由服務器區及安全管理系統區構成。
圖 4 網絡安全規劃
3 結束語
第8篇：工廠智能化規劃方案范文
Abstract： Digital Factory is built with the core of "four modernizations integration" which are digital product data， intelligent management software， visualization of the production process and automated production equipment. It provides mechanical， electronics， information， systems and management as one of the modern teaching environment and platform engineering background to the relevant professional of the school. It can train students' engineering design capabilities， the ability to practice engineering， production management ability， information technology application ability and intelligent manufacturing capacity by giving service to students， enterprises and society. Through the platform of practice project training， the students have the multi-disciplinary comprehensive knowledge and skills， to provide talent support for intelligent manufacturing.
關鍵詞：工業4.0；數字化工廠；實踐平臺
Key words： industry 4.0；digital factory；practice platform
中圖分類號：G719.21 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）30-0115-03
0 引言
新一輪工業革命大潮中，各國紛紛把發展先進制造業上升為國家戰略，德國推出“工業4.0”，美國提出“再工業化”，都在努力爭奪全球制造業的領先地位[1]。中國制造業由于人力成本上漲、產能過剩、技術含量不高、品牌影響力不夠，一直以來依靠低成本、高消耗、高排放推動增長的模式已經嚴重阻礙其發展。目前企業以勞動密集型為主，自動化水平較低，已實現數字化管理，數字化設計，數字化制造的還不多，隨著人口紅利減弱，低成本優勢消失，發達國家制造業回流，傳統制造業的產業升級成為必須要著力解決的關鍵問題。
企業在產業升級過程中需要面對兩個問題，一個是企業需要大量復合型高技術技能人才問題，二個是如何升級的問題。高校建設數字化工廠實踐平臺可以解決這兩個問題。利用數字化工廠實踐平臺，培養學生對數字化工廠體系的認識理解及相關設備的操作，了解工業，制造業，智能制造的生產模式、組織模式，產品形態等，為企業升級提供相關的高技能人才。同時，又可以為企業升級做示范。
國內的高校對數字化工廠實踐平臺的研究比較少，知網上相關文章并不多，如：蘇亞輝《高職工科類專業數字化實訓工廠的建設》只是提出把現代化的企業生產流程引入日常實訓教學。宮海斌《校企合作――數字化實訓基地的建設與管理研究》提出了通過校企合作、工學合一，引進企業先進生產理念、企業文化、管理經驗、產品設備為學生實習實訓提供保障的理念。周月俠《高職院校建立數字化工廠意義淺析》只是介紹了高職院校建立數字化工廠的意義。武平麗《模擬數字化工廠的實訓中心建設方案研究》提出利用工業控制軟件，模擬數字化工廠控制工程的設計、安裝、仿真調試和投運的方案。這些研究還只是對數字化工廠理念和實訓仿真的研究。還有少數的高職院校建設了校內智能工廠，但只是停留在現成的硬件集成或建一條數字化生產線和廠房，在軟件方面，基本是購買商品化的各種應用軟件，不僅成本高，而且各軟件的集成相當困難，應用的效果并不理想。
基于“工業4.0”高校數字化工廠實踐平臺依托于具有自主知識產權的JDDFS數字化工廠平臺，根據校內現有的以及可以增加的硬件設備進行數字化升級和改造，不僅成本低，而且易實現，可以作為機械、機電、控制、電子乃至管理類專業的實踐基地。通過依托平臺開發的實踐項目，培養學生具有生產第一線或工作現場技術操作與指導、工程管理方面的技能，知識技能高度復合，該實踐平臺建設對培養數字化設計與制造、數字化加工、數字化管理人才，推進數字化工程，提升制造業競爭力有重要意義。
1 數字化工廠實踐平臺建設目標
建設“四化融合，三服務”的數字化工廠實踐平臺，即：數字化產品數據、智能化管理軟件、可視化生產過程、自動化生產設備，更好的為學生、企業、社會服務。
①數字化工廠實踐平臺面向學生主體群，面向全校相關專業，打造一個真實的、適合的、可行的，能培養適應智能制造的專業技能人才的實踐平臺，使學生在校期間對未來智能制造體系有一個比較清晰的認識和概念。
②為目前自動化程度不高，信息化管理落后的中小企業提供數字化工廠的示范。
③培訓社會人員。企業經營風險增加，員工技能老化率上升，工作崗位重組頻繁，在職員工流動加大，再就業的終身進修成為必要手段。利用該實踐平臺可以開展層次多樣，期限不同的各種培訓，為社會人員再就業提供保障。
2 數字化工廠實踐平臺建設內容
數字化工廠實踐平臺建設分為兩部分，一是數字化工廠實踐平臺的建設，二是針對此平臺的教學實踐項目的開發。
2.1 數字化工廠實踐平臺的建設
數字化工廠實踐平臺是由硬件與軟件組成，即車間硬件設備與產品數據管理系統、企業資源計劃系統、制造執行系統、過程控制系統進行集成，形成綜合信息流自動化集成制造系統[2]。
數字化工廠實踐平臺從組織結構上分為四層：設計與制造層、計劃管理層、數字化制造層和底層控制層。
2.1.1 數字化工廠實踐平臺軟件運用
數字化工廠實踐平臺軟件主要由三部分組成：PDM系統（產品數據管理）、ERP系統（企業資源計劃）、MES系統（制造執行系統）。PDM解決了“做什么”的問題，ERP解決了“何時何地由誰做”的問題，MES解決了“怎么做”的問題。
①產品數據管理（PDM， Production Data Management）軟件的運用。
產品數據管理是位于設計與制造層的管理軟件，它是介于數據庫和應用軟件間的一個軟件開發平臺，解決了“做什么”的問題。通過PDM平臺，實現CAD/CAM/CAPP/CAE的一體化，使產品向無圖紙制造方向發展。產品CAD數據經過校核，直接傳送給數控機床完成加工[3]。
②企業資源計劃（ERP， Enterprise Resource Planning）軟件的運用。
ERP是位于計劃管理層的管理軟件，主要用于制造資源（人、財、物、信息等）的組織和控制，解決了“何時何地由誰做”的問題，在數字化工廠實踐平臺上重點實現物料需求、物流及庫存管理功能。
③制造執行系統（MES， Manufacturing Execution System）軟件的運用。
MES是處于計劃管理層與底層控制層之間的數字化制造層的管理軟件，解決了“怎么做”的問題，在數字化工廠平臺上實現生產調度、產品跟蹤、質量控制、設備故障分析及在ERP生產計劃的指導下，采集現場自動化系統與生產相關的實時數據，自動生成生產日計劃，現場監控、生產過程優化等任務[4]。
2.1.2 數字化工廠實踐平臺系統集成
數字化工廠實踐平臺實現以數字化制造層為核心與其它部分的集成。一與設計與制造層進行集成。二與計劃經營管理層集成。三與底層控制集成。
2.1.3 數字化工廠的硬件建設
根據已有的數控設備及增加設備，進行整體布局。即對廠房設計、車間內部設施、整體信息化及各種物流進行規劃設計。車間內部設施的布局包括：生產設備的位置與擺放；各工位的位置；車間內各種附件位置；立體化倉庫的位置以及實時數據采集設備的安裝；車間生產監控設備安裝；車間信息看板設備安裝等。整體信息化包括：機房、中控室的選擇；DNC子網的綜合布線、網絡設備的位置及其防護設備等[5]。
數字化工廠實踐平臺的總體運行機制是“數據驅動”，即從PDM系統中獲取產品的結構數據信息，輸出各種與生產有關的信息，實現與ERP和MES等系統的交互。圖1給出了數字化工廠實踐平臺信息化框架圖。
2.2 數字化工廠實踐平臺教學實踐項目開發
數字化工廠實踐平臺提供一個了具有現代化管理特征的工廠環境，在此平臺上開發了五大模塊的實踐項目，分別為基礎模塊、設計工藝模塊、計劃管理模塊、數字化制造模塊、設備操作模塊。圖2給出了數字化工廠實踐平臺教學實踐項目。
第一模塊：基礎模塊
①數字化工廠認識（音像教材、數字化工廠實踐平臺）；
第二模塊：設計工藝模塊
②機械CAD/CAM（產品設計與制造）；
③CAPP（產品工藝）；
④逆向工程（產品設計過程再現）；
第三模塊：計劃管理模塊
⑤物料管理（適時、適量、適價、適質地滿足對物料的需求）；
⑥生產管理（信息化生產管理）；
第四模塊：數字化制造模塊
⑦制造物聯網工程（把互聯網和物聯網技術應用到制造業領域）；
⑧質量管理（全面、全過程、全員參與、全企業的質量管理）；
⑨數據采集技術（從系統外部采集數據并輸入到系統內部，如條碼技術、RFID技術）；
⑩傳感器技術應用（合理選用各種類型的傳感器，常用檢測儀器和傳感器的操作和調試）；
{11}AGV小車（原理、結構、種類及應用，物料運輸、出入庫運輸等）；
{12}立體化倉庫（工作原理、貨物入庫、出庫及盤庫流程）；
第五模塊：設備操作模塊
{13}數控設備編程與操作（數控車、銑，加工中心的編程與操作）；
{14}用于典型加工對象的制造單元{箱體類零件、軸類零件、盤類零件}（針對不同加工對象的機床選擇、工藝安排與加工操作）。
3 數字化工廠實踐平臺建設過程
數字化工廠的建設過程分五步：①總體規劃；②初步設計；③詳細設計；④工程實施；⑤運行和維護。圖3給出了數字化工廠實踐平臺研究過程。
4 結論
數字化工廠實踐平臺以建設數字化產品數據、智能化管理軟件、可視化生產過程、自動化生產設備，即“四化融合”為核心，以為學生、企業、社會“三服務”為宗旨，以培養學生的工程設計能力、工程實踐能力、生產管理能力、信息化應用能力、智能制造能力為重點，為全校各相關專業提供集機械、電子、信息、系統和管理為一體的具有現代工程背景的教學環境和平臺。通過平臺的實踐項目訓練，培養學生具有多學科的綜合知識和技能，為智能制造提供人才支撐。
產品數據管理PDM、制造執行系統MES、企業資源計劃ERP三個管理軟件的開發依托于具有自主知識產權的JDDFS數字化工廠平臺，根據校內現有及增加的硬件設備進行數字化升級和改造，成本低，集成方便，易于實現，應用的針對性更強。
針對數字化工廠產品生產過程來開發實踐項目。在實踐項目的總體構建上注重實踐項目之間的學科相關性和生產、工藝、技術、管理的完整性，使學生得到對數字化工廠從產品設計、工藝、管理到加工的完整實踐，保證了認識的全面性和系統性。
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第9篇：工廠智能化規劃方案范文
關鍵詞：智能化機器人；人力資源管理；影響
1.智能化機器人的普及情況以及應用現狀
1.1智能化機器人發展概況
我國應用最廣泛的工業機器人在1980年左右起步，至今已經有30多年的歷史了，2011年我國機器人市場年均增長率超過50%，盡管普及率與發達國家相比還存在一些差距，但是潛力是巨大的。從2008-2011年四年之中，比例增長了2倍，與同期的美國相比，是美國采用率的5.12倍。
智能化機器人替代人工的情況出現在中國的部分工廠中，他們引進智能化機器人代替人工進行生產工作，在2013年中國首次成為工業機器人最大消費國，并在2014年蟬聯冠軍。我國的工業機器人高達50%以上出現在制造業，其中汽車制造業所占比重最大，在一些關鍵步驟均使用工業機器人代替人工作業，這些機器人有自己的專攻領域，如焊接、噴漆、裝配、搬運等方面不再使用人工，提高了生產的效率。伴隨著科技的發展與國際政策的支持，如今智能化機器人的應用領域不僅僅局限于制造業領域，它也擴大到其他的領域。例如，我們所熟知的家政服務類型的機器人：助老助殘機器人、教育娛樂機器人就是在家庭清潔、醫療康復等領域，還有一些我們不熟悉的核能、航空、航天、生化等高科技領域也有所涉及。智能機器人涉及領域行業之廣泛，可能會使未來某些行業的消失的狀況出現，其普及范圍的廣度和深度深，在橫向與縱向上都達到了一定的水平。
1.2智能化機器人對勞動力市場影響淺析
盡管中國在幾十年中的經濟增長十分迅速，但是根據《中國勞動統計年鑒》顯示的關于中國的就業彈性的數據來看，對于中國的經濟增長，投資起到重要作用，相反就業其實并沒有起到促進幫助的作用。目前，我國勞動力市場有以下幾個特點：適齡的勞動人口比例下降、人口老齡化趨勢仍在繼續、農村剩余勞動力向城市轉移的步伐變緩、接受的教育程度較低。
根據2010年的第六次人口普查的結果顯示，我國適齡的勞動參與人口于2014年達到7億的最高值后，開始呈下降趨勢。而勞動適齡人口在2011年就開始減少，這說明了勞動力對中國經濟增長的貢獻會越來越小，加之中國在1999年就已經進入人口老齡化社會，這種狀態會大約會持續到2050年，并且由于農民工成本增加，雖然總體上城鄉勞動力轉移仍在繼續，但是速度已經明顯減緩，而符合崗位的高素質人才也是市場所急需的。
2.智能化機器人對人力資源管理影響分析
科技化成果的產生與運用促進了人力資源管理的變革，對人力資源管理產生了重大的影響。其影響主要分為兩方面，一方面是從宏觀角度對于整個社會的人力資源的外部影響；另一方面是從微觀的角度分析對于一個企業的人力資源管理的影響。
2.1智能化機器人對人力資源管理的外部影響
外部影響受到的影響因素包括勞動力市場的狀況、國家政策傾向、大的經濟背景與整個市場的宏觀走向息息相關。因為部分內容前面分析過，所以不再贅述，這里只淺析受到智能化機器人直接影響的失業率與產業結構兩個方面。
2.1.1智能化機器人的采用率影響國家的失業率
智能化機器人與人并不是簡單的互為替代品的關系，他們之間也可以是輔助關系，機器人幫助人工提高生產效率，人維護機器人的功能、修改機器人的指令。但是機器人的采用率與國家的失業率有一定的影響。引用的智能化機器人越多越容易造成工人的下崗，失業率就高，這大多發生在機器人采用率較高的發達國家，例如日本、美國。根據國際機器人聯合會的調查結果顯示日本是機器人采用率最高的國家，平均每有1萬名工人就有300臺機器人與之相對。
從圖中可以看出失業率與機器人的采用率基本上是平行的呈同一方向發展，這說明了在機器人采用率較高的國家，機器人與人工是互相替代競爭的關系。引進的智能化機器人少，對整體的失業率的影響不明顯。
圖2在中國處于一個復雜的情況，對于智能化機器人的引進給中國失業率造成的影響主要體現在個別地區或企業，富士康集團就是一個例子。2013年富士康引進了大批量的機器人進入生產車間工作，進行了大批量的裁員，企業從2013年的11萬人到2015年時僅剩6萬人。
目前受到智能化機器人影響最大的非“藍領工人”莫屬，部門智能化機器人代替人工的事情大多發生在生產者車間、流水線制造業方面，造成了一部分的“藍領工人”的失業。對于把智能化的機器人看做是“競爭對手”還是“助手”如何解決這一問題是我們未來要重點考慮的。
2.1.2智能化機器人對產業結構的影響
我國處于經濟增長時期，引進智能化機器人有利于提高社會生產率，提高經濟效益，促進經濟增長，增強我國的科技實力。隨著我國國力的不斷壯大，中國原有的廉價勞動力的優勢已經漸漸喪失，在第二次人口紅利的消失和人口老齡化不斷加重的影響下，我國適齡的勞動力正逐漸下降，引進智能化機器人可以起到補充勞動力的作用。不僅如此，引進國外先進的智能化機器人還可以帶過我國經濟轉型，到目前為止我國已有關于機器人制造的企業規模已經達到上千億元。并且由于技術的不斷完善智能化機器人的應用成本已經低于人工成本、市場上的機械手一臺成本接近13萬元，可以使用10年之久，這筆長期待攤費用進行折舊后一年產生的費用比人工費用低很多。所以智能化、自動化是制造業的趨勢。
2.2智能化機器人對人力資源管理的內部影響
2.2.1智能化機器人對一線工人的影響
2.2.1.1影響工人的工作環境。智能化機器人承擔了許多高危險的工作，使得工人可以不用在惡劣的環境中工作改善了環境，但是就我國現有水平，我國的制造業并不能全部實現沒有工人在場的機器化，因此引進智能化機器人產生的器械的噪音對于一線工人來說也是智能化機器人帶來的新增的困擾。
2.2.1.2影響工人的工資水平。對于工人來說，引進智能化機器人需要接受額外的培訓，根據不同的工種需要接受不同的培訓方案，因此培訓期業不盡相同，簡單的技術操作培訓期短至幾天，對于自動化的工人培訓期則較長，多則能達到一年。根據培訓期長短的不同，工人對工資的心理預期也產生了變化。由于企業的效率的提高，工人們的工資水平會上漲0.2～0.3（向斯諾等，2013）
2.2.1.3增加了工人的工作壓力。智能化機器人的生產方式改變了企業的生產計劃，提高了生產率的同時也增加了工人的工作壓力。盡管機器人可以減少企業人為的風險，但同時也增加了企業故障的可能性。一旦某一條生產線發生故障，為了減少損失就需要技術人員加班加點的恢復生產線，同時也需要工人人力的代替原有的生產工作。增加的工作量導致了增加的工作壓力。
2.2.2智能化機器人對企業管理層的影響
2.2.2.1對管理者崗位設計、組織結構規劃提出了更高的要求。在企業有了智能化機器人之后最明顯的變化便是許多崗位“形同虛設”，例如機器人與工人的分配比例、技術維護工人與機器人的分配比例都是需要重新制訂計劃的。以達成成本最優化的一個結果。當減少底層的一線工人，增加中層技術人員時，企業的結構就會從錐形向菱形轉變，解決了企業容易出現的“用工難”的問題優化了企業結構使企業更穩定。
2.2.2.2影響組織績效、招聘、培訓方案的制訂。對于績效目標，在引進智能化機器人后需要企業重新分配個人績效；對于不同工種與不同類型的機器人制定出不同的培訓方案、培訓周期，與培訓師的安排都是管理層需要考量的；在招聘環節也對應聘者提出了更高的要求。
2.2.2.3減少了勞動糾紛增加了企業“安全感”。我國每年發生的勞動爭議案件的當事人高達數十萬人，根據中國統計年鑒2013年統計的數據可知，涉及集體勞動爭議案件的當事人數尤為顯著，許多案件的產生都是因為集體工作所導致的職業病、工作傷害等。而智能化機器人對工作環境的要求低，可以節約生產車間的成本；保密性強，可以防止人員流動所造成的工作泄密的情況發生。增加了企業的“安全感”。
3.智能化機器人應用建議
針對上述問題：在面對智能化機器人帶來的影響時，從宏觀國家政策角度、微觀企業自身角度出發提出了幾點建議。
3.1從國家宏觀角度來說：①制定相關的法律政策，完善相關法規從國家層面上給予工人保障。②積極引進先進的科研成果，加大對智能化機器人的研究與開發的力度，提高我國的科技創新能力。保證市場上的智能化機器人的安全性、促進我國在機器人的使用的普遍程度，引導人們對于新的科技成果正確使用。③產業結構升級調整，解放體力勞動者，讓人們向腦力勞動工作逐漸轉變。
3.2從企業自身角度來看：①企業內部應重新分配崗位，優化企業結構，并制定出完善合理的薪酬體系。使公司制度的合理化保證激勵因素對一線工人發揮出作用，滿足其基本的生理需求、安全需求是企業對員工最基本的保證。②改善一線員工工作環境，將其與智能化機器人區別開來，保證員工的安全，在對于一些不可避免地要與智能化機器人一同工作的情況下，減少對工人的損傷應是企業的首要目標。③擴大企業規模增加一線工人人數合理安排工時。 防止出現員工過度勞累而產生的工作壓力以及其他不滿情緒的爆發，影響組織正常的生產生活。④合理規劃企業自身發展，針對企業自身的人力、財力、物力等資源進行理性分析后，理智的對待機器人的引進問題。包括引進后的機器人與人工的配置比例、績效方案的重新設計、崗位分析說明書等都需要重新做出調整。⑤增加投資，引進更易工人操作的智能化機器人，便于工人們學習并操作機器人，減輕員工負擔，減少工作失誤率。
4.研究結論與啟示
過去，中國過于依靠廉價的勞動力占領的優勢已經慢慢離中國遠去，越來越科技化的生產方式是我們所不能忽視的，中國的適齡勞動力的缺失讓我們必須合理正確的利用智能化機器人。智能化機器人對于勞動力的補充和協助作用，慢慢演化成競爭、替代的趨勢。盡管智能化機器人對人力資源管理的影響總的來說是利大于弊的，但是就如同創造機器人的是人類，未來社會的主宰還是人，盡管科技可能會發展到我們難以想象的地步，它的目的也只是更好的為人來服務。所以我們要善于利用科技的進步解決問題，就目前而言，好好利用智能化機器人補充勞動力才能達到我們最想要的經濟效益。
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