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Smart Manufacturing Accelarates Industry Transformation
智能制造加速制造业转型
版权所有：e-works 2013-2016
e-works数字企业网 总编
黄培 博士 2016年9月13日 北京
• 智能制造(Smart Manufacturing)的目标实现整个制造业
价值链的智能化和创新，是信息化与工业化深度融合的进
一步提升。
• 智能制造融合了信息技术、先进制造技术、自动化技术和
人工智能技术。
• 目前智能制造的“智能”还处于Smart的层次，智能制造
系统具有数据采集、数据处理、数据分析的能力，能够准
确执行指令，能够实现闭环反馈；而智能制造的趋势是真
正实现“Intelligent”，智能制造系统能够实现自主学习、
自主决策，不断优化。
智能制造的内涵
智能制造的十大关键技术
智能 决策
智能研发、智能管理、 智能物流与供应链
智能装备、智能产线、 智能车间、智能工厂
智能产品、智能服务 商业模式创新
生产模式创新
运营模式创新
决策模式创新
使能技术：物联网、机器人、增材制造、云计算、大数据分析、
电子数据交换、增强现实等
智能制造关键技术之一：智能产品
自主决策
关键技术： • 多功能感知
• 智能Agent
• 语音识别
• 信息融合
关键技术： • 工况识别感知
• 控制算法及策略
自适应工况
人机交互
关键技术： • 环境感知
• 路径规划
• 智能识别
• 自主决策
无人机
无人驾驶汽车
智能家电
回收
信息
原材料
信息
设计
信息
制造
信息
物流
信息 销售
信息
产品全生命周期个性化定制与服务
4
基于物联网的智能垃圾箱
BigBelly 垃圾桶集太阳能、物联网、高效压缩机为一体，垃圾快倒满时，压缩机会在40秒内将垃圾的体积压缩至原来的五分之一，垃圾箱快满时
自动联网发送垃圾桶已满及地理位置等信息至垃圾处理中心。处理中心的系统根据各个垃圾桶发回的数据分析，规划最佳回收路线和时间。
产品的Digital Twin
智能制造关键技术之二：智能服务
• 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。
• 通过采集产品运营的大数据，辅助企业进行市场营销的决策。
• 通过开发面向客户服务的APP，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。
• 全球PLM领导厂商之一，美国PTC公司斥巨资进军物联网和服务生命周期管理领域，成为智能服务领域的领军企业之一。
• 车联网是典型的智能服务。
3) 服务知识库、诊断
规则和维护时间表用于确定状况发生时需采取的行动
2) APP监控传感器数据并决定触发服务问题或其它状况
5) 开出现场服务ticket，安排技师
4) 通过优化的库存
位置，确定和订购所需零件
6) 找到所需服务信
息并将其附于服务订单，供技师使用
1) 从设备的传感器收集数据
7) 开展服务，将设备维护至正常状态
智能服务：提升企业服务收入
罗罗公司的Total Care服务
罗尔斯.罗伊斯公司推出针对其航空发动机产品的TotalCare包修服务，按飞行小时收费，确保航空公司的飞行可靠性和在翼飞行时间，实现了与航空公司 的双赢。罗罗公司能够实现按服务绩效收费的基础是强大的传感与物联网技术。很多知名的航空公司都与罗罗公司签订了Total Care合作协议。
制造技术变革
1960— 2000—
智能装备特点：
将专家的知识和经验融入感知、决策、执行等制造活动中
赋予产品制造在线学习和知识进化能力
实现自学自律制造
数字化 智能化
日本Mazak机床 热屏障
主动振动控制
瑞士米克朗机床 智能工艺规划
国际 国内
大连机床 热补偿功能
智能装备 数控装备
智能制造初露端倪
智能制造关键技术之三：智能装备
通快集团：高速激光加工
德国通快集团是全球最大的激光企业，凭借对激光技术领域的持续探索，通快问鼎全球钣金加工设备领域的冠军。
DMG：增材制造与传统制造融合
DMG MORI公司独特的混合式（增材制造与传统制造结合）加工解决方案，是一项令众人瞩目的新技术，它将铣削加工技术与激光金属沉积加工工艺结合在一起，应用于一台具有完整铣削功能的LASERTEC 65型激光熔覆加工机床上。
从增材制造到混合制造
• 在生产和装配的过程中，能够通过传感器或RFID自动进行数据采集，并通过电子看板显示实时的生产状态；
• 能够通过机器视觉和多种传感器进行质量检测，自动剔除不合格品，并对采集的质量数据进行SPC分析，找出质量问题的成因；
• 支持多种相似产品的混线生产和装配，灵活调整工艺，适应小批量、多品种的生产模式；
• 具有柔性，如果生产线上有设备出现故障，能够调整到其他设备生产；
• 针对人工操作的工位，能够给予智能的提示。
智能制造关键技术之四：智能产线
原材料
进入
成品
出运
RFID容器识别
冲床上下料机器人
传送带
RFID容器识别
在线质量检测
AGV
立体仓库 在线质量检测
3.在生产线控制系统的指令下，通过输送链/带/轨道或者AGV物流车将物料配送线边
1.依据自动物料识别技术，自动提取相应的工件加工NC代码
4.依据自动物料识别技术，自动提取相应的工件加工NC代码
2.机械手自动抓取对应ID坯料与配套工装夹具，实现工件的自动装夹，自动加工与自动卸料
5.智能检测工位完成在制品关键参数的数字化检测，将检测数据自动上传生产线控制系统
6.在生产线控制系统的指令下，通过输送链/带/轨道或者AGV物流车
智能产线的规划案例
智能制造关键技术之五：智能车间
该生产什么
设备状态
质量
管控
物料准时配送 产品及时发运
全局生产管控
生产防错系统
作业指导 生产统计
What to produce Status of equipment
Overall production monitoring and control
Work instruction Production statistic
Quality control
Error-proofing
JIT material delivering Product delivering
智能制造关键技术之六：智能工厂
智能化加工设备
DNC
智能化机械手
智能刀具管理
中央控制室 现场Andon 现场监视装置
智能加工中心与生产线
智能化仓储/运输与物流
智能化生产执行过程管控
智能化生产控制中心
智能化工厂
自动化立体仓库 AGV智能小车 公共资源定位系统
高级计划排程
执行过程调度
数字化物流管控
数字化质量检测
西门子安贝格电子工厂
智能制造关键技术之七：智能研发
数据管理
项目启动 客户服务 设计开发 设计验证 工艺规划 试制试验 投产认可 样件认可
设计制造一体化平台
数字化研发 数字化工艺
用户权限与数据安全控制
统一流程管理
图文档管理
质量管理
技术状态管理
变更管理
版本管理
设计工具
二维CAD
CAM工具 CAE工具
系统扩展性
集成接口
接口定义
平台扩展 零部件库
BOM管理
变更管理
原理图
EBOM 二维图 三维模型 原理图
三维模型 多学科仿真 符合性分析
工艺规程 工艺路线 三维工装 工艺流程
试验数据 装配仿真 加工仿真 PBOM
三维CAD
变更执行管理 变更通知管理 变更需求管理
SPC MSA PPAP APQP PFMA DFMA
数 字 化 协同
汽车定制：基于互联网和模块化设计
从大批量定制到个性化定制
NVIDIA QUADRO 将 SOLIDWORKS 分辨率升至 4K
—提高图像质量
— 即使在高度放大情况下，也能采用 4x HD 分辨率逼真显示设计的详图
—提高效率
— 桌面空间变大，显示器变大，图像质量也提高
—提高可扩展性
— 在各图像式样中实现交互并且能够轻松扩展到交互性真实感渲染或模拟您的设计
增强的3D模式（启用Realview、FSAA）
模型更加逼真、细腻。阴影、反射及纹理如同现实世界中的一样，边缘也光滑得多
智能制造关键技术之八：智能管理
• 核心运营系统包括ERP、HCM、CRM、SRM、SCM、MDM、EAM、企业门户等。实现智能管理的基础是核心系统无缝集成。
• 智能管理主要体现在与移动应用、云计算和电子商务结合。
• 移动版的CRM系统可以自动根据位置服务确定销售人员是否按计划拜访了特定客户；
• 许多消费品制造企业实现了全渠道营销，实现了多个网店系统与ERP系统的无缝集成，从而实现自动派单。
• 主流电梯制造企业纷纷研发了销售配置器软件系统，可以让销售人员根据客户的需求灵活地进行产品配置，快速报价。
• 业务流程管理（BPM）软件可以实现业务流程建模，实现业务流程的可视化、模拟与优化。
• 基于移动设备进行数据采集（仓储及物流管理）
• 手机版CRM，集成LBS（基于位置的服务）
• 用移动设备访问企业的轻量化产品数据（CAD、PDM移动客户端），甚至进行产品设计
• 移动BI
• 针对客户服务的APP
• 移动版网上商城
制造业移动应用
汽车定制：基于互联网和模块化设计
智能制造关键技术之九：智能物流与供应链
– 以江淮汽车为例：
• 零部件供应巢建设项目现已有澳大利亚和台湾、香港等7省区在内的260家企业签约入驻
• 目前江淮已实施了物料拉动平台
大灯总成
动力总成 悬架总成 底盘
轮胎
座椅
仪表台总成
主机厂与供应商：物理距离 与 信息距离
主要方向：以主机厂为核心的全产业链质量控制
自动化立体仓库
AGV
智能物流装备
自动识别技术
智能堆垛机 自动辊道系统 智能分拣机器人
让制造商的供应链协作信息化、自动化
供应商 客户
供应商
供应商
供应商
客户
客户
客户
采购订单/更改
物料需求预测
提前发货通知
运输状态 提货信息
收货通知
订单确认
付款通知
产品询价
发票信息
通过EDI进行供应链协同
• 业务智能(BI)、业务分析(BA)与企业绩效管理(EPM)：
智能制造关键技术之十：智能决策
工业 大数据
数据中心
制造设备 通讯接口
数字化设计 CAD/CAE/CAM/CAPP
产品数据管理 PDM/PLM
办公业务 工作流/OA/Email
数字化管理 ERP
数字化制造 MES
供应商、市场行情
Internet 在线社区
客户关系管理 CRM
电子商务 EC
产品运营服务 MRO/制造物联
研发大数据、生产大数据、质量大数据、能耗大数据、运营大数据
推进智能制造，需要GPU的支撑
企业要打造创新产品，需要NVIDIA 专业显卡的支撑，
以优化工作流程、提升设计应用的性能。NVIDIA®
Quadro® 显卡能够在各种台式与移动工作站上提供超级
佳的性能。Quadro 显卡已得到各大硬件 OEM 厂商和主流
独立软件供应商 (ISV) 的认证和推荐，符合超级高的质量
标准。Quadro 显卡还得到经久耐用、稳定的驱动程序版
本的支持。
e-works十四年专注制造业,服务两化融合
e-works门户、社区
e-works论坛、沙龙
e-works咨询、评测、监理
e-works培训
e-works Research
e-works创始人：李培根院士 e-works 制造业CIO俱乐部
专业
• 对相关技术、市场、产业和应用趋势有深刻理解。
专注
• 作为中立第三方，专注于两化融合服务，不与任何IT厂商结盟。
影响力
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经验
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