第一篇：智能制造工程實施指南(2016-2020)

智能制造工程實施指南

（2016-2020）

為貫徹落實《中國制造2025》，組織實施好智能制造工程（以下簡稱“工程”），特編制本指南。

一背景

自國際金融危機(jī)發(fā)生以來，隨著新一代信息通信技術(shù)的快速發(fā)展及與先進(jìn)制造技術(shù)不斷深度融合，全球興起了以智能制造為代表的新一輪產(chǎn)業(yè)變革，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化日益成為未來制造業(yè)發(fā)展的主要趨勢。世界主要工業(yè)發(fā)達(dá)國家加緊謀篇布局，紛紛推出新的重振制造業(yè)國家戰(zhàn)略，支持和推動智能制造發(fā)展，以重塑制造業(yè)競爭新優(yōu)勢。為加速我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級、提質(zhì)增效，國務(wù)院發(fā)布實施《中國制造2025》，并將智能制造作為主攻方向，加速培育我國新的經(jīng)濟(jì)增長動力，搶占新一輪產(chǎn)業(yè)競爭制高點。

當(dāng)前，我國制造業(yè)尚處于機(jī)械化、電氣化、自動化、信息化并存，不同地區(qū)、不同行業(yè)、不同企業(yè)發(fā)展不平衡的階段。發(fā)展智能制造面臨關(guān)鍵技術(shù)裝備受制于人、智能制造標(biāo)準(zhǔn)/軟件/網(wǎng)絡(luò)/信息安全基礎(chǔ)薄弱、智能制造新模式推廣尚未起步、智能化集成應(yīng)用緩慢等突出問題。相對工業(yè)發(fā)達(dá)國家，推動我國制造業(yè)智能轉(zhuǎn)型，環(huán)境更為復(fù)雜，形勢更為嚴(yán)峻，任務(wù)更加艱巨。

《中國制造2025》明確將智能制造工程作為政府引導(dǎo)推動的五個工程之一，目的是更好地整合全社會資源，統(tǒng)籌兼顧智能制造各個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，突破發(fā)展瓶頸，系統(tǒng)推進(jìn)技術(shù)與裝備開發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)制定、新模式培育和集成應(yīng)用。加快組織實施智能制造工程，對于推動《中國制造2025》十大重點領(lǐng)域率先突破，促進(jìn)傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級，實現(xiàn)制造強(qiáng)國目標(biāo)具有重大意義。

二總體要求

加快貫徹落實《中國制造2025》總體戰(zhàn)略部署，牢固樹立創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的新發(fā)展理念，以構(gòu)建新型制造體系為目標(biāo)，以推動制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展為主線，堅持“統(tǒng)籌規(guī)劃、分類施策、需求牽引、問題導(dǎo)向、企業(yè)主體、協(xié)同創(chuàng)新、遠(yuǎn)近結(jié)合、重點突破”的原則，將制造業(yè)智能轉(zhuǎn)型作為必須長期堅持的戰(zhàn)略任務(wù)，分步驟持續(xù)推進(jìn)?！笆濉逼陂g同步實施數(shù)字化制造普及、智能化制造示范，重點聚焦“五三五十”重點任務(wù)，即：攻克五類關(guān)鍵技術(shù)裝備，夯實智能制造三大基礎(chǔ)，培育推廣五種智能制造新模式，推進(jìn)十大重點領(lǐng)域智能制造成套裝備集成應(yīng)用，持續(xù)推動傳統(tǒng)制造業(yè)智能轉(zhuǎn)型，為構(gòu)建我國制造業(yè)競爭新優(yōu)勢、建設(shè)制造強(qiáng)國奠定扎實的基礎(chǔ)。

（一）基本原則

堅持統(tǒng)籌規(guī)劃、分類施策。統(tǒng)籌兼顧智能制造各個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，加強(qiáng)構(gòu)建新型制造體系的頂層設(shè)計與規(guī)劃。針對我國制造業(yè)機(jī)械化、電氣化、自動化、信息化并存，不同地區(qū)、行業(yè)、企業(yè)發(fā)展不平衡的局面，分類指導(dǎo)、并行推進(jìn)，推動優(yōu)勢領(lǐng)域率先突破，促進(jìn)傳統(tǒng)制造業(yè)智能轉(zhuǎn)型。

堅持需求牽引、問題導(dǎo)向。瞄準(zhǔn)制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的發(fā)展趨勢，面向重點領(lǐng)域率先突破和傳統(tǒng)制造業(yè)智能轉(zhuǎn)型迫切需求，針對我國發(fā)展智能制造面臨的關(guān)鍵技術(shù)裝備受制于人、智能制造標(biāo)準(zhǔn)/軟件/網(wǎng)絡(luò)/信息安全基礎(chǔ)薄弱等突出問題，系統(tǒng)推進(jìn)技術(shù)與裝備開發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)制定、新模式培育和集成應(yīng)用。

堅持企業(yè)主體、協(xié)同創(chuàng)新。充分調(diào)動企業(yè)開展智能制造的積極性和內(nèi)生動力，突出企業(yè)開展集成創(chuàng)新、工程應(yīng)用、產(chǎn)業(yè)化與試點示范的主體作用。發(fā)揮企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)、高等院校等各方面優(yōu)勢，協(xié)同推進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)裝備、軟件、智能制造成套裝備等的集成創(chuàng)新。

堅持遠(yuǎn)近結(jié)合、重點突破。充分認(rèn)識推進(jìn)智能制造是一項需要多方面力量長期共同努力的復(fù)雜系統(tǒng)工程，要立足現(xiàn)狀、著眼長遠(yuǎn)，做好頂層設(shè)計，分階段實施，集中力量突破一批需求迫切、帶動作用強(qiáng)的關(guān)鍵技術(shù)裝備、智能制造成套裝備，提升智能制造支撐能力，在基礎(chǔ)條件好的領(lǐng)域推進(jìn)集成應(yīng)用和試點示范。

（二）總體目標(biāo)

工程分為兩個階段實施：“十三五”期間通過數(shù)字化制造的普及，智能化制造的試點示范，推動傳統(tǒng)制造業(yè)重點領(lǐng)域基本實現(xiàn)數(shù)字化制造，有條件、有基礎(chǔ)的重點產(chǎn)業(yè)全面啟動并逐步實現(xiàn)智能轉(zhuǎn)型；“十四五”期間加大智能制造實施力度，關(guān)鍵技術(shù)裝備、智能制造標(biāo)準(zhǔn)/工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)/信息安全、核心軟件支撐能力顯著增強(qiáng)，構(gòu)建新型制造體系，重點產(chǎn)業(yè)逐步實現(xiàn)智能轉(zhuǎn)型。

“十三五”期間工程具體目標(biāo)如下：

1、關(guān)鍵技術(shù)裝備實現(xiàn)突破。高檔數(shù)控機(jī)床與工業(yè)機(jī)器人、增材制造裝備性能穩(wěn)定性和質(zhì)量可靠性達(dá)到國際同類產(chǎn)品水平，智能傳感與控制裝備、智能檢測與裝配裝備、智能物流與倉儲裝備基本滿足國內(nèi)需求，具備較強(qiáng)競爭力，關(guān)鍵技術(shù)裝備國內(nèi)市場滿足率超過50%。

2、智能制造基礎(chǔ)能力明顯提升。初步建立基本完善的智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系，完成一批急需的國家和行業(yè)重點標(biāo)準(zhǔn)；具有知識產(chǎn)權(quán)的智能制造核心支撐軟件國內(nèi)市場滿足率超過30%；初步建成IPv6和4G/5G等新一代通信技術(shù)與工業(yè)融合的試驗網(wǎng)絡(luò)、標(biāo)識解析體系、工業(yè)云計算和大數(shù)據(jù)平臺及信息安全保障系統(tǒng)。

3、智能制造新模式不斷成熟。離散型智能制造、流程型智能制造、網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造、大規(guī)模個性化定制、遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)等五種智能制造新模式不斷豐富完善，有條件、有基礎(chǔ)的行業(yè)實現(xiàn)試點示范并推廣應(yīng)用，建成一批智能車間/工廠。試點示范項目運(yùn)營成本降低30%、產(chǎn)品生產(chǎn)周期縮短30%、不良品率降低30%。

4、重點產(chǎn)業(yè)智能轉(zhuǎn)型成效顯著。有條件、有基礎(chǔ)的傳統(tǒng)制造業(yè)基本普及數(shù)字化，全面啟動并逐步實現(xiàn)智能轉(zhuǎn)型，數(shù)字化研發(fā)設(shè)計工具普及率達(dá)到72%，關(guān)鍵工序數(shù)控化率達(dá)到50%；十大重點領(lǐng)域智能化水平顯著提升，完成60類以上智能制造成套裝備集成創(chuàng)新。

三重點任務(wù)

（一）攻克關(guān)鍵技術(shù)裝備

針對實施智能制造所需關(guān)鍵技術(shù)裝備受制于人的問題，聚焦感知、控制、決策、執(zhí)行等核心關(guān)鍵環(huán)節(jié)，依托重點領(lǐng)域智能工廠、數(shù)字化車間的建設(shè)以及傳統(tǒng)制造業(yè)智能轉(zhuǎn)型，突破高檔數(shù)控機(jī)床與工業(yè)機(jī)器人、增材制造裝備、智能傳感與控制裝備、智能檢測與裝配裝備、智能物流與倉儲裝備五類關(guān)鍵技術(shù)裝備，開展首臺首套裝備研制，提高質(zhì)量和可靠性，實現(xiàn)工程應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化。

專欄1 關(guān)鍵技術(shù)裝備研制重點

高檔數(shù)控機(jī)床與工業(yè)機(jī)器人。數(shù)控雙主軸車銑磨復(fù)合加工機(jī)床；高速高效精密五軸加工中心；復(fù)雜結(jié)構(gòu)件機(jī)器人數(shù)控加工中心；螺旋內(nèi)齒圈拉床；高效高精數(shù)控蝸桿砂輪磨齒機(jī)；蒙皮鏡像銑數(shù)控裝備；高效率、低重量、長期免維護(hù)的系列化減速器；高功率大力矩直驅(qū)及盤式中空電機(jī)；高性能多關(guān)節(jié)伺服控制器；機(jī)器人用位置、力矩、觸覺傳感器；6-500kg級系列化點焊、弧焊、激光及復(fù)合焊接機(jī)器人；關(guān)節(jié)型噴涂機(jī)器人；切割、打磨拋光、鉆孔攻絲、銑削加工機(jī)器人；縫制機(jī)械、家電等行業(yè)專用機(jī)器人；精密及重載裝配機(jī)器人；六軸關(guān)節(jié)型、平面關(guān)節(jié)（SCARA）型搬運(yùn)機(jī)器人；在線測量及質(zhì)量監(jiān)控機(jī)器人；潔凈及防爆環(huán)境特種工業(yè)機(jī)器人；具備人機(jī)協(xié)調(diào)、自然交互、自主學(xué)習(xí)功能的新一代工業(yè)機(jī)器人。

增材制造裝備。高功率光纖激光器、掃描振鏡、動態(tài)聚焦鏡及高品質(zhì)電子槍、光束整形、高速掃描、陣列式高精度噴嘴、噴頭；激光/電子束高效選區(qū)熔化、大型整體構(gòu)件激光及電子束送粉/送絲熔化沉積等金屬增材制造裝備；光固化成形、熔融沉積成形、激光選區(qū)燒結(jié)成形、無模鑄型、噴射成形等非金屬增材制造裝備；生物及醫(yī)療個性化增材制造裝備。

智能傳感與控制裝備。高性能光纖傳感器、微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）傳感器、多傳感器元件芯片集成的MCO芯片、視覺傳感器及智能測量儀表、電子標(biāo)簽、條碼等采集系統(tǒng)裝備；分散式控制系統(tǒng)（DCS）、可編程邏輯控制器（PLC）、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（SCADA）、高性能高可靠嵌入式控制系統(tǒng)裝備；高端調(diào)速裝置、伺服系統(tǒng)、液壓與氣動系統(tǒng)等傳動系統(tǒng)裝備。

智能檢測與裝配裝備。數(shù)字化非接觸精密測量、在線無損檢測系統(tǒng)裝備；可視化柔性裝配裝備；激光跟蹤測量、柔性可重構(gòu)工裝的對接與裝配裝備；智能化高效率強(qiáng)度及疲勞壽命測試與分析裝備；設(shè)備全生命周期健康檢測診斷裝備；基于大數(shù)據(jù)的在線故障診斷與分析裝備。

智能物流與倉儲裝備。輕型高速堆垛機(jī)；超高超重型堆垛機(jī)；高速智能分揀機(jī)；智能多層穿梭車；智能化高密度存儲穿梭板；高速托盤輸送機(jī)；高參數(shù)自動化立體倉庫；高速大容量輸送與分揀成套裝備、車間物流智能化成套裝備。

（二）夯實智能制造基礎(chǔ)

重點圍繞智能制造標(biāo)準(zhǔn)滯后、核心軟件缺失、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)和信息安全系統(tǒng)薄弱等瓶頸問題，構(gòu)建基本完善的智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系，開發(fā)智能制造核心支撐軟件，建立高效可靠的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)和信息安全系統(tǒng)，形成智能制造發(fā)展堅實的基礎(chǔ)支撐。

1、構(gòu)建國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系。制定并發(fā)布《國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》，開展智能制造的基礎(chǔ)共性、關(guān)鍵技術(shù)、重點行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范的研究，構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)試驗驗證平臺（系統(tǒng)），進(jìn)行技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)全過程試驗驗證，在制造業(yè)各個領(lǐng)域進(jìn)行全面推廣，形成智能制造強(qiáng)有力的標(biāo)準(zhǔn)支撐。

專欄2 智能制造重點標(biāo)準(zhǔn)

基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。術(shù)語定義、參考模型、元數(shù)據(jù)、對象標(biāo)識注冊與解析等基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)；體系架構(gòu)、安全要求、管理和評估等信息安全標(biāo)準(zhǔn)；評價指標(biāo)體系、度量方法和實施指南等管理評價標(biāo)準(zhǔn)；環(huán)境適應(yīng)性、設(shè)備可靠性等質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。工業(yè)機(jī)器人、工業(yè)軟件、智能物聯(lián)裝置、增材制造、人機(jī)交互等裝備/產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)；體系架構(gòu)、互聯(lián)互通和互操作、現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)融合、工業(yè)傳感器網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)無線、工業(yè)網(wǎng)關(guān)通信協(xié)議和接口等網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)；數(shù)字化設(shè)計仿真、網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造、智能檢測、智能物流和精準(zhǔn)供應(yīng)鏈管理等智能工廠標(biāo)準(zhǔn)；數(shù)據(jù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)分析、云服務(wù)等工業(yè)云和工業(yè)大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)；個性化定制和遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)等服務(wù)型制造標(biāo)準(zhǔn)；工業(yè)流程運(yùn)行能效分析軟件標(biāo)準(zhǔn)。

重點行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。以典型離散行業(yè)的數(shù)字化車間集成應(yīng)用和流程行業(yè)智能工廠集成應(yīng)用為代表的十大重點領(lǐng)域行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。

2、提升智能制造軟件支撐能力。針對智能制造感知、控制、決策、執(zhí)行過程中面臨的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)計算分析等方面存在的問題，開展信息物理系統(tǒng)的頂層設(shè)計，研發(fā)相關(guān)的設(shè)計、工藝、仿真、管理、控制類工業(yè)軟件，推進(jìn)集成應(yīng)用，培育重點行業(yè)整體解決方案能力，建設(shè)軟件測試驗證平臺。

專欄3 智能制造核心支撐軟件開發(fā)重點

設(shè)計、工藝仿真軟件。計算機(jī)輔助類（CAX）軟件、基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的三維設(shè)計與建模軟件、數(shù)值分析與可視化仿真軟件、模塊化設(shè)計工具以及專用知識、模型、零件、工藝和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫等。

工業(yè)控制軟件。高安全、高可信的嵌入式實時工業(yè)操作系統(tǒng)，智能測控裝置及核心智能制造裝備嵌入式組態(tài)軟件。

業(yè)務(wù)管理軟件。制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、企業(yè)資源管理軟件（ERP）、供應(yīng)鏈管理軟件（SCM）、產(chǎn)品全生命周期管理軟件（PLM）、商業(yè)智能軟件（BI）等。

數(shù)據(jù)管理軟件。嵌入式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與實時數(shù)據(jù)智能處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)挖掘分析平臺、基于大數(shù)據(jù)的智能管理服務(wù)平臺等。

系統(tǒng)解決方案。生產(chǎn)制造過程智能管理與決策集成化管理平臺、跨企業(yè)集成化協(xié)同制造平臺，以及面向工業(yè)軟件、工業(yè)大數(shù)據(jù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工控安全系統(tǒng)、智能機(jī)器、智能云服務(wù)平臺等集成應(yīng)用的行業(yè)系統(tǒng)解決方案，裝備智能健康狀態(tài)管理與服務(wù)支持平臺。

測試驗證平臺。設(shè)計、仿真、控制、管理類工業(yè)軟件穩(wěn)定性、可靠性測試驗證平臺。重點行業(yè)CPS關(guān)鍵技術(shù)、設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用環(huán)境的兼容適配、互聯(lián)互通、互操作測試驗證平臺。

3、建設(shè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)和信息安全系統(tǒng)。研發(fā)融合新型技術(shù)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與系統(tǒng)，構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析系統(tǒng)及試驗驗證平臺，在重點領(lǐng)域制造企業(yè)建設(shè)試驗網(wǎng)絡(luò)并開展應(yīng)用創(chuàng)新。研發(fā)安全可靠的信息安全軟硬件產(chǎn)品，搭建基于可信計算的信息安全保障系統(tǒng)與試驗驗證平臺，建立健全工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)信息安全審查、檢查和信息共享機(jī)制，在有條件的企業(yè)進(jìn)行試點示范。

專欄4 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)和信息安全系統(tǒng)建設(shè)重點

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)。基于IPv6、4G/5G移動通信、短距離無線通信和軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）等新型技術(shù)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與系統(tǒng)；核心信息通信設(shè)備；工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析系統(tǒng)與企業(yè)級對象標(biāo)識解析系統(tǒng)；工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)測試驗證平臺建設(shè)；工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識與解析平臺建設(shè)；基于IPv6、軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）等新技術(shù)融合的工業(yè)以太網(wǎng)建設(shè)；覆蓋裝備、在制產(chǎn)品、物料、人員、控制系統(tǒng)、信息系統(tǒng)的工廠無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)試點；工業(yè)云計算、大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺建設(shè)。

信息安全系統(tǒng)。基于OPC-UA的安全操作平臺、可信計算支撐系統(tǒng)、可信軟件參考庫、工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)防護(hù)、監(jiān)測、風(fēng)險分析與預(yù)警系統(tǒng)、信息安全數(shù)字認(rèn)證系統(tǒng)，工業(yè)防火墻、工業(yè)通訊網(wǎng)關(guān)、工業(yè)軟件脆弱性分析產(chǎn)品、工控漏洞挖掘系統(tǒng)、工控異常流量分析系統(tǒng)、工控網(wǎng)閘系統(tǒng)、安全可靠的工業(yè)芯片、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)；工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全監(jiān)測平臺、信息安全保障系統(tǒng)驗證平臺和仿真測試平臺、攻防演練試驗平臺、在線監(jiān)測預(yù)警平臺、通訊協(xié)議健壯性測試驗證平臺、工業(yè)控制可信芯片試驗驗證平臺、工控系統(tǒng)安全區(qū)域隔離、通信控制、協(xié)議識別與分析試驗驗證平臺的建設(shè)，建立工業(yè)信息安全常態(tài)化檢查評估機(jī)制、信息安全測評標(biāo)準(zhǔn)與工具；工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測、信息安全防護(hù)與認(rèn)證系統(tǒng)建設(shè)試點，系統(tǒng)邊界防護(hù)、漏洞掃描、訪問控制、網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議以及工業(yè)數(shù)據(jù)防護(hù)、備份與恢復(fù)技術(shù)產(chǎn)品的應(yīng)用示范。

（三）培育推廣智能制造新模式

針對原材料工業(yè)、裝備工業(yè)、消費(fèi)品工業(yè)等傳統(tǒng)制造業(yè)環(huán)境惡劣、危險、連續(xù)重復(fù)等工序的智能化升級需要，持續(xù)推進(jìn)智能化改造，在基礎(chǔ)條件好和需求迫切的重點地區(qū)、行業(yè)中選擇骨干企業(yè)，推廣數(shù)字化技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)裝備、智能制造成套裝備，開展新模式試點示范，建設(shè)智能車間/工廠，重點培育離散型智能制造、流程型智能制造、網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造、大規(guī)模個性化定制、遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)，不斷豐富成熟后實現(xiàn)全面推廣，持續(xù)不斷培育、完善和推廣智能制造新模式，提高傳統(tǒng)制造業(yè)設(shè)計、制造、工藝、管理水平，推動生產(chǎn)方式向柔性、智能、精細(xì)化轉(zhuǎn)變。

專欄5 智能制造新模式關(guān)鍵要素

離散型智能制造。車間總體設(shè)計、工藝流程及布局?jǐn)?shù)字化建模；基于三維模型的產(chǎn)品設(shè)計與仿真，建立產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（PDM），關(guān)鍵制造工藝的數(shù)值模擬以及加工、裝配的可視化仿真；先進(jìn)傳感、控制、檢測、裝配、物流及智能化工藝裝備與生產(chǎn)管理軟件高度集成；現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)、車間制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）與產(chǎn)品全生命周期管理（PLM）、企業(yè)資源計劃（ERP）系統(tǒng)高效協(xié)同與集成。

流程型智能制造。工廠總體設(shè)計、工藝流程及布局?jǐn)?shù)字化建模；生產(chǎn)流程可視化、生產(chǎn)工藝可預(yù)測優(yōu)化；智能傳感及儀器儀表、網(wǎng)絡(luò)化控制與分析、在線檢測、遠(yuǎn)程監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)在生產(chǎn)管控中實現(xiàn)高度集成；實時數(shù)據(jù)采集與工藝數(shù)據(jù)庫平臺、車間制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）與企業(yè)資源計劃（ERP）系統(tǒng)實現(xiàn)協(xié)同與集成。

網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造。建立網(wǎng)絡(luò)化制造資源協(xié)同平臺，企業(yè)間研發(fā)系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、運(yùn)營管理系統(tǒng)可橫向集成，信息數(shù)據(jù)資源在企業(yè)內(nèi)外可交互共享。企業(yè)間、企業(yè)部門間創(chuàng)新資源、生產(chǎn)能力、市場需求實現(xiàn)集聚與對接，設(shè)計、供應(yīng)、制造和服務(wù)環(huán)節(jié)實現(xiàn)并行組織和協(xié)同優(yōu)化。

大規(guī)模個性化定制。產(chǎn)品可模塊化設(shè)計和個性化組合；建有用戶個性化需求信息平臺和各層級的個性化定制服務(wù)平臺，能提供用戶需求特征的數(shù)據(jù)挖掘和分析服務(wù)；研發(fā)設(shè)計、計劃排產(chǎn)、柔性制造、物流配送和售后服務(wù)實現(xiàn)集成和協(xié)同優(yōu)化。

遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)。建有標(biāo)準(zhǔn)化信息采集與控制系統(tǒng)、自動診斷系統(tǒng)、基于專家系統(tǒng)的故障預(yù)測模型和故障索引知識庫；可實現(xiàn)裝備（產(chǎn)品）遠(yuǎn)程無人操控、工作環(huán)境預(yù)警、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷與自修復(fù)；建立產(chǎn)品生命周期分析平臺、核心配件生命周期分析平臺、用戶使用習(xí)慣信息模型；可對智能裝備（產(chǎn)品）提供健康狀況監(jiān)測、虛擬設(shè)備維護(hù)方案制定與執(zhí)行、最優(yōu)使用方案推送、創(chuàng)新應(yīng)用開放等服務(wù)。

（四）推進(jìn)重點領(lǐng)域集成應(yīng)用

聚焦《中國制造2025》十大重點領(lǐng)域，開展基于智能制造標(biāo)準(zhǔn)、核心支撐軟件、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)與信息安全系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)裝備和先進(jìn)制造工藝的集成應(yīng)用，以系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商、裝備制造商與用戶聯(lián)合的模式，開發(fā)重點領(lǐng)域所需智能制造成套裝備，實現(xiàn)推廣應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)化，支撐重點領(lǐng)域率先突破和傳統(tǒng)制造業(yè)智能化改造。

專欄6 十大領(lǐng)域智能制造成套裝備集成創(chuàng)新重點

電子信息領(lǐng)域。消費(fèi)類電子整機(jī)產(chǎn)品制造成套裝備；極大規(guī)模集成電路（芯片）制造工藝裝備；集成電路先進(jìn)封裝與測試成套裝備；低溫共燒陶瓷（LTCC）、薄膜等先進(jìn)基板制造成套裝備；表面貼裝成套裝備；高密度混合集成模塊、微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）器件組裝成套裝備；新型元器件（片式電子器件、高性能元件、電池、高亮度半導(dǎo)體照明芯片和器件、大功率半導(dǎo)體器件）制造成套裝備；新型平板顯示制造成套裝備；高效太陽能電池片制造成套裝備；以碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）為代表的寬禁帶半導(dǎo)體電力電子器件制造成套工藝與裝備。

高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人領(lǐng)域。高精度床身箱體類零件智能加工成套設(shè)備；高精度絲杠與導(dǎo)軌、高速主軸、長壽命模具、高壓大流量泵閥等核心零部件制造所需的精密加工與成形制造成套裝備；微納加工、電加工與激光特種加工成套裝備；機(jī)器人減速器、伺服電機(jī)精密制造成套裝備。

航空航天裝備領(lǐng)域。航空航天鈑金件高效加工與成形成套裝備；難變形金屬件智能化激光焊接、超塑/擴(kuò)散連接成套裝備；大型復(fù)合材料機(jī)身和機(jī)翼、航天復(fù)合材料構(gòu)件自動化數(shù)字化鋪放、成形、加工和檢測成套裝備；飛機(jī)、火箭整機(jī)、發(fā)動機(jī)及大部件數(shù)字化柔性對接與裝配成套裝備；發(fā)動機(jī)空氣動力性能智能試驗平臺；整機(jī)結(jié)構(gòu)疲勞及承載力多通道智能化測試試驗成套裝備；飛機(jī)整機(jī)漸變自動噴漆成套裝備；固體發(fā)動機(jī)裝藥界面粘接質(zhì)量無損檢測裝備。

海洋工程裝備及高技術(shù)船舶領(lǐng)域。柔性可重構(gòu)工裝、高功率激光復(fù)合焊接（FCB）、多點壓力成形船舶分段流水線智能化成套裝備；船體外板涂裝、環(huán)縫涂裝、典型結(jié)構(gòu)智能焊接、大船艙自動化柔性對接與裝配、大尺寸智能測量與定位、舵漿高效定位與安裝等總裝建造關(guān)鍵成套工藝裝備；大型柴油機(jī)缸體、曲軸、齒輪、葉片智能加工成套裝備；水深超過1000米飽合潛水焊接成套裝備；海工裝備海上檢測試驗成套裝備；海底油氣輸送管道自動化焊接與涂裝成套裝備；海上大型壓力容器智能化焊接成套裝備。

先進(jìn)軌道交通裝備領(lǐng)域。鋁/鎂合金、不銹鋼輕量化車身的高效激光及激光復(fù)合焊、攪拌摩擦焊新型成套裝備；大型鋁合金板材超塑成形成套裝備；復(fù)合材料車身快速成形成套裝備；大功率高可靠柴油機(jī)核心部件制造成套裝備；30噸軸重以上電力機(jī)車核心部件制造成套裝備；120km/h以上高載客能力高加減速輕量化城軌列車及250km/h、350km/h以上高速列車用齒輪、軸承、輪對、轉(zhuǎn)向架、制動系統(tǒng)等輕量化加工與成形成套裝備。

節(jié)能與新能源汽車領(lǐng)域。輕量化多材質(zhì)混合車身智能制造成套裝備、車用碳纖維復(fù)合材料構(gòu)件高效低成本成形成套裝備；基于機(jī)器人的伺服沖壓/模壓成形、高效連接（激光焊、鉚、粘）、節(jié)能環(huán)保型涂裝等智能成形成套裝備;汽車發(fā)動機(jī)、變速箱等高效加工與近凈成形成套裝備、柔性裝配與試驗檢測裝備；柴油高壓共軌、汽車ABS/ESP、新能源汽車機(jī)電耦合系統(tǒng)等精密加工、成形、在線檢測與裝配成套裝備；動力電池數(shù)字化制造成套裝備。

電力裝備領(lǐng)域。百萬千瓦級核電機(jī)組主設(shè)備智能化加工與成形成套裝備；大型發(fā)電設(shè)備用定轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)輪、葉片、鍋爐受壓部件等先進(jìn)加工與機(jī)器人焊接成套裝備；超特高壓輸變電關(guān)鍵設(shè)備智能制造及裝配成套裝備；智能電網(wǎng)及用戶端關(guān)鍵設(shè)備精密制造及裝配成套裝備；大功率電力電子器件、高溫超導(dǎo)材料、大規(guī)模儲能、新型電工材料、高壓電容器、高壓電瓷和絕緣子等關(guān)鍵元器件、材料的智能制造成套裝備；在線檢測、遠(yuǎn)程診斷與可視化裝配成套裝備。

農(nóng)業(yè)裝備領(lǐng)域。聯(lián)合收割機(jī)底盤、脫離滾筒等部件激光焊接、鉚接與涂裝成套裝備；土壤工作、采收作業(yè)等關(guān)鍵部件智能沖壓、模壓成形、表面工程等成套裝備；農(nóng)產(chǎn)品智能揀選、分級成套裝備；食品高黏度流體灌裝智能成套裝備；多功能PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯）瓶飲料吹灌旋一體化智能成套設(shè)備；液態(tài)食品品質(zhì)無損檢測、高速無菌灌裝成套設(shè)備。

新材料領(lǐng)域。先進(jìn)鋼鐵潔凈化、綠色化制備及高效精確成形成套裝備；有色金屬材料低能耗短流程、高性能大規(guī)格制備成套裝備及低成本化精密加工與高效成形成套裝備；先進(jìn)化工材料高效合成與制備裝備；先進(jìn)輕工材料的綠色高效分離、功能化和高值化加工制備、改性成套裝備；先進(jìn)紡織材料的材料設(shè)計、加工、制造一體化成套工藝與裝備；特種合金、高性能碳纖維、先進(jìn)半導(dǎo)體等關(guān)鍵戰(zhàn)略材料的穩(wěn)定批量制備與高效低成本加工成套裝備；增材制造材料、石墨烯、超導(dǎo)、智能仿生與超材料等中小批量純化制備、調(diào)控與分離成套裝備。

生物醫(yī)藥及高性能醫(yī)療器械領(lǐng)域。應(yīng)用過程分析技術(shù)、自動化和信息化程度高、滿足高標(biāo)準(zhǔn)GMP要求的無菌原料藥制造成套設(shè)備；注射劑高速灌裝聯(lián)動智能成套裝備；高速口服固體制劑智能成套設(shè)備；中藥高效分離提取智能成套裝備；緩控釋等高端劑型智能生產(chǎn)成套設(shè)備；高速智能包裝設(shè)備；數(shù)字化影像設(shè)備；全自動生化免疫檢驗成套裝備；遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)和遠(yuǎn)程診療設(shè)備。

四組織實施

1、充分發(fā)揮市場主體作用。尊重市場經(jīng)濟(jì)規(guī)律，堅持需求導(dǎo)向，充分發(fā)揮企業(yè)開展智能制造的積極性，突出企業(yè)開展集成創(chuàng)新、工程應(yīng)用、產(chǎn)業(yè)化、試點示范的主體地位，支持產(chǎn)學(xué)研用合作和組建產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟，聯(lián)合推動智能制造新模式應(yīng)用。

2、充分調(diào)動多方積極性。鼓勵各地方出臺支持企業(yè)實施智能制造的相關(guān)支持政策。充分發(fā)揮行業(yè)協(xié)會、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟等社會組織的積極作用，搭建行業(yè)協(xié)同創(chuàng)新平臺、產(chǎn)業(yè)供需對接平臺及信息服務(wù)平臺。

3、創(chuàng)新資金支持方式。充分調(diào)動社會資源推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化和推廣應(yīng)用，加強(qiáng)產(chǎn)融對接，鼓勵產(chǎn)業(yè)投資基金、創(chuàng)業(yè)投資基金和其他社會資本投入，共同支持智能制造的發(fā)展。

4、分類遴選項目承擔(dān)單位。試點示范類項目的承擔(dān)單位，由相關(guān)企業(yè)根據(jù)申報通知自愿申報，通過地方及行業(yè)推薦、專家評審、公示等環(huán)節(jié)遴選確定。智能制造專項項目的承擔(dān)單位，由牽頭部門發(fā)布專項指南，符合條件的企業(yè)自愿申報，經(jīng)過地方及行業(yè)推薦、專家評審，牽頭部門聯(lián)合審議共同確定。其他專項、計劃項目的承擔(dān)單位，按照相應(yīng)的管理辦法進(jìn)行確定。

五保障措施

（一）加強(qiáng)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)

加強(qiáng)頂層設(shè)計和組織協(xié)調(diào)，建立由工業(yè)和信息化部牽頭，發(fā)展改革委、科技部、財政部、國防科工局、中國工程院、商務(wù)部參加的部門聯(lián)席會議制度。設(shè)立智能制造工程專家咨詢組，為把握技術(shù)發(fā)展方向提供咨詢建議。滾動制定年度傳統(tǒng)制造業(yè)智能轉(zhuǎn)型推進(jìn)指南，指導(dǎo)企業(yè)實施智能制造。有效統(tǒng)籌中央、地方和其他社會資源，做好部門間協(xié)調(diào)，考慮地方及行業(yè)差異，聚焦工程重點任務(wù)，加強(qiáng)與國家其他重點工程、科技計劃的銜接，確保工程各項任務(wù)的落實。

（二）健全技術(shù)創(chuàng)新體系

支持現(xiàn)有國家工程（技術(shù)）研究中心、國家重點實驗室、國家認(rèn)定企業(yè)技術(shù)中心，加大智能制造研究力度。支持產(chǎn)學(xué)研用合作和組建產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟，開展智能制造技術(shù)與裝備的創(chuàng)新與應(yīng)用。加大對智能制造試點示范企業(yè)的培育與支持，加快培育系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商。建立智能制造知識產(chǎn)權(quán)運(yùn)用保護(hù)體系，實施重大關(guān)鍵技術(shù)、工藝和關(guān)鍵零部件專利布局，形成一批產(chǎn)業(yè)化導(dǎo)向的關(guān)鍵技術(shù)專利組合。在集成創(chuàng)新、工程應(yīng)用、產(chǎn)業(yè)化等支持產(chǎn)學(xué)研用市場主體建立知識產(chǎn)權(quán)聯(lián)合保護(hù)、風(fēng)險分擔(dān)、開放共享的協(xié)同運(yùn)用機(jī)制。強(qiáng)化企業(yè)質(zhì)量主體責(zé)任，加強(qiáng)質(zhì)量技術(shù)攻關(guān)、品牌培育。

（三）加大財稅金融支持力度

充分利用現(xiàn)有渠道，加大中央財政資金對智能制造的支持力度。完善和落實支持創(chuàng)新的政府采購政策。推進(jìn)首臺（套）重大技術(shù)裝備保險補(bǔ)償機(jī)制試點。對符合條件的智能制造企業(yè)，可享受相關(guān)軟件產(chǎn)業(yè)政策。鼓勵企業(yè)發(fā)起設(shè)立按市場化方式運(yùn)作的各類智能制造發(fā)展基金。加強(qiáng)政府、企業(yè)信息與金融機(jī)構(gòu)的共享，研究建立產(chǎn)融對接新模式，引導(dǎo)和推動金融機(jī)構(gòu)創(chuàng)新符合企業(yè)需求的產(chǎn)品和服務(wù)方式。對涉及科技研發(fā)相關(guān)內(nèi)容，如確需中央財政支持的，可通過優(yōu)化整合后的中央財政科技計劃（專項、基金等）統(tǒng)籌考慮予以支持。

（四）大力推進(jìn)國際合作

在智能制造標(biāo)準(zhǔn)制定、知識產(chǎn)權(quán)等方面廣泛開展國際交流與合作，不斷拓展合作領(lǐng)域。支持國內(nèi)外企業(yè)及行業(yè)組織間開展智能制造技術(shù)交流與合作，做到引資、引技、引智相結(jié)合。鼓勵跨國公司、國外機(jī)構(gòu)等在華設(shè)立智能制造研發(fā)機(jī)構(gòu)、人才培訓(xùn)中心，建設(shè)智能制造示范工廠。探索利用產(chǎn)業(yè)基金等渠道支持智能制造關(guān)鍵技術(shù)裝備、成套裝備等產(chǎn)能走出去，實施海外投資并購。

（五）注重人才培養(yǎng)

組織實施智能制造人才培養(yǎng)推進(jìn)行動，系統(tǒng)推進(jìn)智能制造領(lǐng)域領(lǐng)軍人才、創(chuàng)新團(tuán)隊、人才示范基地、人才培訓(xùn)平臺建設(shè)。鼓勵有條件的高校、院所、企業(yè)建設(shè)智能制造實訓(xùn)基地，培養(yǎng)滿足智能制造發(fā)展需求的高素質(zhì)技術(shù)技能人才。支持高校開展智能制造學(xué)科體系和人才培養(yǎng)體系建設(shè)。建立智能制造人才需求預(yù)測和信息服務(wù)平臺。建立智能制造優(yōu)秀人才表彰制度。

第二篇：2015年智能制造專項實施指南資料

附件1 2015年智能制造專項實施指南

一、智能制造綜合標(biāo)準(zhǔn)化試驗驗證

（一）實施內(nèi)容

1、基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)試驗驗證

開展智能制造基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)試驗驗證，包括：標(biāo)準(zhǔn)體系試驗驗證；術(shù)語和定義；語義化描述和數(shù)據(jù)字典；參考模型；集成與互聯(lián)互通；功能安全和工業(yè)信息安全要求和評估；人機(jī)交互與協(xié)同安全；智能制造評價指標(biāo)體系及成熟度模型；智能工廠（車間）通用技術(shù)要求；工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)/工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)要求；系統(tǒng)能效評估方法；工業(yè)云服務(wù)模型、工業(yè)大數(shù)據(jù)服務(wù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，搭建基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)試驗驗證體系。

2、關(guān)鍵應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)試驗驗證

重點領(lǐng)域智能制造新模式關(guān)鍵應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)試驗驗證，包括：重點行業(yè)的智能工廠（車間）參考模型；通用技術(shù)條件（技術(shù)要求、試驗方法、試驗大綱）；評價標(biāo)準(zhǔn)及方法；工藝參考模型；一致性和互操作要求；工業(yè)安全要求和評估方法；搭建關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)試驗驗證體系。

（二）考核指標(biāo)

1、技術(shù)規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)全過程試驗驗證，形成企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)草案/行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)草案/國家標(biāo)準(zhǔn)草案/國際標(biāo)準(zhǔn)草案；

2、建成部件和系統(tǒng)級試驗驗證測試體系；

3、在重點領(lǐng)域智能制造新模式中進(jìn)行應(yīng)用。

二、重點領(lǐng)域智能制造新模式應(yīng)用

（一）新一代信息技術(shù)產(chǎn)品智能制造新模式

1、實施內(nèi)容

重點支持智能光電傳感器、智能感應(yīng)式傳感器、智能環(huán)境檢測傳感器以及移動終端等新一代信息產(chǎn)品智能制造新模式應(yīng)用，實現(xiàn)新一代信息技術(shù)產(chǎn)品設(shè)計、工藝、制造、檢驗、物流等全生命周期的智能化要求。

2、考核指標(biāo) 1）綜合指標(biāo)：

傳感器智能制造新模式：生產(chǎn)效率提高20%以上，運(yùn)營成本降低20%以上，產(chǎn)品研制周期縮短30%以上，產(chǎn)品不良品率降低20%以上，能源利用率提高10%以上。

移動終端智能制造新模式：生產(chǎn)效率提高20%以上，運(yùn)營成本降低20%以上，產(chǎn)品研制周期縮短30%以上，產(chǎn)品不良品率降低30%以上，能源利用率提高15%以上。2）技術(shù)指標(biāo)：

傳感器智能制造新模式：

產(chǎn)品設(shè)計全面采用數(shù)字化技術(shù)，建立產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)；主要生產(chǎn)設(shè)備數(shù)控化率達(dá)到80%以上；工序在線檢測和成品檢測數(shù)據(jù)自動上傳率超過90%，建立產(chǎn)品質(zhì)量追溯系統(tǒng)；建立生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)庫，深度采集制造進(jìn)度、現(xiàn)場操作、設(shè)備狀態(tài)等生產(chǎn)現(xiàn)場信息；建立面向多品種、小批量的制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES），實現(xiàn)10種以上產(chǎn)品/規(guī)格混合生產(chǎn)的排產(chǎn)和生產(chǎn)管理；建立企業(yè)資源計劃管理系統(tǒng)（ERP），實現(xiàn)供應(yīng)、外協(xié)、物流的管理與優(yōu)化。

移動終端智能制造新模式：

實現(xiàn)高速高精鉆攻中心、國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)、機(jī)器人與收取料系統(tǒng)的協(xié)同運(yùn)動控制，實現(xiàn)多種車間智能裝備之間的協(xié)同工作；采用基于工藝知識庫的三維智能工藝規(guī)劃，提高研制效率；通過高級計劃排程和實時生產(chǎn)響應(yīng)技術(shù)，減少設(shè)備空轉(zhuǎn)時間；建立生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)庫，充分采集制造進(jìn)度、現(xiàn)場操作、設(shè)備狀態(tài)等生產(chǎn)現(xiàn)場信息；提高車間加工過程質(zhì)量檢測 3 自動化程度，建立產(chǎn)品質(zhì)量追溯系統(tǒng)，實現(xiàn)全制造過程品檢數(shù)字化；建立面向大批量快速響應(yīng)生產(chǎn)的制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES），實現(xiàn)基于實時制造數(shù)據(jù)的可鉆取仿真車間。

3）專利、軟件著作權(quán)、標(biāo)準(zhǔn)（技術(shù)規(guī)范）

傳感器智能制造新模式：申請2項以上發(fā)明專利、登記3項以上軟件著作權(quán)、形成3項以上企業(yè)/行業(yè)/國家標(biāo)準(zhǔn)草案。

移動終端智能制造新模式：申請5項以上發(fā)明專利、登記6項以上軟件著作權(quán)、形成5項以上企業(yè)/行業(yè)/國家標(biāo)準(zhǔn)草案。

3、安全可控智能制造手段

傳感器智能制造新模式：自動激光切割機(jī)、傳感芯體自動檢測系統(tǒng)、自動視覺檢測系統(tǒng)、傳感器在線激光修調(diào)系統(tǒng)、焊接機(jī)器人、在線智能測試系統(tǒng)。

移動終端智能制造新模式：工業(yè)機(jī)器人、高速高精加工中心、AGV小車、自動化生產(chǎn)線集中控制系統(tǒng)、視覺化品質(zhì)檢測設(shè)備、RFID標(biāo)簽與讀寫器及系統(tǒng)、自動化夾具。

（二）高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人智能制造新模式

1、實施內(nèi)容

支持高檔數(shù)控機(jī)床及其數(shù)控系統(tǒng)、伺服電機(jī)、功能部件等核心零部件的智能制造新模式應(yīng)用，實現(xiàn)高檔數(shù)控機(jī)床 智能制造的產(chǎn)品研發(fā)、制造、物流、質(zhì)量控制的全流程智能化。

支持鑄、鍛、焊等基礎(chǔ)智能制造新模式應(yīng)用，實現(xiàn)基礎(chǔ)制造智能制造新模式的工藝模擬優(yōu)化、制造、物流、質(zhì)量追溯和供應(yīng)鏈管理的全流程智能化。

支持工業(yè)機(jī)器人及其高精度減速器、機(jī)械臂、伺服電機(jī)等零部件智能制造新模式，實現(xiàn)機(jī)器人智能制造新模式的產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)加工、識別檢測和物流倉儲的全流程智能化。

2、考核指標(biāo) 1）綜合指標(biāo)

高檔數(shù)控機(jī)床及其核心部件智能制造新模式：運(yùn)營成本降低10%以上，產(chǎn)品研制周期縮短50%以上，生產(chǎn)效率提高30%以上，產(chǎn)品不良品率降低10%以上，能源利用率提高10%以上。

基礎(chǔ)智能制造新模式：運(yùn)營成本降低20%以上，生產(chǎn)效率提高20%以上，產(chǎn)品不良品率降低10%以上，能源利用率提高10%以上。

機(jī)器人及其核心部件智能制造新模式：運(yùn)營成本降低10%以上，生產(chǎn)效率提高30%以上，產(chǎn)品不良品率降低10%以上，產(chǎn)品研制周期縮短30%以上，能源利用率提高4%以上。

2）技術(shù)指標(biāo)

高檔數(shù)控機(jī)床及其核心部件智能制造新模式：產(chǎn)品設(shè)計全面采用數(shù)字化技術(shù)，制造過程數(shù)控化率達(dá)到90%以上，通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)字化智能加工裝備、NC系統(tǒng)、智能儀器儀表及傳感器、物流及倉儲系統(tǒng)等設(shè)備的互聯(lián)與集中監(jiān)控，采用信息化生產(chǎn)管理，構(gòu)成集成化的車間現(xiàn)場管控系統(tǒng)。產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)率達(dá)到95%以上。

基礎(chǔ)制造智能制造新模式：產(chǎn)品設(shè)計的數(shù)字化率達(dá)到90%以上、制造過程的數(shù)控化率達(dá)到80%以上、形成完善工藝與生產(chǎn)的數(shù)據(jù)平臺、建立完整的產(chǎn)品生命周期管理體系、構(gòu)建PLM和ICS/MES/ERP等系統(tǒng)并高效無縫集成，實現(xiàn)產(chǎn)品研發(fā)、工藝設(shè)計、仿真驗證、制造生產(chǎn)的數(shù)字化；采用傳感器、在線檢測、數(shù)控設(shè)備、機(jī)器人等智能裝備，實現(xiàn)制造過程的工藝優(yōu)化、批量定制、混線生產(chǎn)和質(zhì)量追溯的智能化要求。

機(jī)器人及其核心部件智能制造新模式：通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)設(shè)備的互聯(lián)與集中監(jiān)控，采用信息化生產(chǎn)管理，構(gòu)成集成化的車間現(xiàn)場管控系統(tǒng)。可實現(xiàn)日連續(xù)三班生產(chǎn)，產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)頻率 95%。形成完善的設(shè)計與生產(chǎn)的數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)在線監(jiān)控與測量，建立具有行業(yè)及企業(yè)特點的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，ICS/MES/ERP等系統(tǒng)高效無縫集成。

3）專利、軟件著作權(quán)、標(biāo)準(zhǔn)（技術(shù)規(guī)范）申請3以上項專利、登記10項以上軟件著作權(quán)、形成5項以上企業(yè)/行業(yè)/國家標(biāo)準(zhǔn)草案。

3、安全可控的智能制造手段

上下料、噴涂、裝配、打磨、焊接、檢測機(jī)器人，智能激光/重力/接近開關(guān)/光電開關(guān)等智能傳感器，自動識別系統(tǒng)，控制網(wǎng)絡(luò)與傳感，測控裝置與系統(tǒng)，功能安全評估系統(tǒng)，誤差檢測及軌跡糾偏等自動檢測系統(tǒng)。

（三）航空裝備智能制造新模式

1、實施內(nèi)容

重點支持基于模型的工程方法，融合互聯(lián)網(wǎng)思維及大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)，從價值鏈、企業(yè)層、車間層和設(shè)備層共四個層面，提升航空裝備制造系統(tǒng)的狀態(tài)感知、實時分析、決策和精準(zhǔn)執(zhí)行水平；以飛機(jī)、直升機(jī)及發(fā)動機(jī)整機(jī)研發(fā)、關(guān)鍵系統(tǒng)制造以及部/總裝為集成應(yīng)用，實現(xiàn)設(shè)計制造一體化云平臺、廣域協(xié)同供應(yīng)鏈、智能生產(chǎn)制造、敏捷運(yùn)行支持，形成智能制造體系。

2、考核指標(biāo)（1）綜合指標(biāo)

產(chǎn)品研制周期縮短20%以上，生產(chǎn)效率提高20%以上，運(yùn)營成本降低30%以上，產(chǎn)品不良品率降低10%以上，能源利用率提高4%以上。（2）技術(shù)指標(biāo)

實現(xiàn)供應(yīng)鏈面向以客戶為中心的能力協(xié)同優(yōu)化及智能感知與決策、生產(chǎn)系統(tǒng)能力仿真、車間/生產(chǎn)線的動態(tài)排產(chǎn)與調(diào)度、自適應(yīng)加工與裝配、基于模型的檢測、物流的智能配送。形成航空智能制造工程環(huán)境的方法、流程和工業(yè)軟件體系；設(shè)計全面采用數(shù)字技術(shù)；建立協(xié)同設(shè)計、制造和服務(wù)云平臺；開發(fā)智能制造運(yùn)行系統(tǒng)；建立智能部/總裝生產(chǎn)線、智能物流配送系統(tǒng)等。建立具有行業(yè)及企業(yè)特點的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、實現(xiàn)ICS/MES/ERP的無縫集成。

（3）知識產(chǎn)權(quán)

申請10項以上專利、登記10項以上軟件著作權(quán)、形成10項以上企業(yè)/行業(yè)/國家標(biāo)準(zhǔn)草案。

3、安全可控的智能制造手段

智能部/總裝生產(chǎn)線；智能物流配送系統(tǒng)等；自適應(yīng)加工/裝配工藝設(shè)備；柔性工裝；智能測量檢驗設(shè)備；高精度復(fù)雜構(gòu)件增材制造設(shè)備；機(jī)器人自動鉆鉚系統(tǒng)；特種機(jī)器人等

（四）海洋工程裝備及高技術(shù)船舶智能制造新模式

1、實施內(nèi)容

圍繞各類中間產(chǎn)品柔性、高效、智能化制造的需求，重點支持海工裝備、船舶及其配套產(chǎn)品的智能制造新模式。

2、考核指標(biāo)

（1）綜合指標(biāo)

產(chǎn)品研制周期縮短20%以上，生產(chǎn)效率提高30%以上，運(yùn)營成本降低20%以上，產(chǎn)品不良品率降低5%以上，能源利用率提高12%以上。

（2）技術(shù)指標(biāo)

產(chǎn)品設(shè)計采用三維CAD設(shè)計技術(shù)，并與CAE、CAPP、CAM有機(jī)集成，建設(shè)完整的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（PDM）；在各關(guān)鍵工序設(shè)備數(shù)控化率80%以上。建立車間級的工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)信息互聯(lián)互通和有效集成。建立生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)，并與車間制造執(zhí)行系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)集成和分析；配置數(shù)字化在線檢測和成品檢測設(shè)備，監(jiān)測數(shù)據(jù)自動上傳，建立產(chǎn)品質(zhì)量追溯系統(tǒng)；建設(shè)智能物流系統(tǒng)；建立車間制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、企業(yè)資源計劃管理系統(tǒng)（ERP），實現(xiàn)計劃、排產(chǎn)、生產(chǎn)、檢驗的全過程閉環(huán)管理，并實現(xiàn)ICS、MES和ERP的無縫信息集成；采用大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)，進(jìn)行智能制造新模式的經(jīng)營、管理、決策的優(yōu)化。

（3）知識產(chǎn)權(quán)

申請15項以上專利、登記15項以上軟件著作權(quán)、形成15項以上企業(yè)/行業(yè)/國家標(biāo)準(zhǔn)草案。

3、安全可控的智能制造手段

材料檢測及標(biāo)識智能單元、智能化加工流水線、智能成型工藝及裝備、智能化裝焊流水線

（五）先進(jìn)軌道交通裝備智能制造新模式

1、實施內(nèi)容

支持基于機(jī)車車輛、信號系統(tǒng)、工程養(yǎng)護(hù)裝備及其關(guān)鍵零部件等智能制造新模式，實現(xiàn)先進(jìn)軌道交通裝備產(chǎn)品研發(fā)、制造、物流、質(zhì)量控制全流程的智能化。

2、考核指標(biāo) 1）綜合指標(biāo)

運(yùn)營成本降低20%以上，產(chǎn)品研制周期縮短50%以上，生產(chǎn)效率提高30%以上，能源利用率提高5%以上。

2）技術(shù)指標(biāo)

產(chǎn)品設(shè)計的數(shù)字化率達(dá)到90%以上、制造過程的數(shù)控化率達(dá)到80%以上、形成完善的設(shè)計與生產(chǎn)的數(shù)據(jù)平臺、實現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)在線監(jiān)控與測量、建立具有行業(yè)及企業(yè)特點的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、構(gòu)建ICS/MES/ERP等系統(tǒng)并高效無縫集成，實現(xiàn)產(chǎn)品研發(fā)、工藝設(shè)計、仿真驗證、制造執(zhí)行的數(shù)字化；采用傳感器、測控設(shè)備、數(shù)控加工設(shè)備、增材制造、機(jī)器人等智能裝備，實現(xiàn)制造過程的自動化和網(wǎng)絡(luò)化、物流采集信息化、物料傳送自動化。

3）專利、軟件著作權(quán)、標(biāo)準(zhǔn)（技術(shù)規(guī)范）

申請3項以上專利、登記10項以上軟件著作權(quán)、形成5項以上企業(yè)/行業(yè)/國家標(biāo)準(zhǔn)草案。

3、安全可控的智能制造手段

上下料機(jī)械手、焊接機(jī)器人、噴涂機(jī)器人、激光焊接與切割設(shè)備、增材制造裝備、智能物流裝備、自動檢測設(shè)備、智能傳感器、工業(yè)信息安全防護(hù)裝備。

（六）節(jié)能與新能源汽車智能制造新模式

1、實施內(nèi)容

支持以用戶訂單為基礎(chǔ)的柔性化生產(chǎn)體系和多種車型的任意順序的混流智能化生產(chǎn)，打造高效協(xié)同的汽車制造供應(yīng)體系，大幅提升新能源汽車智能制造水平。

2、考核指標(biāo) 1）綜合指標(biāo)

生產(chǎn)效率提升20%以上，資源綜合利用率提升20%以上，產(chǎn)品不良品率降低20%以上，產(chǎn)品研制周期縮短50%以上，運(yùn)營成本降低20%以上。

2）技術(shù)指標(biāo)

節(jié)能與新能源汽車智能制造新模式：生產(chǎn)節(jié)拍提高20% 以上；實現(xiàn)多種車身產(chǎn)品平臺、多種車型的柔性生產(chǎn)；生產(chǎn)線工序間實現(xiàn)自動輸送，傳輸時間5～6秒；產(chǎn)品個性化配置率達(dá)到10%；可遠(yuǎn)程升級的汽車電子控制單元（ECU）比例達(dá)到10%。

節(jié)能與新能源汽車電池智能制造新模式：實現(xiàn)軟包電池和方形鋁殼電池混流共線生產(chǎn)，實現(xiàn)模組自動化生產(chǎn)率100%，系統(tǒng)裝配自動化率80%以上；生產(chǎn)節(jié)拍達(dá)到15分鐘/組；生產(chǎn)效率提高10倍以上。動力電池系統(tǒng)數(shù)字化車間單線生產(chǎn)規(guī)模1.5萬組/年以上。集成企業(yè)制造執(zhí)行系統(tǒng)，實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的自動化采集及生產(chǎn)信息的雙向追溯。

3）專利、軟件著作權(quán)、標(biāo)準(zhǔn)（技術(shù)規(guī)范）

申請專利10項以上（發(fā)明2項以上）、登記軟件著作權(quán)10項以上、形成4項以上企業(yè)/行業(yè)/國家標(biāo)準(zhǔn)草案。

3、安全可控的智能制造手段

伺服點焊焊接機(jī)器人、弧焊機(jī)器人、搬運(yùn)機(jī)器人；機(jī)器人智能視覺識別系統(tǒng)；機(jī)器人智能協(xié)同系統(tǒng)；基于工業(yè)總線技術(shù)的可編程控制系統(tǒng)；智能切換定位裝置；閉環(huán)伺服位置傳感裝置；數(shù)字智能裝配設(shè)備、智能生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、基于工業(yè)總線技術(shù)的可編程控制系統(tǒng)、在線產(chǎn)品質(zhì)量檢查系統(tǒng)、智能自動化物流傳輸系統(tǒng)等。

（七）電力裝備智能制造新模式

1、實施內(nèi)容

支持建設(shè)發(fā)電設(shè)備核心零部件及智能電網(wǎng)中低壓配電設(shè)備和用戶端設(shè)備智能制造新模式。

2、考核指標(biāo) 1）綜合指標(biāo)

運(yùn)營成本降低20%以上，產(chǎn)品研制周期縮短20%以上，生產(chǎn)效率提高20%以上，產(chǎn)品不良品率降低10%以上，能源利用率提高4%以上。

2）技術(shù)指標(biāo)

建立產(chǎn)品模型、制造模型、管理模型、質(zhì)量模型等數(shù)字模型，優(yōu)化配置互聯(lián)互通的產(chǎn)品全生命周期管理系統(tǒng)（PLM）、企業(yè)資源計劃管理系統(tǒng)（ERP）和車間制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）。實現(xiàn)基于模型的產(chǎn)品設(shè)計數(shù)字化、企業(yè)管理信息化和制造執(zhí)行敏捷化，形成企業(yè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺，產(chǎn)品設(shè)計的數(shù)字化率達(dá)到100%。建立生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)和車間級工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)，充分采集制造進(jìn)度、現(xiàn)場操作、質(zhì)量檢驗、設(shè)備狀態(tài)等生產(chǎn)現(xiàn)場信息，并與車間MES實現(xiàn)數(shù)據(jù)集成。建立自動化智能化的加工、裝配、檢驗、物流等系統(tǒng)，并通過工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)互聯(lián)和集成，關(guān)鍵加工工序數(shù)控化率達(dá)到80%以上。

3）專利、軟件著作權(quán)、標(biāo)準(zhǔn)（技術(shù)規(guī)范）

申請3項以上專利（發(fā)明專利1項以上）、登記10項以上軟件著作權(quán)、形成4項以上企業(yè)/行業(yè)/國家標(biāo)準(zhǔn)草案。

3、安全可控的智能制造手段

智能化加工流水線、機(jī)器人、智能檢測裝置、精益電子看板、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、產(chǎn)品全生命周期管理系統(tǒng)（PLM）。

（八）新材料智能制造新模式

1、實施內(nèi)容

針對我國能源、環(huán)境、柔性電子、航空航天、國防裝備等高科技領(lǐng)域?qū)κ?、碳纖維的迫切需求，以石墨烯結(jié)構(gòu)與功能多樣化和可控化為目標(biāo)，支持石墨烯智能制造新模式；支持年產(chǎn)1000噸的T700級碳纖維材料智能制造新模式，實現(xiàn)在生產(chǎn)執(zhí)行管理、先進(jìn)過程控制與優(yōu)化、物流與質(zhì)量追溯等方面的智能化，形成具有知識產(chǎn)權(quán)的裝備與技術(shù)。

2、考核指標(biāo) 1）綜合指標(biāo)

生產(chǎn)效率提高30%以上，產(chǎn)品不良品率降低20%以上，運(yùn)營成本降低20%以上，能源利用率提高25%以上。

2）技術(shù)指標(biāo)

石墨烯智能制造新模式：建立多級（多維多尺度）隨機(jī)模型結(jié)構(gòu)設(shè)計系統(tǒng)；建立智能制造裝備組件耦聯(lián)與參數(shù)逐級 優(yōu)化系統(tǒng)，通過元素、電場、缺陷、應(yīng)變等手段對材料物性原位實時調(diào)控。實現(xiàn)高質(zhì)量石墨烯規(guī)?；统杀局苽渑c功能調(diào)制技術(shù)的突破；實現(xiàn)石墨烯粉體材料層數(shù)和尺寸控制、可控表面改性和功能化的規(guī)?；苽洌粚崿F(xiàn)單層石墨烯薄膜的大面積連續(xù)制備和無損低成本轉(zhuǎn)移技術(shù)，單晶尺寸、導(dǎo)電性和透光度可控。薄膜室溫體電荷遷移率>104 cm2/(V·s)，面電阻達(dá)50 Ω/sq（可見光透過率>90%）；缺陷密度在103~1012/cm2之間可控。粉體比表面積>2600m2/g。年產(chǎn)能達(dá)20萬平方米（薄膜）/500噸（粉體）。異質(zhì)結(jié)太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率>20%，選擇性滲透膜的脫鹽率>95%，柔性應(yīng)變傳感器的靈敏系數(shù)>105。

碳纖維智能制造新模式：關(guān)鍵設(shè)備數(shù)控化率超過80%；實現(xiàn)全系統(tǒng)的傳動比控制等高精度運(yùn)動控制和針對時變、非線性、大時滯等工藝對象的先進(jìn)控制；建立企業(yè)內(nèi)部智能物流系統(tǒng)和產(chǎn)品追溯系統(tǒng)；建立橫跨化工、紡織、新材料多個領(lǐng)域的、行業(yè)特點鮮明的MES系統(tǒng)。

3）專利、軟件著作權(quán)、標(biāo)準(zhǔn)（技術(shù)規(guī)范）

石墨烯智能制造新模式：申請6項以上發(fā)明專利、登記15項以上軟件著作權(quán)、形成3項以上企業(yè)/行業(yè)/國家標(biāo)準(zhǔn)草案；

碳纖維智能制造新模式：申請2項以上發(fā)明專利、登記 3項以上軟件著作權(quán)、形成3項以上企業(yè)/行業(yè)/國家標(biāo)準(zhǔn)草案。

3、安全可控的智能制造手段

DCS系統(tǒng)、專用控制系統(tǒng)、運(yùn)動控制系統(tǒng)、智能檢測設(shè)備、基于條形碼的物流裝置、先進(jìn)控制軟件、MES管理系統(tǒng)等。

（九）農(nóng)業(yè)機(jī)械智能制造新模式

1、實施內(nèi)容

支持基于大中型拖拉機(jī)、收獲機(jī)械、大型農(nóng)機(jī)具及關(guān)鍵零部件智能制造新模式，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計、加工、檢測、裝配的全流程智能化。

2、考核指標(biāo) 1）綜合指標(biāo)

生產(chǎn)效率提高50%以上，產(chǎn)品不良品率降低10%以上，能源利用率提高40%以上，運(yùn)營成本降低20%以上，產(chǎn)品研制周期降低20%以上。

2）技術(shù)指標(biāo)

產(chǎn)品設(shè)計的數(shù)字化率達(dá)到80%以上、制造過程的數(shù)控化率達(dá)到80%以上、形成完善的設(shè)計與生產(chǎn)的數(shù)據(jù)平臺、實現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)在線監(jiān)控與測量、建立具有行業(yè)及企業(yè)特點的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。實現(xiàn)農(nóng)機(jī)企業(yè)的設(shè)計、生產(chǎn)和控制與ERP、MES的 智能整合。通過RFID和光感倉儲和物流設(shè)備實現(xiàn)生產(chǎn)和物流的一體化。

3）專利、軟件著作權(quán)、標(biāo)準(zhǔn)（技術(shù)規(guī)范）

申請2項以上專利、登記5項以上軟件著作權(quán)、形成3項以上企業(yè)/行業(yè)/國家標(biāo)準(zhǔn)草案。

3、安全可控的智能制造手段

自動柔性生產(chǎn)線，高檔數(shù)控機(jī)械加工系統(tǒng)，現(xiàn)代化涂裝生產(chǎn)線，智能化物流系統(tǒng)，焊接機(jī)器人系統(tǒng)及專用智能工裝夾具，MES／ERP管理系統(tǒng)，自動引導(dǎo)小車，數(shù)字化測量檢驗設(shè)備等。

第三篇：智能制造匯報

智能工廠——以三一重工18號工廠為例

摘要：在理論上解釋了智能工廠的概念，再以三一重工18號工廠作為研究對象，對其運(yùn)作方式、運(yùn)作特點進(jìn)行了較為詳細(xì)地分析與討論，從而得出工廠的智能化基因。并且進(jìn)一步得出了智能工廠的框架，為系統(tǒng)化建設(shè)智能工廠打下了基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；智能制造；數(shù)字化工廠 中圖分類號：TH161

INTELLIGENT FACTORY A CASE OF SANY HEAVY INDUSTRY NO.18TH FACTORY

Abstract：This paper explains the concept of intelligent factory in theory, then takes 31 heavy industry No.18th Factory as the research object, analyzes and discusses its operation mode and operation characteristics in detail, thus obtains the intellectualized gene of the factory.And further draws the intelligent factory frame, lays the foundation for the systematized construction intelligent Factory.Key words：Networking of things;Intelligent manufacturing;Digital chemical plant 0 前言

隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和移動應(yīng)用等新一輪信息技術(shù)的發(fā)展，全球化工業(yè)革命開始提上日程，工業(yè)轉(zhuǎn)型開始進(jìn)入實質(zhì)階段。在中國，智能制造、中國制造2025等戰(zhàn)略的相繼出臺，表明國家開始積極行動起來，把握新一輪工發(fā)展機(jī)遇實現(xiàn)工業(yè)化轉(zhuǎn)型。智能工廠作為工業(yè)智能化發(fā)展的重要實踐模式，已經(jīng)引發(fā)行業(yè)的廣泛關(guān)注。到底什么是智能工廠？智能工廠的核心架構(gòu)是怎樣的？能為企業(yè)的轉(zhuǎn)型提供哪些支撐？這都是企業(yè)比較關(guān)心的話題。

本文以三一重工18號工廠為例,分析智能工廠的主要特點還有其智能化的框架。數(shù)字化工廠、智能工廠和智能制造

1.1 數(shù)字化工廠

對于數(shù)字化工廠，德國工程師協(xié)會的定義是：數(shù)字化工廠（DF）是由數(shù)字化模型、方法和工具構(gòu)成的綜合網(wǎng)絡(luò)，包含仿真和3D/虛擬現(xiàn)實可視化，通過連續(xù)的沒有中斷的數(shù)據(jù)管理集成在一起。數(shù)字化工廠集成了產(chǎn)品、過程和工廠模型數(shù)據(jù)庫，通過先進(jìn)的可視化、仿真和文檔管理，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)過程所涉及的質(zhì)量和動態(tài)性能：

圖1 在國內(nèi)，對于數(shù)字化工廠接受度最高的定義是：數(shù)字化工廠是在計算機(jī)虛擬環(huán)境中，對整個生產(chǎn)過程進(jìn)行仿真、評估和優(yōu)化，并進(jìn)一步擴(kuò)展到整個產(chǎn)品生命周期的新型生產(chǎn)組織方式。是現(xiàn)代數(shù)字制造

技術(shù)與計算機(jī)仿真技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，主要作為溝通產(chǎn)品設(shè)計和產(chǎn)品制造之間的橋梁。從定義中可以得出一個結(jié)論，數(shù)字化工廠的本質(zhì)是實現(xiàn)信息的集成。1.2

智能工廠

智能工廠是在數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)上，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和監(jiān)控技術(shù)加強(qiáng)信息管理服務(wù)，提高生產(chǎn)過程可控性、減少生產(chǎn)線人工干預(yù)，以及合理計劃排程。同時，集初步智能手段和智能系統(tǒng)等新興技術(shù)于一體，構(gòu)建高效、節(jié)能、綠色、環(huán)保、舒適的人性化工廠。

圖2

智能工廠已經(jīng)具有了自主能力，可采集、分析、判斷、規(guī)劃；通過整體可視技術(shù)進(jìn)行推理預(yù)測，利用仿真及多媒體技術(shù)，將實境擴(kuò)增展示設(shè)計與制造過程。系統(tǒng)中各組成部分可自行組成最佳系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，具備協(xié)調(diào)、重組及擴(kuò)充特性。已系統(tǒng)具備了自我學(xué)習(xí)、自行維護(hù)能力。因此，智能工廠實現(xiàn)了人與機(jī)器的相互協(xié)調(diào)合作，其本質(zhì)是人機(jī)交互。1.3

智能制造

智能工廠是在數(shù)字化工廠基礎(chǔ)上的升級版，但是與智能制造還有很大差距。智能制造系統(tǒng)在制造過程中能進(jìn)行智能活動，諸如分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等。通過人與智能機(jī)器的合作，去擴(kuò)大、延伸和部分地取代技術(shù)專家在制造過程中的腦力勞動。它把制造自動化擴(kuò)展到柔性化、智能化和高度集成化。

智能制造系統(tǒng)不只是“人工智能系統(tǒng)，而是人機(jī)一體化智能系統(tǒng)，是混合智能。系統(tǒng)可獨立承擔(dān)分析、判斷、決策等任務(wù)，突出人在制造系統(tǒng)中的核心地位，同時在智能機(jī)器配合下，更好發(fā)揮人的潛能。機(jī)器智能和人的智能真正地集成在一起，互相配合，相得益彰。本質(zhì)是人機(jī)一體化。

國內(nèi)很多企業(yè)都在炒作智能制造，但是絕大多數(shù)企業(yè)還處在部分使用應(yīng)用軟件的階段，少數(shù)企業(yè)也只是實現(xiàn)了信息集成，也就是可以達(dá)到數(shù)字化工廠的水平；極少數(shù)企業(yè)，能夠?qū)崿F(xiàn)人機(jī)的有效交互，也就是達(dá)到智能工廠的水平[1]。

圖3 2 從大廠房到智能工廠

在全球科技革命的大背景下，工程機(jī)械行業(yè)作為多品種、中批量、按訂單生產(chǎn)的離散型技能密集型產(chǎn)業(yè)，要想向高端制造發(fā)展，必須依靠信息化建立先進(jìn)的制造和管理系統(tǒng)[2]。

三一重工作為重工領(lǐng)域的標(biāo)桿，其18號廠房成為應(yīng)用基礎(chǔ)的示范。這間總面積約十萬平方米的車間，成為了行業(yè)內(nèi)亞洲最大最先進(jìn)的智能化制造車間。在這里，廠房更像是一個大型計算系統(tǒng)加上傳統(tǒng)的操作工具、大型生產(chǎn)設(shè)備的智慧體。2.1 18號廠房的“智慧”運(yùn)轉(zhuǎn)

18號廠房是三一重工總裝車間，有混凝土機(jī)械、路面機(jī)械、港口機(jī)械等多條裝配線，是工程機(jī)械領(lǐng)域內(nèi)頗負(fù)盛名的智能工廠。

在18號廠房，廠區(qū)旁邊有兩塊電視屏幕，它們是一線工人的“老師”——不熟悉裝配作業(yè)的工人，通過電子屏幕里的數(shù)字仿真和三維作業(yè)指導(dǎo)，可以學(xué)習(xí)和了解整個裝配工藝[3]。三一重工的三維作業(yè)現(xiàn)場指導(dǎo)模式，成為了著名3D技術(shù)開發(fā)公司達(dá)索的全球最佳案例。

廠房更像是一個大型計算系統(tǒng)加上傳統(tǒng)的操作工具、大型生產(chǎn)設(shè)備的智慧體，每一次生產(chǎn)過程、每一次質(zhì)量檢測、每一個工人勞動量都記錄在案。裝配區(qū)、高精機(jī)加區(qū)、結(jié)構(gòu)件區(qū)、立庫區(qū)等幾大主要功能區(qū)域都是智能化、數(shù)字化模式的產(chǎn)物[4]。

當(dāng)有班組需要物料時，裝配線上的物料員就會報單給立體倉庫，配送系統(tǒng)會根據(jù)班組提供的信息，迅速找到放置該物料的容器，然后開啟堆高機(jī)，將容器自動輸送到立體庫出庫端液壓臺上。此時，AGV操作員發(fā)出取貨指令，AGV小車自動行駛至液壓臺取貨[5]。取完貨后，采用激光引導(dǎo)的AGV小車，將根據(jù)運(yùn)行路徑沿途的墻壁或支柱上安裝的高反光性反射板的激光定位標(biāo)志，計算出車輛當(dāng)前的位置以及運(yùn)動的方向，從而將物料運(yùn)送至指定工位。像這樣的AGV小車，在三一重工18號廠房有15臺。

從大廠房到智能工廠，實施智慧化改造后，18號廠房在制品減少8%，物料齊套性提高14%，單臺套能耗平均降低8%，人均產(chǎn)值提高24%，現(xiàn)場質(zhì)量信息匹配率100%，原材料庫存降低30%。2014年，18號廠房同比節(jié)約制造成本1億元，年增加產(chǎn)量超過2000臺以上，每年同比產(chǎn)值新增60億元以上。此外，高精加工區(qū)也是18號廠房的特色之一。整個機(jī)加區(qū)集智能化、柔性化、少人化于一體，可以滿足多品種、小批量生產(chǎn)要求。2.2

智能背后的生產(chǎn)模式進(jìn)化

2013年8月，三一重工集團(tuán)啟動新一輪制造變革。在大會上，三一重工董事長梁穩(wěn)根這樣描繪三一重工制造體系的藍(lán)圖：“所有結(jié)構(gòu)件和產(chǎn)品都在很精益的空間范圍內(nèi)制造，車間內(nèi)只有機(jī)器人和少量作業(yè)員工在忙碌，裝配線實現(xiàn)準(zhǔn)時生產(chǎn)，物流成本大幅降低，制造現(xiàn)場基本沒有存貨?！?/p>

制造模式的生產(chǎn)方式分散且獨立，需要大量的人力物力予以配合，才能完成產(chǎn)品的生產(chǎn)制造，這使得生產(chǎn)效率低下的同時，生產(chǎn)成本還居高不下。因此三一重工開始借助信息化，在生產(chǎn)車間導(dǎo)入自動化制造模式?！安考ぷ髦行膷u”就是這樣一個嘗試。

所謂“部件島”，即單元化生產(chǎn)，將每一類部件從生產(chǎn)到下線所有工藝集中在一個區(qū)域內(nèi)，猶如在一個獨立的“島嶼”內(nèi)完成全部生產(chǎn)，故稱為部件島，將裝配行業(yè)中“島”的概念引入到結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)中，這是三一重工重機(jī)制造人員的首創(chuàng)。三一重工:智能工廠實踐

三一重工18號廠房是亞洲最大的智能化制造車間，有混凝土機(jī)械、路面機(jī)械、港口機(jī)械等多條裝配線，是三一重工總裝車間。2008年開始籌建，2012年全面投產(chǎn)，總面積約十萬平方米。從2012年開始，以三一18號廠房為應(yīng)用基礎(chǔ)，由三一重工、湖大海捷、華工制造、華中科大等單位聯(lián)合申報的“工程機(jī)械產(chǎn)品加工數(shù)字化車間系統(tǒng)的研制與應(yīng)用示范項目”.經(jīng)過3年精心建設(shè)，目前，三一已建成車間智能監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)和刀具管理系統(tǒng)、公共制造資源定位與物料跟蹤管理系統(tǒng)、計劃、物流、質(zhì)量管控系統(tǒng)、生產(chǎn)控制中心（PCC）中央控制系統(tǒng)等智能系統(tǒng)，完成了國家批復(fù)的項目建設(shè)內(nèi)容[6]。

圖4 同時，三一還與其他單位共同研發(fā)了智能上下料機(jī)械手、基于DNC系統(tǒng)的車間設(shè)備智能監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)、智能化立體倉庫與AGV運(yùn)輸軟硬件系統(tǒng)、基于RFID設(shè)備及無線傳感網(wǎng)絡(luò)的物料和資源跟蹤定位系統(tǒng)、高級計劃排程系統(tǒng)（APS）、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、物流執(zhí)行系統(tǒng)（LES）、在線質(zhì)量檢測系統(tǒng)（SPC）、生產(chǎn)控制中心管理決策系統(tǒng)等關(guān)鍵核心智能裝置，實現(xiàn)了對制造資源跟蹤、生產(chǎn)過程監(jiān)控，計劃、物流、質(zhì)量集成化管控下的均衡化混流生產(chǎn)，智能化功能和系統(tǒng)性能指標(biāo)達(dá)到國家批復(fù)要求[7]。

3.1 智能加工中心與生產(chǎn)線

3.1.1 智能化加工設(shè)備

早在2007年，有“智能化機(jī)械手”之稱的焊接機(jī)器人現(xiàn)身三一挖機(jī)生產(chǎn)線，并在2008年后得到進(jìn)一步推廣。2012年三一重工在上海臨港產(chǎn)業(yè)園建成全球最大最先進(jìn)的挖掘機(jī)生產(chǎn)基地，焊接機(jī)器人大規(guī)模投入使用，大幅提升了產(chǎn)品的穩(wěn)定性，使得三一挖掘機(jī)的使用壽命大約翻了兩番，售后問題下降了四分之三。由于規(guī)范了管理，又進(jìn)一步提升了整個生產(chǎn)體系的效率。不但如此，機(jī)器人的使用減少了工人數(shù)量，管理模式的重心從原來的管人轉(zhuǎn)移

到了管理設(shè)備上，相對而言，管理設(shè)備要容易很多。3.1.2

智能刀具管理

在實際加工中，有多種因素會對加工刀具產(chǎn)生影響，首先是加工工件本身的因素，如加工工件材質(zhì)、結(jié)構(gòu)型式、工件剛度等對刀具使用效果影響較大。其次是加工工裝，定位基準(zhǔn)、壓緊方式、結(jié)構(gòu)型式以及工裝剛度等都會影響刀具使用效果。再次加工工藝方案，如加工順序、切削三要素（切深、進(jìn)給、切削速度）對刀具使用效果影響更大。最后是加工機(jī)床，設(shè)備的切削功率、設(shè)備的剛度、設(shè)備的結(jié)構(gòu)型式、切削冷卻介質(zhì)對加工刀具發(fā)揮效率也有很大影響[8]。

三一在實踐中，要充分考慮刀具壽命和加工工件成本的關(guān)系，根據(jù)不同結(jié)構(gòu)的工件選擇不同的刀具，包括刀具材料（分整體硬質(zhì)合金、焊接硬質(zhì)、高速鋼等）、刀具結(jié)構(gòu)（分機(jī)夾刀片、焊接刀片和整體材料刀具）以及刀具裝夾方式（熱裝式、強(qiáng)力緊固式、側(cè)固式）等。有的刀具選擇涂層刀片來增加刀具的耐用度，延長刀具壽命。在高速加工時，對刀具動平衡也有要求，我們配備了刀具動平衡儀，并在加工成本允許的前提下選擇耐用度較高的刀具。3.1.3

DNC

DNC是計算機(jī)與具有數(shù)控裝置的機(jī)床群使用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組成的分布在車間中的數(shù)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)對用戶來說就像一個統(tǒng)一的整體，系統(tǒng)對多種通用的物理和邏輯資源整合，可以動態(tài)的分配數(shù)控加工任務(wù)給任一加工設(shè)備，是提高設(shè)備利用率，降低生產(chǎn)成本[9]。

圖5

目前，三一重工已經(jīng)完成車間機(jī)加設(shè)備的研發(fā)采購與安裝調(diào)試，部分完成智能上料機(jī)械手、DNC實時監(jiān)控裝置及刀具管理系統(tǒng)的購置和開發(fā)。3.2 智能化立體倉庫和物流運(yùn)輸系統(tǒng)

3.2.1 智能化立體倉庫

立體倉庫后臺運(yùn)作的自動化配送系統(tǒng)由華中科大與三一聯(lián)合研制，通過這套系統(tǒng)，三一打造了批量下架、波次分揀，單臺單工位配送模式，實現(xiàn)了從頂層計劃至底層配送執(zhí)行的全業(yè)務(wù)貫通，大大提高了配送效率及準(zhǔn)確率，準(zhǔn)時配送率超95%。

三一智能化立體倉庫總投資6000多萬元, 分南北兩個庫，由地下自動輸送設(shè)備連成一個整體，總占地面積9000平方米，倉庫容量大概是16000個貨位。從南邊倉庫可以看到，這個庫區(qū)有幾千種物料，主要是泵車、拖泵、車載泵物料，能支持每月數(shù)千臺產(chǎn)品的生產(chǎn)量。

從大廠房到智能工廠，實施智能化改造后，18號廠房在制品減少8%，物料齊套性提高14%，單臺套能耗平均降低8%，人均產(chǎn)值提高24%，現(xiàn)場質(zhì)量信息匹配率100%，原材料庫存降低30%，2014年18號廠房預(yù)計同比節(jié)約制造成本1億元，年增加產(chǎn)量超過2000臺以上，每年同比產(chǎn)值新增60億元以上。3.2.2 AGV智能小車

智能化立體倉庫的核心是AGV智能小車，當(dāng)有班組需要物料時，裝配線上的物料員就會報單給立體倉庫，配送系統(tǒng)會根據(jù)班組提供的信息，迅速找到放置該物料的容器，然后開啟堆高機(jī)，將容器自動輸送到立體庫出庫端液壓臺上。此時，AGV操作員發(fā)出取貨指令，AGV小車自動行駛至液壓臺取貨。取完貨后，由于AGV小車采用激光引導(dǎo)，小車上安裝有可旋轉(zhuǎn)的激光掃描器，在運(yùn)行路徑沿途的墻壁或支柱上安裝有高反光性反射板的激光定位標(biāo)志，AGV依靠激光掃描器發(fā)射激光束，然后接受由四周定位標(biāo)志反射回的激光束，車載計算機(jī)計算出車輛當(dāng)前的位置以及運(yùn)動的方向，通過和內(nèi)置的數(shù)字地圖進(jìn)行對比來校正方位，從而將物料運(yùn)送至指定工位。像這樣的AGV小車，在三一18號廠房有15臺。在18號廠房南北智能化立體倉庫，不僅有這樣的AGV自動小車，其后臺配送也是自動化系統(tǒng)完成的。

圖6

3.2.3 公共資源定位系統(tǒng)

公共資源定位系統(tǒng)是三一重工智能工廠的一個重要支撐。公共資源定位系統(tǒng)能實現(xiàn)包括對設(shè)備定位和狀態(tài)檢測、人員定位以及故障實時處理與報警等功能。通過公共資源定位監(jiān)控中心，三一重工的生產(chǎn)管理人員能及時的了解生產(chǎn)車間的人員位置、設(shè)備位置和狀態(tài)、加工生產(chǎn)情況，并及時的指導(dǎo)生產(chǎn)和進(jìn)行故障處理等操作。3.3

智能化生產(chǎn)執(zhí)行過程控制

3.3.1高級計劃排程

在考慮企業(yè)資源所提供的可行物料需求規(guī)劃與生產(chǎn)排程計劃，讓規(guī)劃者快速結(jié)合生產(chǎn)限制條件與相關(guān)信息(如訂單、途程、存貨、BOM與產(chǎn)能限制等)，以做出平衡企業(yè)利益與顧客權(quán)益的最佳規(guī)劃與決策，滿足顧客需求及面對競爭激烈的市場。強(qiáng)化了ERP系統(tǒng)中以傳統(tǒng)MRP規(guī)劃邏輯為主的生產(chǎn)規(guī)劃與排程的功能，APS 系統(tǒng)的同步規(guī)劃能力，不但使得規(guī)劃結(jié)果更具備合理性與可執(zhí)行性，亦使企業(yè)能夠真正達(dá)到供需平衡的目的[10]。3.3.2

執(zhí)行過程調(diào)度

三一車間內(nèi)一排排的MES終端機(jī)，生產(chǎn)線上明亮的LED屏幕，整齊劃一的醒目安全燈是系統(tǒng)給我們帶來直觀的印象。SanyMES系統(tǒng)是指由三一集團(tuán)IT總部自主研發(fā)的制造執(zhí)行系統(tǒng)，它充分利用信息化技術(shù)，從生產(chǎn)計劃下達(dá)、物料配送、生產(chǎn)節(jié)拍、完工確認(rèn)、標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)指導(dǎo)、質(zhì)量管理、關(guān)重件條碼采集等多個維度進(jìn)行管控，并通過網(wǎng)絡(luò)實時將現(xiàn)場信息及時準(zhǔn)確地傳達(dá)到生產(chǎn)管理者與決策者[11]。該

系統(tǒng)除了通過各種方式如短信、郵件向管理者傳遞生產(chǎn)信息外，其設(shè)置在生產(chǎn)現(xiàn)場的MES終端機(jī)，給一線工人生產(chǎn)制造帶來了極大的便利。

通過MES終端機(jī)，生產(chǎn)線工人不僅可以及時報完工、方便快捷地查詢物料設(shè)計圖紙和庫存情況，更重要的是SanyMES終端機(jī)可以正確地指導(dǎo)工人每個工位如何進(jìn)行安裝、安裝時候需要哪些零部件，同時給予安全提示。有了MES系統(tǒng)后，再也不用去借圖紙，直接在MES終端就能查到最新的圖紙信息，3.3.數(shù)字化質(zhì)量檢測

目前，三一在質(zhì)檢信息化方面，通過GSP、MES、CSM及QIS的整合應(yīng)用，實現(xiàn)涵蓋供應(yīng)商送貨、零件制造、整機(jī)裝配、售后服務(wù)等全生命周期的質(zhì)檢電子化，并實現(xiàn)了SPC分析、質(zhì)量追溯等功能。

以前質(zhì)檢，是采用紙質(zhì)記錄本記錄檢驗結(jié)果和全觸摸屏操作，簡單方便，而且通過查看標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)指導(dǎo)以規(guī)范工人的操作，避免了紙質(zhì)作業(yè)指導(dǎo)書的損壞和更新不及時造成的附加作業(yè)，極大提高了工作效率和作業(yè)質(zhì)量[12]。3.3.3 數(shù)字化物流管控

三一自動化立體倉儲配送系統(tǒng)實現(xiàn)了該公司泵車、拖泵、車載泵裝配線及部裝線所需物料的暫存、揀選、配盤功能，并與AGV配套實現(xiàn)工位物料自動配送至各個工位。

根據(jù)泵車、拖泵、車載泵裝配線及部裝線在車間的位置，北自所設(shè)計了兩個庫區(qū)，1#庫負(fù)責(zé)泵車物料的儲存、揀配功能，2#庫負(fù)責(zé)拖泵、車載泵物料的儲存、揀配功能，兩個庫區(qū)共用一個設(shè)置1#庫區(qū)的入庫組盤區(qū)域，2#庫入庫的物料在入庫組盤區(qū)完成組盤后通過地下輸送通道自動輸送進(jìn)入2#庫庫區(qū)存儲。

倉儲模式采用自動化立體倉庫存儲（主要儲存中小件為主）+垂直升降庫存儲（主要儲存小件為主）+平面?zhèn)}庫儲存（主要儲存大件等其他特殊物資）。自動化立體倉庫和垂直升降庫的數(shù)據(jù)采用一套軟件進(jìn)行統(tǒng)一管理，集中配送。通過垂直升降庫的應(yīng)用，解決了將近總量30%的物料種類的儲存和出入庫作業(yè)模式，很大程度地緩和了自動化立體倉庫的出入庫作業(yè)壓力，有效地提高了整個系統(tǒng)的作業(yè)能力。

揀配模式采用提4臺套提前一班（8小時）揀配模式，按照工位進(jìn)行配送。在兩個庫區(qū)分別設(shè)置了兩層的配盤區(qū)域，根據(jù)裝配工位數(shù)量及各工位裝配物料情況，對配盤區(qū)域的揀配托盤位置進(jìn)行分配，揀配過程中采用LED顯示屏+RF手持終端模式進(jìn)行人工作業(yè)。北自所根據(jù)各工位裝配物料情況，配合用戶設(shè)計了多種不同的配送容器，采用多層存放，提高容器使用效率，減少線邊容器數(shù)量，最終提高了AGV系統(tǒng)的搬運(yùn)效率。

質(zhì)量問題，現(xiàn)在則是用生產(chǎn)管理系統(tǒng)（MES），每一個檢驗項目都標(biāo)準(zhǔn)化、電子化，以前在本子上的內(nèi)容都作為數(shù)據(jù)錄入PDA和平板電腦等終端。一旦發(fā)現(xiàn)質(zhì)量異常，系統(tǒng)就會第一時間自動啟動不合格處理流程，將情況發(fā)送給相關(guān)責(zé)任人。“在不合格品控制流程中的隔離、評審等6個環(huán)節(jié)，保證每道工序的每個產(chǎn)品在下一道工序前合格。”而數(shù)據(jù)的錄入則會為產(chǎn)品質(zhì)量追溯提供可靠依據(jù)。三一的自制件可以具體查到是某臺產(chǎn)品零部件，制作時間、制作地點和工位、制作人、制作條件等信息，供應(yīng)商提供的零部件則是可以查到批次和反饋。3.4

智能化生產(chǎn)控制中心

3.4.1中央控制室

1.生產(chǎn)計劃及執(zhí)行情況、設(shè)備狀態(tài)、生產(chǎn)統(tǒng)

計圖；

2.智能計劃系統(tǒng)操作界面；

3.生產(chǎn)現(xiàn)場監(jiān)控、看板展示及異常報警； 4.各區(qū)域監(jiān)控信息；

5.設(shè)計部日常操作（支持10路信號同時切

入）；

6.各區(qū)域監(jiān)控信息；

7.物流部日常操作（支持10路信號同時切

入）；

8.質(zhì)量部日常操作（支持10路信號同時切

入）。3.4.2

現(xiàn)場監(jiān)視裝置

全方位的工廠車間監(jiān)控系統(tǒng)能實現(xiàn)對生產(chǎn)過

程的全面監(jiān)控和記錄，保證生產(chǎn)現(xiàn)場的安全，以及現(xiàn)場事故的追溯和回放。3.4.3 現(xiàn)場Andon Andon系統(tǒng)能夠為操作員停止生產(chǎn)線提供一套新的、更加有效的途徑。在傳統(tǒng)的汽車生產(chǎn)線上，如果發(fā)生故障，整條生產(chǎn)線立即停止。采用了Andon系統(tǒng)之后，一旦發(fā)生問題，操作員可以在工作站拉一下繩索或者按一下按鈕，觸發(fā)相應(yīng)的聲音和點亮相應(yīng)的指示燈，提示監(jiān)督人員立即找出發(fā)生故障的地方以及故障的原因。一般來說，不用停止整條生產(chǎn)線就可以解決問題，因而可以減少停工時間同時又提高了生產(chǎn)效率。

Andon系統(tǒng)的另一個主要部件是信息顯示屏。每個顯示面板都能夠提供關(guān)于單個生產(chǎn)線的信息，包括生產(chǎn)狀態(tài)、原料狀態(tài)、質(zhì)量狀況以及設(shè)備狀況。顯示器同時還可以顯示實時數(shù)據(jù)，如目標(biāo)輸出、實際輸出、停工時間以及生產(chǎn)效率。根據(jù)顯示器上提供的信息，操作員可以更加有效的開展工作。智能工廠理念

所謂“六維智能理論”，就是在設(shè)備聯(lián)網(wǎng)+遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)智能化的生產(chǎn)過程管理與控制，從6個方面打造適合中國國情的智能工廠。4.1 行業(yè)背景

“工業(yè)4.0”被認(rèn)為是以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命或是工業(yè)體系革命性的生產(chǎn)方法，而智能工廠將是構(gòu)成未來工業(yè)體系的一個關(guān)鍵特征。在智能工廠里，人、機(jī)器和資源如同在一個社交網(wǎng)絡(luò)里自然地相互溝通協(xié)作，生產(chǎn)出來的智能產(chǎn)品能夠理解自己被制造的細(xì)節(jié)以及將如何使用，能夠回答“哪組參數(shù)被用來處理我”、“我應(yīng)該被傳送到哪里”等問題。同時，智能輔助系統(tǒng)將從執(zhí)行例行任務(wù)中解放出來，使他們能夠?qū)Ｗ⒂趧?chuàng)新、增值的活動；靈活的工作組織能夠幫助工人把生活和工作實現(xiàn)更好地結(jié)合，個體顧客的需求將得到滿足。德國工業(yè)4.0、美國GE工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)均是“工業(yè)4.0”的典范，但中國有自己特殊的國情，中國制造企業(yè)打造智能工廠，不能完全照搬國外模式，而是既要緊跟國際先進(jìn)理念，還要符合中國企業(yè)的實際情況[13]。

4.2

概念內(nèi)涵

美國與德國的工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略核心均為CPS（Cyber-Physical System）系統(tǒng)，是典型的二元戰(zhàn)略。美國是C(Cyber，包括：數(shù)字、信息、網(wǎng)絡(luò)等虛擬世界)+P(Physical，包括機(jī)器、設(shè)備、設(shè)施等實體世界)，德國是P+C，兩國均是基于高素質(zhì)勞動者、國家人力匱乏、企業(yè)高協(xié)同化、高法制化的基礎(chǔ)之上而提出的戰(zhàn)略；而中國裝備水平較美國和德國有一定差距，數(shù)據(jù)采集分析決策能力也有局限，但中國具有人力資源優(yōu)勢，所以應(yīng)該充分挖掘人的作用。因此，中國制造企業(yè)推進(jìn)工業(yè)發(fā)展不能完全照搬發(fā)達(dá)國家的二元戰(zhàn)略，更宜采用CPPS（Cyber-Person-Physical System）人機(jī)網(wǎng)三元戰(zhàn)略，充分體現(xiàn)人的能動作用。

圖7

所謂“三元戰(zhàn)略”，包括勞動者及其技能、素養(yǎng)、精神、組織、管理等，CPPS戰(zhàn)略體現(xiàn)了以人為本，繼續(xù)發(fā)揮與挖掘了中國在人力資源方面的優(yōu)勢，揚(yáng)長補(bǔ)短，實現(xiàn)人與賽博、物理虛實兩世界的融合和迭代發(fā)展，構(gòu)建以賽博智能為目的的人機(jī)網(wǎng)三元戰(zhàn)略方案更符合中國國情[14]。

所謂“六維智能理論”，就是在設(shè)備聯(lián)網(wǎng)+遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)智能化的生產(chǎn)過程管理與控制，從6個方面打造適合中國國情的智能工廠，這6個方面包括：

1.智能計劃排產(chǎn)，是從計劃源頭上集成ERP，進(jìn)行APS高級排產(chǎn)。

2.智能生產(chǎn)協(xié)同，從生產(chǎn)準(zhǔn)備過程上，實現(xiàn)

物料、刀具、工裝、工藝的并行協(xié)同準(zhǔn)備。3.智能的設(shè)備互聯(lián)互通，是CPS信息物理系

統(tǒng)的典型體現(xiàn)，實現(xiàn)數(shù)字化生產(chǎn)設(shè)備的分布式網(wǎng)絡(luò)化通訊、程序集中管理、設(shè)備狀

態(tài)的實時監(jiān)控等。4.智能資源管理，包括對物料、設(shè)備、刀具、量具、夾具等生產(chǎn)資源進(jìn)行精益化管理、庫存智能預(yù)警等。

5.智能質(zhì)量過程管控，是對影響產(chǎn)品質(zhì)量的生產(chǎn)工藝參數(shù)進(jìn)行實時采集、控制，確保產(chǎn)品質(zhì)量。

6.智能決策支持，是基于大數(shù)據(jù)分析的決策支持，形成管理的閉環(huán)，以實現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的高效生產(chǎn)模式。

總之，通過以上6個方面智能的打造，可極大提升企業(yè)的計劃科學(xué)化、生產(chǎn)過程協(xié)同化、生產(chǎn)設(shè)備與信息化的深度融合，并通過基于大數(shù)據(jù)分析的決策支持對企業(yè)進(jìn)行透明化、量化的管理，可明顯提升企業(yè)的生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量，是一種很好的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的智能生產(chǎn)模式。

圖8 4.3

應(yīng)用前景

“六維智能”分別從計劃源頭、過程協(xié)同、設(shè)備底層、資源優(yōu)化、質(zhì)量控制、決策支持等6個方面著手實現(xiàn)智能工廠，這6個方面涵蓋了工業(yè)生產(chǎn)的6個重要環(huán)節(jié)，可實現(xiàn)全面的精細(xì)化、精準(zhǔn)化、自動化、信息化智能化管理與控制，通過底層設(shè)備的互聯(lián)互通、基于大數(shù)據(jù)分析的決策支持、可視化展現(xiàn)等技術(shù)手段，實現(xiàn)生產(chǎn)準(zhǔn)備過程中的透明化協(xié)同管理、數(shù)控設(shè)備智能化的互聯(lián)互通、智能化的生產(chǎn)資源管理、智能化的決策支持，從而全方位達(dá)到智能化的生產(chǎn)過程管理與控制[15]。

從“六維智能”解決方案在青島海爾模具有限公司的實際應(yīng)用效果來看，較好地達(dá)到了智能化生產(chǎn)過程管理與控制的目的。該系統(tǒng)是專門為海爾模

具定制的，是海爾模具生態(tài)圈的主要組成部分，系統(tǒng)以生產(chǎn)設(shè)備為核心，從設(shè)備底層層面實現(xiàn)了機(jī)床、對刀儀等設(shè)備的互聯(lián)互通與大數(shù)據(jù)分析，從生產(chǎn)管理層面實現(xiàn)了協(xié)同準(zhǔn)備并行作業(yè)，從展現(xiàn)層面實現(xiàn)了生產(chǎn)信息的可視化。實施本系統(tǒng)后，操作工的作業(yè)效率從原來1個人管理3臺設(shè)備提升到7～8臺設(shè)備，設(shè)備利用率提升25%以上，使生產(chǎn)管理更加透明、科學(xué)、高效，應(yīng)用效果比較明顯，在海爾模具的數(shù)字化制造與管理中發(fā)揮了重要的作用。工業(yè)4.0落地戰(zhàn)略

“工業(yè)4.0”不同的人從不同維度來解讀，涉及到國家戰(zhàn)略、產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略、企業(yè)發(fā)展等不同的層面。就從企業(yè)的層面去研究，看看企業(yè)層面實現(xiàn)工業(yè)4.0該怎么做，怎么走，有沒有路線圖？

近期，隨著“工業(yè)4.0”的在網(wǎng)絡(luò)上越炒越熱，我國也推出了“中國制造2025”戰(zhàn)略，在國家戰(zhàn)略需求的驅(qū)動下，中國對于制造大國向制造強(qiáng)國的邁進(jìn)之路也陡然提速，這將對中國制造轉(zhuǎn)型升級打通主動脈。就企業(yè)層面來說中國版工業(yè)4.0如何落地將成為重點，如何通過信息技術(shù)和制造技術(shù)的深度融合，打通一切、聯(lián)通一切是企業(yè)信息化建設(shè)的目標(biāo)[16]。

工業(yè)4.0是什么？每個人站在不同的角度會有不同的理解，是互聯(lián)、集成(縱向、橫向、端到端)、數(shù)據(jù)、創(chuàng)新、服務(wù)、轉(zhuǎn)型或是CPS、是智能工廠、是智能制造亦或是國家戰(zhàn)略、企業(yè)目標(biāo)。工業(yè)4.0核心內(nèi)容就是建一個網(wǎng)絡(luò)、三項集成、大數(shù)據(jù)分析、八項計劃和研究兩個主題。

5.1

建一個網(wǎng)絡(luò)：信息物理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（CPS）

CPS是英文CyberPhysical System的縮寫，就是講物理設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)上，讓物理設(shè)備具有計算、通信、精確控制、遠(yuǎn)程協(xié)調(diào)和自治等五大功能，從而實現(xiàn)虛擬網(wǎng)絡(luò)世界與現(xiàn)實物理世界的融合，將網(wǎng)絡(luò)空間的高級計算能力有效的運(yùn)用于現(xiàn)實世界中，從而在生產(chǎn)制造過程中，與設(shè)計、開發(fā)、生產(chǎn)有關(guān)的所有數(shù)據(jù)將通過傳感器采集并進(jìn)行分析，形成可自律操作的智能生產(chǎn)系統(tǒng)。

圖9 5.2

三個集成

工業(yè)4.0中的三項集成包括：橫向集成、縱向集成與端對端的集成。工業(yè)4.0將無處不在的傳感器、嵌入式終端系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)、通信設(shè)施通過CPS形成一個智能網(wǎng)絡(luò)，使人與人、人與機(jī)器、機(jī)器與機(jī)器以及服務(wù)與服務(wù)之間能夠互聯(lián)，從而實現(xiàn)橫向、縱向和端對端的高度集成，集成是實現(xiàn)工業(yè)4.0的重點也是難點。5.2.1 縱向集成

縱向集成主要解決企業(yè)內(nèi)部的集成，即解決信息孤島的問題，解決信息網(wǎng)絡(luò)與物理設(shè)備之間的聯(lián)通問題。5.2.2 橫向集成

橫向集成主要實現(xiàn)企業(yè)與企業(yè)之間、企業(yè)與售出產(chǎn)品之間（如車聯(lián)網(wǎng)）的協(xié)同，將企業(yè)內(nèi)部的業(yè)務(wù)信息向企業(yè)以外的供應(yīng)商、經(jīng)銷商、用戶進(jìn)行延伸，實現(xiàn)人與人、人與系統(tǒng)、人與設(shè)備之間的集成，從而形成一個智能的虛擬企業(yè)網(wǎng)絡(luò)。制造業(yè)普遍存在的工程變更協(xié)同流程就是這樣一個典型的橫向集成應(yīng)用場景。5.2.3 端到端的集成

端到端集成就是把所有該連接的端頭（點）都集成互聯(lián)起來，通過價值鏈上不同企業(yè)資源的整合，實現(xiàn)從產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)制造、物流配送、使用維護(hù)的產(chǎn)品全生命周期的管理和服務(wù)，它以產(chǎn)品價值鏈創(chuàng)造集成供應(yīng)商（一級、二級、三級??）、制造商（研發(fā)、設(shè)計、加工、配送）、分銷商（一級、二級、三級??）以及客戶信息流、物流和資金流，在為客戶提供更有價值的產(chǎn)品和服務(wù)同時，重構(gòu)產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的價值體系。

端到端的集成即可以是內(nèi)部的縱向集成內(nèi)容，也可以是外部的企業(yè)與企業(yè)之間的橫向集成內(nèi)容，關(guān)注點在流程的整合上，比如提供用戶訂單的全程跟蹤協(xié)同流程，將用戶、企業(yè)、第三方物流、售后服務(wù)等產(chǎn)品全生命周期服務(wù)的端到端集成。

橫向、縱向、端到端三個集成的實現(xiàn)，不論技術(shù)層面還是業(yè)務(wù)層面在SOA信息集成都能找到相應(yīng)的解決方案。5.3

大數(shù)據(jù)分析利用

“工業(yè)4.0”時代，制造企業(yè)的數(shù)據(jù)將會呈現(xiàn)爆炸式增長態(tài)勢。隨著信息物理系統(tǒng)（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(chǎn)裝備、感知設(shè)備、聯(lián)網(wǎng)終端，包括生產(chǎn)者本身都在源源不斷地產(chǎn)生數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)將會滲透到企業(yè)運(yùn)營、價值鏈乃至產(chǎn)品的整個生命周期，是工業(yè)4.0和制造革命的基石。

總體來說，工業(yè)4.0關(guān)注的企業(yè)數(shù)據(jù)分為四類： 5.3.1

產(chǎn)品數(shù)據(jù)

包括設(shè)計、建模、工藝、加工、測試、維護(hù)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、零部件配置關(guān)系、變更記錄等數(shù)據(jù)。產(chǎn)品的各種數(shù)據(jù)被記錄、傳輸、處理和加工，使得產(chǎn)品全生命周期管理成為可能，也為滿足個性化的產(chǎn)品需求提供了條件。5.3.2

運(yùn)營數(shù)據(jù)

運(yùn)營包括組織結(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)管理、生產(chǎn)設(shè)備、市

場營銷、質(zhì)量控制、生產(chǎn)、采購、庫存、目標(biāo)計劃、電子商務(wù)等數(shù)據(jù)。工業(yè)生產(chǎn)過程的無所不在的傳感、連接，帶來了無所不在的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)會創(chuàng)新企業(yè)的研發(fā)、生產(chǎn)、運(yùn)營、營銷和管理方式。5.3.3

價值鏈數(shù)據(jù)

包括客戶、供應(yīng)商、合作伙伴等數(shù)據(jù)。企業(yè)在當(dāng)前全球化的經(jīng)濟(jì)環(huán)境中參與競爭，需要全面地了解技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)作業(yè)、采購銷售、服務(wù)、內(nèi)外部后勤等環(huán)節(jié)的競爭力要素。大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，使得價值鏈上各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)和信息能夠被深入分析和挖掘，為企業(yè)管理者和參與者提供看待價值鏈的全新視角，使得企業(yè)有機(jī)會把價值鏈上更多的環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)化為企業(yè)的戰(zhàn)略優(yōu)勢。例如，汽車公司大數(shù)據(jù)提前預(yù)測到哪些人會購買特定型號的汽車，從而實現(xiàn)目標(biāo)客戶的響應(yīng)率提高了15%至20%，客戶忠誠度提高7%。5.3.4 外部數(shù)據(jù)

包括經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、行業(yè)、市場、競爭對手等數(shù)據(jù)。為了應(yīng)對外部環(huán)境變化所帶來的風(fēng)險，企業(yè)必須充分掌握外部環(huán)境的發(fā)展現(xiàn)狀以增強(qiáng)自身的應(yīng)變能力。大數(shù)據(jù)分析技術(shù)在宏觀經(jīng)濟(jì)分析、行業(yè)市場調(diào)研中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)成為企業(yè)提升管理決策和市場應(yīng)變能力的重要手段。

工業(yè)4.0落地中國企業(yè)，工業(yè)大數(shù)據(jù)是一項重要抓手。利用工業(yè)大數(shù)據(jù)分析，可以找出隱性的問題并預(yù)測未知情況的發(fā)生，有助于及時地做好預(yù)防，避免故障和偏差。結(jié)論

以三一重工18號工廠作為研究對象.對其運(yùn)作方式、運(yùn)作特點進(jìn)行了較為詳細(xì)地分析與討論，從而得出工廠的智能化基因。并且進(jìn)一步得出了智能工廠的框架，為系統(tǒng)化建設(shè)智能工廠打下了基礎(chǔ)。主要的研究結(jié)論如下：

1.在理論上對數(shù)字化工廠、智能工廠和智能制造進(jìn)行了分析指出，要又好又快地發(fā)展智能工廠就必須先建設(shè)好數(shù)字化工廠。

2.對比三一重工18號工廠實現(xiàn)智能化之后生產(chǎn)效率得到提升，直觀地反映了智能化對制造業(yè)帶來的好處。

3.通過對18號工廠的生產(chǎn)線、物流系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、控制中心進(jìn)行分析，找到了工廠可實現(xiàn)智能化的內(nèi)在基因。也就是在設(shè)備聯(lián)網(wǎng)+遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)智能化的生產(chǎn)過程管理與控制，從6個方面打造適合中國國情的智能工廠(1)。

4.概括了智能工廠的框架，提出了運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析，做好CPS和三個集成是實現(xiàn)智能工廠的前提條件，而智能工廠的標(biāo)志就是生產(chǎn)流程智能化，生產(chǎn)設(shè)備動態(tài)適應(yīng)個性化的產(chǎn)品需求。

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第四篇：智能制造技術(shù)

現(xiàn)代制造技術(shù)

1142813203 吳文樂

摘要：現(xiàn)代制造技術(shù)是在傳統(tǒng)制造技術(shù)的基礎(chǔ)上, 不斷吸收和發(fā)展機(jī)械、電子、能源、材料、信息及現(xiàn)代管理技術(shù)的成果, 將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計、制造、檢驗、管理服務(wù)等產(chǎn)品生命周 期的全過程, 以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、靈活、清潔的生產(chǎn)技術(shù)模式,取得理想的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的制造技術(shù)的總稱傳統(tǒng)的自動化生產(chǎn)技術(shù)可以顯著提高生產(chǎn)效率，然而其局限性也顯而易見，即無法很好地適應(yīng)中小批量生產(chǎn)的要求。隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展，特別是自動控制技術(shù)、數(shù)控加工技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)等的迅猛發(fā)展，柔性制造技術(shù)(FMI)應(yīng)運(yùn)而生。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代制造技術(shù)；自動控制技術(shù)；柔性制造技術(shù)

1.現(xiàn)代制造技術(shù)發(fā)展綜述

現(xiàn)代制造技術(shù)在系統(tǒng)論、方法論、信息論和協(xié)同 論等的基礎(chǔ)上形成制造系統(tǒng)工程學(xué)，是一種廣義制造的概念，亦稱之為“大制造”的概念，它體現(xiàn)了制造概念的擴(kuò)展。廣義制造概念的形成過程主要有以下幾方面原因[1]。

1).制造設(shè)計一體化。體現(xiàn)制造和設(shè)計的密切結(jié)合，形成了設(shè)計制造一體化，設(shè)計不僅是指產(chǎn)品設(shè)計，而且包括工藝設(shè)計、生產(chǎn)調(diào)度設(shè)計、質(zhì)量控制設(shè)計等。

2).材料成形機(jī)理的擴(kuò)展?，F(xiàn)在加工成形機(jī)理明確地將加工分為去除加工、結(jié)合加工和變形加工。

3).制造技術(shù)的綜合性?，F(xiàn)代制造技術(shù)是一門以 機(jī)械為主體，交叉融合光、電、信息、材料等學(xué)科的綜合體，并與管理科學(xué)、社會科學(xué)、文化、藝術(shù)、人機(jī)工 程、生物工程和生命科學(xué)等相結(jié)合，拓展了新領(lǐng)域。現(xiàn)代制造技術(shù)應(yīng)包括硬件和軟件兩大方面，硬／軟件工具、平臺和支撐環(huán)境有了很大的發(fā)展。

4).產(chǎn)品的全生命周期。制造的范疇從過去的設(shè)計、加工和裝配發(fā)展為產(chǎn)品的全生命周期，包括市場調(diào)研、設(shè)計、制造、銷售、維修和報廢處理等。

5).生產(chǎn)制造模式的發(fā)展。計算機(jī)集成制造技術(shù) 是制造技術(shù)與信息技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，集成制造系統(tǒng)強(qiáng) 調(diào)信息集成，其后出現(xiàn)了柔性制造、敏捷制造、虛擬制 造、網(wǎng)絡(luò)制造、大規(guī)模定制、綠色制造、智能制造和協(xié) 同制造等多種制造模式，有效地提高了制造技術(shù)的水平，擴(kuò)展了制造技術(shù)的領(lǐng)域[2]。

現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展主要沿著“廣義制造”或稱 “大制造”的方向發(fā)展，其具體的發(fā)展可以歸納為四個方面和多個大項目[3]，如圖1所示：

圖1：現(xiàn)代制造技術(shù)方向

針對現(xiàn)代制造技術(shù)，本文從柔性制造技術(shù)的角度對現(xiàn)代制造技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)，對柔性制造在實際中的應(yīng)用進(jìn)行深入的研究；

2.柔性制造

2.1 柔性制造簡述

所謂“柔性”，是指制造系統(tǒng)(企業(yè))對系統(tǒng)內(nèi)部及外部環(huán)境的一種適應(yīng)能力，也是指制造系統(tǒng)能夠適應(yīng)產(chǎn)品變化的能力。柔性可分為瞬時、短期和長期柔性[4]。瞬時柔性是指設(shè)備出現(xiàn)故障后，自動排除故障或?qū)⒘慵D(zhuǎn)移到另一臺設(shè)備上繼續(xù)進(jìn)行加工的能力；短期柔性是指系統(tǒng)在短時期內(nèi)，適應(yīng)加工對象變化的能力，包括在任意時期混合進(jìn)行加工2種以上零件的能力；長期柔性則是指系統(tǒng)在長期使用中，能夠加工各種不同零件的能力。迄今為止，柔性還只能定性地加以分析，尚無科學(xué)實用的量化指標(biāo)。因此，凡具備上述3種柔性特征之一的、具有物料或信息流的自動化制造系統(tǒng)都可以稱為柔性制造系統(tǒng)。柔性制造技術(shù)是計算機(jī)技術(shù)在生產(chǎn)過程及其裝備上的應(yīng)用，是將微電子技術(shù)、智能技術(shù)與傳統(tǒng)制造技術(shù)融合在一起，具有自動化、柔性化、高效率的特點，是目前自動化制造系統(tǒng)的基本單元技術(shù)[5]。

柔性制造技術(shù)是對各種不同形狀加工對象實現(xiàn)程序化柔性制造加工的各種技術(shù)的總和[6]。柔性制造技術(shù)是技術(shù)密集型的技術(shù)群，我們認(rèn)為凡是側(cè)重于柔性，適應(yīng)于多品種、中小批量(包括單件產(chǎn)品)的加工技術(shù)都屬于柔性制造技術(shù)。目前按規(guī)模大小劃分為[7]：

(1)柔性制造系統(tǒng)（FMS）：關(guān)于柔住制造系統(tǒng)的定義很多，權(quán)威性的定義有：美國國家標(biāo)準(zhǔn)局把FMS定義為：“由一個傳輸系統(tǒng)聯(lián)系起來的一些設(shè)備，傳輸裝置把工件放征其他聯(lián)結(jié)裝置上送到各加工設(shè)備，使工件加工準(zhǔn)確、迅速和自動化。

(2)柔性制造單元（FMC）：M S是FMS向廉價化及小型化方向發(fā)展的一種產(chǎn)物，它是由l～2臺加工中心、工業(yè)機(jī)器人。數(shù)控機(jī)床及物料運(yùn)送存貯設(shè)備構(gòu)成，其特點是實現(xiàn)單機(jī)柔性化及自動化，具有適應(yīng)加工多品種產(chǎn)品的靈活性。迄今已進(jìn)入普及應(yīng)用階段。

(3)柔性制造線（FML):它是處于單一或少品種人批量非柔性自動線與中小批量多品種FMS之間的生產(chǎn)線。其加工設(shè)備可以是通用的加工中心，CNC機(jī)床；亦可采用爭用機(jī)床或NC專用機(jī)床，對物料搬運(yùn)系統(tǒng)柔性的要求低于FMS，但生產(chǎn)率更高。它是以離散型生產(chǎn)中的柔性制造系統(tǒng)和連續(xù)生過程中的分散型控制系統(tǒng)(D C S)為代表，其特點是實現(xiàn)生產(chǎn)線柔性化及自動化，其技術(shù)已日趨成熟，迄今已進(jìn)入實用化階段。

(4)柔性制造工廠(FMF):FMF是將多條FMS連接起來，配以自動化屯體倉庫，用計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)系，采用從訂貨、設(shè)計、加工、裝配、檢驗、運(yùn)送至發(fā)貨的完整F M S。它包括了CAD／CAM，并使計算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)投入實際，實現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng) 柔性化及自動化，進(jìn)而實現(xiàn)全廠范圍的生產(chǎn)管理、產(chǎn)品加工及物料貯運(yùn)進(jìn)程的全盤化。FMF是自動化生產(chǎn)的最高水平，反映出世界上最先進(jìn)的自動化應(yīng)用技術(shù)。它是將制造、產(chǎn)品開發(fā)及經(jīng)營管理的自動化連成一個整體，以信息流控制物質(zhì)流的智能制造系統(tǒng)(IMS)為代表，其特點是實現(xiàn)工廠柔性化及自動化[8]。

2.2柔性制造所采用的關(guān)鍵技術(shù)

1.計算機(jī)輔助設(shè)計未來CAD技術(shù)發(fā)展將會引入專家系統(tǒng)，使之具有智能化，可處理各種復(fù)雜的問題。當(dāng)前設(shè)計技術(shù)最新的一個突破是光敏立體成形技術(shù)，該項新技術(shù)是直接利用CAD數(shù)據(jù)，通過計算機(jī)控制的激光掃描系統(tǒng)，將二維數(shù)字模型分成若干層二維片狀圖形，并按二維片狀圖彤對池內(nèi)的光敏樹脂液面進(jìn)行光學(xué)掃描，被掃描到的液面則變成固化塑料，如此循環(huán)操作，逐層掃描成形，并自動地將分層成形的各斤狀固化塑料粘合在一起，僅需確定數(shù)據(jù)，數(shù)小時內(nèi)便呵制出精確的原型。它有助于加快開發(fā)新產(chǎn)品和研制新結(jié)構(gòu)的速度。

2.模糊控制技術(shù)模糊數(shù)學(xué)的實際應(yīng)用是模糊控制器。最近開發(fā)出的高性能模糊摔制器具有自學(xué)習(xí)功能，可在控制過程中不斷獲取新的信息井自動地對控制量作調(diào)整，使系統(tǒng)性能大為改善，其中尤其以基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)方法更引起人們極大的關(guān)注。

3.人工智能、專家系統(tǒng)及智能傳感器技術(shù)迄今，柔性制造技術(shù)中所采用的人工智能大多指基礎(chǔ)規(guī)則的專家系統(tǒng)。專家系統(tǒng)利用專家知識和推理規(guī)則進(jìn)行推理，求解各類問題（如解釋、預(yù)測，診斷、查找故障、設(shè)汁、計劃、監(jiān)視、修復(fù)、命 令及控制等）。由于專家系統(tǒng)能簡便地將各種事實及經(jīng)驗證過的理論與通過經(jīng)驗獲得的知識相結(jié)合，因而專家系統(tǒng)為柔性制造的諸方面工作增強(qiáng)綜合性。展望未來，以知識密集為特征，以知識處理為手段的人工智能（包括專家系統(tǒng)）技術(shù)必將在柔性制造(尤其智能型)中起著非常重要的關(guān)鍵性的作用。目前對未來智能化柔性制造技術(shù)具有重要意義的一個正在急速發(fā)展的領(lǐng)域是智能傳感器技術(shù)。該項技術(shù)是伴隨計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)和人工智能產(chǎn)生的，它使傳感器具有內(nèi)在的“決策”功能。

4.人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)是模擬智能生物的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對信息進(jìn)行并處理的一種方法。故人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也就是一種人工智能工具。在自動控制領(lǐng)域，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不久將并列到專家系統(tǒng)和模糊控制系統(tǒng)，成為現(xiàn)代自動化系統(tǒng)中的一個組成部分[9]。

3.國內(nèi)現(xiàn)代制造技術(shù)狀況

近年來，世界各國都投入了巨大的財力和物力，強(qiáng)化作為光機(jī)電一體化制造業(yè)基礎(chǔ)的先進(jìn)制造業(yè)的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略研究。美國、德 國、日 本 等 國 已 經(jīng) 開 發(fā) 出 了 數(shù) 控（NC）、計算機(jī)數(shù)控（CNC）、直接數(shù)控（CAM）、計算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）、制造資源規(guī)則（MRP）、柔性制造單元（TMC）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）、機(jī)器人、計算機(jī)輔助設(shè)計／制造（CAD／CAM）、精益生產(chǎn)（LP）、智能制造系統(tǒng)（MS）、并行工程（CE）和敏捷制造（AM）等多項現(xiàn)代制造技術(shù)與制造模式。這些技術(shù)的推廣與應(yīng)用，不僅使本國企業(yè)的國際競爭力得到鞏固，也使得世界先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展迅猛[10]。我國制造業(yè)市場的巨大潛力，為現(xiàn)代制造技術(shù)發(fā)展提供了廣闊的市場空間。但是，與制造業(yè)發(fā)達(dá)國家和地區(qū)相比，國內(nèi)的現(xiàn)代制造技術(shù)的研發(fā)與市場拓展還不均衡。其中，國內(nèi)機(jī)械基礎(chǔ)件制造行業(yè)中的數(shù)控化率極低，不足1.6%，先進(jìn)加工工藝、技術(shù)和裝備的普及程度不足10 % ；CAD／CAM 系統(tǒng)應(yīng)用的普及率在國內(nèi)骨干企業(yè)僅有35%，產(chǎn)業(yè)規(guī)模較小。另外，在相關(guān)行業(yè)中如印刷業(yè)、電力行業(yè)和醫(yī)療器械行業(yè)等，技術(shù)裝備的低數(shù)控化率也遠(yuǎn)不能滿足市場對中高檔先進(jìn)產(chǎn)品的需求?？v觀國際制造業(yè)的競爭與發(fā)展，面對國際、國內(nèi)兩個制造業(yè)市場的日漸融合，如何立足國內(nèi)制造業(yè)的市場需求，整合分散的科研與企業(yè)資源，盡快形成自己在先進(jìn)制造產(chǎn)業(yè)競爭中的技術(shù)優(yōu)勢，已經(jīng)是擺在我國制造業(yè)面前的迫在眉睫的課題了[11]。

總之，重視制造業(yè)和現(xiàn)代制造技術(shù)已成為全球化的大趨勢?，F(xiàn)代制造技術(shù)不是一項具體技術(shù)，而是利用系統(tǒng)工程技術(shù)將各種相關(guān)技術(shù)集成的一個有機(jī)整體；現(xiàn)代制造技術(shù)是一種動態(tài)技術(shù)，而不是一成不變的，它需要不斷吸收各種高新技術(shù)成果，并將其滲透到產(chǎn)品的所有領(lǐng)域，結(jié)合成一個有機(jī)整體，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔和靈活的生產(chǎn)[12]；現(xiàn)代制造技術(shù)的目的是提高制造業(yè)的綜合效益，其不摒棄傳統(tǒng)技術(shù)，而是有賴于不斷用科技新手段去研究它和傳承它，并應(yīng)用科技新成果去改造它和充實它；現(xiàn)代制造技術(shù)在強(qiáng)調(diào)環(huán)境保護(hù)的同時，還強(qiáng)調(diào)各專業(yè)學(xué)科之間的相互滲透、融合和淡化，并消除其間的界限。我國先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展應(yīng)結(jié)合自身的特點，形成特色，大力發(fā)展一些關(guān)鍵前沿技術(shù)，比如新一代材料成型技術(shù)、微米及納米技術(shù)、快速原型制造以及智能制造等[13]。在不久的將來，現(xiàn)代制造技術(shù)將得到更大的發(fā)展和壯大，發(fā)展和應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)是每個國家為提高企業(yè)的國際競爭力和技術(shù)創(chuàng)新能力的必然選擇。

參考文獻(xiàn)：

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第五篇：工信部2015年智能制造專項申報指南

附件1

一、智能制造綜合標(biāo)準(zhǔn)化試驗驗證

（一）實施內(nèi)容

1、基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)試驗驗證

開展智能制造基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)試驗驗證，包括：標(biāo)準(zhǔn)體系試驗驗證；術(shù)語和定義；語義化描述和數(shù)據(jù)字典；參考模型；集成與互聯(lián)互通；功能安全和工業(yè)信息安全要求和評估；人機(jī)交互與協(xié)同安全；智能制造評價指標(biāo)體系及成熟度模型；智能工廠（車間）通用技術(shù)要求；工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)/工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)要求；系統(tǒng)能效評估方法；工業(yè)云服務(wù)模型、工業(yè)大數(shù)據(jù)服務(wù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，搭建基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)試驗驗證體系。

2、關(guān)鍵應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)試驗驗證

重點領(lǐng)域智能制造新模式關(guān)鍵應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)試驗驗證，包括：重點行業(yè)的智能工廠（車間）參考模型；通用技術(shù)條件（技術(shù)要求、試驗方法、試驗大綱）；評價標(biāo)準(zhǔn)及方法；工藝參考模型；一致性和互操作要求；工業(yè)安全要求和評估方法；搭建關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)試驗驗證體系。

（二）考核指標(biāo)

1、技術(shù)規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)全過程試驗驗證，形成企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)/行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)草案/國家標(biāo)準(zhǔn)草案/國際標(biāo)準(zhǔn)草案；

2、建成部件和系統(tǒng)級試驗驗證測試體系；

3、在重點領(lǐng)域智能制造新模式中的應(yīng)用。

二、重點領(lǐng)域智能制造新模式應(yīng)用

（一）新一代信息技術(shù)產(chǎn)品智能制造新模式

1、實施內(nèi)容

重點支持智能制造新模式中智能工廠發(fā)展的集成應(yīng)用，支持智能光電傳感器、智能感應(yīng)式傳感器、智能環(huán)境檢測傳感器以及數(shù)控加工裝備與機(jī)器人大規(guī)模協(xié)同安全可控應(yīng)用，實現(xiàn)新一代信息技術(shù)產(chǎn)品設(shè)計、工藝、制造、檢驗、物流等全生命周期的智能化要求。

2、考核指標(biāo) 1）綜合指標(biāo)：

傳感器智能制造新模式：生產(chǎn)效率提高20%以上，運(yùn)營成本降低20%，產(chǎn)品研制周期縮短30%，產(chǎn)品不良品率降低20%，能源利用率提高10%以上。

移動終端智能制造新模式：生產(chǎn)效率提高20%以上，運(yùn)營成本降低20%，產(chǎn)品研制周期縮短30%，產(chǎn)品不良品率降低30%，能源利用率提高15%。2）技術(shù)指標(biāo)：

傳感器智能制造新模式： 產(chǎn)品設(shè)計全面采用數(shù)字化技術(shù)，建立產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)；主要生產(chǎn)設(shè)備數(shù)控化率達(dá)到80%以上；工序在線檢測和成品檢測數(shù)據(jù)自動上傳率超過90%，建立產(chǎn)品質(zhì)量追溯系統(tǒng)；建立生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)庫，深度采集制造進(jìn)度、現(xiàn)場操作、設(shè)備狀態(tài)等生產(chǎn)現(xiàn)場信息；建立面向多品種、小批量的制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES），實現(xiàn)10種以上產(chǎn)品/規(guī)格混合生產(chǎn)的排產(chǎn)和生產(chǎn)管理；建立企業(yè)資源計劃管理系統(tǒng)（ERP），實現(xiàn)供應(yīng)、外協(xié)、物流的管理與優(yōu)化。

移動終端智能制造新模式：

實現(xiàn)高速高精鉆攻中心、國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)、機(jī)器人與收取料系統(tǒng)的協(xié)同運(yùn)動控制，實現(xiàn)多種車間智能裝備之間的協(xié)同工作；采用基于工藝知識庫的三維智能工藝規(guī)劃，提高研制效率；通過高級計劃排程和實時生產(chǎn)響應(yīng)技術(shù)，減少設(shè)備空轉(zhuǎn)時間；建立生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)庫，充分采集制造進(jìn)度、現(xiàn)場操作、設(shè)備狀態(tài)等生產(chǎn)現(xiàn)場信息；提高車間加工過程質(zhì)量檢測自動化程度，建立產(chǎn)品質(zhì)量追溯系統(tǒng)，實現(xiàn)全制造過程品檢數(shù)字化；建立面向大批量快速響應(yīng)生產(chǎn)的制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES），實現(xiàn)基于實時制造數(shù)據(jù)的可鉆取仿真車間。

3）專利、軟件著作權(quán)、標(biāo)準(zhǔn)（技術(shù)規(guī)范）

傳感器智能制造新模式：形成國家/行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)3項上，發(fā)明專利2項以上，研發(fā)自主知識產(chǎn)權(quán)智能專用裝備2種以上。

智能移動終端智能制造新模式：發(fā)明專利5項以上，軟件著作權(quán)6項以上，研發(fā)自主知識產(chǎn)權(quán)智能專用裝備2種以上。

3、安全可控智能制造手段

傳感器智能制造新模式：自動激光切割機(jī)，傳感芯體自 動檢測系統(tǒng)，自動視覺檢測系統(tǒng)，傳感器在線激光修調(diào)系統(tǒng)，焊接機(jī)器人，在線智能測試系統(tǒng)。

智能移動終端智能制造新模式：工業(yè)機(jī)器人、高速高精加工中心、AGV小車、自動化生產(chǎn)線集中控制系統(tǒng)、視覺化品質(zhì)檢測設(shè)備、RFID標(biāo)簽與讀寫器及系統(tǒng)、自動化夾具。

（二）高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人智能制造新模式

1、實施內(nèi)容

支持高檔數(shù)控機(jī)床、數(shù)控系統(tǒng)及伺服電機(jī)、功能部件及其關(guān)鍵零部件等智能制造新模式，實現(xiàn)高檔數(shù)控機(jī)床智能制造的產(chǎn)品研發(fā)、制造、物流、質(zhì)量控制的全流程智能化。支持鑄、鍛、焊等基礎(chǔ)智能制造新模式，實現(xiàn)基礎(chǔ)制造智能制造新模式的工藝模擬優(yōu)化、制造、物流、質(zhì)量追溯和供應(yīng)鏈管理的全流程智能化。

支持工業(yè)機(jī)器人及其高精度減速器、機(jī)械臂、伺服電機(jī)等零部件智能制造新模式，實現(xiàn)機(jī)器人智能制造新模式的產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)加工、識別檢測和物流倉儲的全流程智能化。

2、考核指標(biāo) 1）綜合指標(biāo)

高檔數(shù)控機(jī)床智能制造新模式：運(yùn)營成本降低10%，產(chǎn)品研制周期縮短50%，生產(chǎn)效率提高30%以上，產(chǎn)品不良品率降低10%，能源利用率提高10%。

基礎(chǔ)智能制造新模式：運(yùn)營成本降低20%，生產(chǎn)效率提高20%，產(chǎn)品不良品率降低10%，能源利用率提高10%。機(jī)器人智能制造新模式：運(yùn)營成本降低10%，生產(chǎn)效率提高 4 30%以上，產(chǎn)品不良品率降低10%，產(chǎn)品研制周期縮短30%，能源利用率提高4%。

2）技術(shù)指標(biāo)

高檔數(shù)控機(jī)床智能制造新模式：產(chǎn)品設(shè)計全面采用數(shù)字化技術(shù)，制造過程數(shù)控化率達(dá)到90%以上，通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)字化智能加工裝備、NC系統(tǒng)、智能儀器儀表及傳感器、物流及倉儲系統(tǒng)等設(shè)備的互聯(lián)與集中監(jiān)控，采用信息化生產(chǎn)管理，構(gòu)成集成化的車間現(xiàn)場管控系統(tǒng)。產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)率達(dá)到95%以上。

基礎(chǔ)制造智能制造新模式：產(chǎn)品設(shè)計的數(shù)字化率達(dá)到90%以上、制造過程的數(shù)控化率達(dá)到80%以上、形成完善工藝與生產(chǎn)的數(shù)據(jù)平臺、建立完整的產(chǎn)品生命周期管理體系、構(gòu)建PLM和ICS/MES/ERP等系統(tǒng)并高效無縫集成，實現(xiàn)產(chǎn)品研發(fā)、工藝設(shè)計、仿真驗證、制造生產(chǎn)的數(shù)字化；采用傳感器、在線檢測、數(shù)控設(shè)備、機(jī)器人等智能裝備，實現(xiàn)制造過程的工藝優(yōu)化、批量定制、混線生產(chǎn)和質(zhì)量追溯的智能化要求。

機(jī)器人智能制造新模式：智能裝備占比達(dá)到80%、NC系統(tǒng)、智能儀器儀表及傳感器、物流及倉儲系統(tǒng)等設(shè)備，通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)設(shè)備的互聯(lián)與集中監(jiān)控，采用信息化生產(chǎn)管理，構(gòu)成集成化的車間現(xiàn)場管控系統(tǒng)?？蓪崿F(xiàn)日連續(xù)三班生產(chǎn)，產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)頻率 95%。形成完善的設(shè)計與生產(chǎn)的數(shù)據(jù)平臺、實現(xiàn) 產(chǎn)品生產(chǎn)在線監(jiān)控與測量、建立具有行業(yè)及企業(yè)特點的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、構(gòu)建ICS/MES/ERP等系統(tǒng)并高效無縫集成。

3）專利、軟件著作權(quán)、標(biāo)準(zhǔn)（技術(shù)規(guī)范）

形成5-10項智制造新模式標(biāo)準(zhǔn)/行業(yè)、國家、國際標(biāo)準(zhǔn)草案。申請3-5項專利、登記10-15項軟件著作權(quán)。

3、安全可控的智能制造手段

上下料、噴涂、裝配、打磨、焊接、檢測機(jī)器人，智能激光/重力/接近開關(guān)/光電開關(guān)等智能傳感器，自動識別系統(tǒng)，控制網(wǎng)絡(luò)與傳感，測控裝置與系統(tǒng)，功能安全評估系統(tǒng)，誤差檢測及軌跡糾偏等自動檢測系統(tǒng)。

（三）航空裝備智能制造新模式

1、實施內(nèi)容

重點支持基于模型的工程方法，融合互聯(lián)網(wǎng)思維及大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)，從價值鏈、企業(yè)層、車間層和設(shè)備層共四個層面，提升航空裝備制造系統(tǒng)的狀態(tài)感知、實時分析、自主決策和精準(zhǔn)執(zhí)行水平；以飛機(jī)、直升機(jī)整機(jī)研發(fā)、關(guān)鍵系統(tǒng)制造以及部/總裝為集成應(yīng)用，實現(xiàn)設(shè)計制造一體化云平臺、廣域協(xié)同供應(yīng)鏈、智能生產(chǎn)制造、敏捷運(yùn)行支持，形成智能制造體系。

2、考核指標(biāo)（1）綜合指標(biāo)

產(chǎn)品研制周期縮短20%，生產(chǎn)效率提高20%，運(yùn)營成本降低30%，產(chǎn)品不良品率降低10%，能源利用率提高4%。

（2）技術(shù)指標(biāo)

實現(xiàn)供應(yīng)鏈面向以客戶為中心的能力協(xié)同優(yōu)化及智能感知與決策、生產(chǎn)系統(tǒng)能力仿真、車間/生產(chǎn)線的動態(tài)排產(chǎn)與調(diào)度、自適應(yīng)加工與裝配、基于模型的檢測、物流的智能配送。

形成航空智能制造工程環(huán)境的方法、流程和工業(yè)軟件體系；設(shè)計全面采用數(shù)字技術(shù)；建立協(xié)同設(shè)計、制造和服務(wù)云平臺；開發(fā)智能制造運(yùn)行系統(tǒng)；建立智能部/總裝生產(chǎn)線、智能物流配送系統(tǒng)等。建立具有行業(yè)及企業(yè)特點的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、實現(xiàn)ICS/MES/ERP的無縫集成。

自主研發(fā)自適應(yīng)加工/裝配工藝設(shè)備、柔性工裝、智能測量檢驗設(shè)備、高精度復(fù)雜構(gòu)件增材制造設(shè)備、機(jī)器人自動鉆鉚系統(tǒng)、特種機(jī)器人等。

（3）知識產(chǎn)權(quán)

形成專利、軟件著作權(quán)、標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范不少于50項。

3、安全可控的智能制造手段

智能部/總裝生產(chǎn)線；智能物流配送系統(tǒng)等；自適應(yīng)加工/裝配工藝設(shè)備；柔性工裝；智能測量檢驗設(shè)備；高精度復(fù)雜構(gòu)件增材制造設(shè)備；機(jī)器人自動鉆鉚系統(tǒng)；特種機(jī)器人 等

（四）海洋工程裝備及高技術(shù)船舶智能制造新模式

1、實施內(nèi)容

圍繞各類中間產(chǎn)品柔性、高效、智能化制造的需求，重點支持海洋工程、造船及配套的智能制造新模式。

2、考核指標(biāo)

（1）綜合指標(biāo)

產(chǎn)品研制周期縮短20%，生產(chǎn)效率提高30%，運(yùn)營成本降低20%，產(chǎn)品不良品率達(dá)到5%，能源利用率提高12%。

（2）技術(shù)指標(biāo)

產(chǎn)品設(shè)計采用三維CAD設(shè)計技術(shù)，并與CAE、CAPP、CAM有機(jī)集成，建設(shè)完整的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（PDM）；在各關(guān)鍵工序設(shè)備數(shù)控化率80%以上。建立車間級的工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)信息互聯(lián)互通和有效集成。建立生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)，并與車間制造執(zhí)行系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)集成和分析；配置數(shù)字化在線檢測和成品檢測設(shè)備，監(jiān)測數(shù)據(jù)自動上傳，建立產(chǎn)品質(zhì)量追溯系統(tǒng)；建設(shè)智能物流系統(tǒng)；建立車間制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、企業(yè)資源計劃管理系統(tǒng)（ERP），實現(xiàn)計劃、排產(chǎn)、生產(chǎn)、檢驗的全過程閉環(huán)管理，并實現(xiàn)ICS、MES和ERP的無縫信息集成；采用大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)，進(jìn)行智能制造新模式的經(jīng)營、管理、決策的優(yōu)化。

（3）知識產(chǎn)權(quán)

關(guān)鍵工藝裝備及軟件系統(tǒng)如焊接機(jī)器人、柔性自動化焊接系統(tǒng)、柔性裝配在線檢測和自動劃線技術(shù)與裝備、自動化開坡口裝備、端部反面自動焊接裝備、車間智能物流管控系統(tǒng)、生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)等形成自主知識產(chǎn)權(quán)。

形成專利、軟件著作權(quán)、標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范15項以上。

3、安全可控的智能制造手段 材料檢測及標(biāo)識智能單元、智能化加工流水線、智能成型工藝及裝備、智能化裝焊流水線

（五）先進(jìn)軌道交通裝備智能制造新模式

1、實施內(nèi)容

支持基于機(jī)車車輛、信號系統(tǒng)、工程養(yǎng)護(hù)裝備及其關(guān)鍵零部件等智能制造新模式，實現(xiàn)先進(jìn)軌道交通裝備產(chǎn)品研發(fā)、制造、物流、質(zhì)量控制全流程的智能化。

2、考核指標(biāo) 1）1）綜合指標(biāo)

運(yùn)營成本降低20%，產(chǎn)品研制周期縮短50%，生產(chǎn)效率提高30%，能源利用率提高5%。

2）技術(shù)指標(biāo)

產(chǎn)品設(shè)計的數(shù)字化率達(dá)到90%以上、制造過程的數(shù)控化率達(dá)到80%以上、形成完善的設(shè)計與生產(chǎn)的數(shù)據(jù)平臺、實現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)在線監(jiān)控與測量、建立具有行業(yè)及企業(yè)特點的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、構(gòu)建ICS/MES/ERP等系統(tǒng)并高效無縫集成，實現(xiàn)產(chǎn)品研發(fā)、工藝設(shè)計、仿真驗證、制造執(zhí)行的數(shù)字化；采用傳感器、測控設(shè)備、數(shù)控加工設(shè)備、增材制造、機(jī)器人等智能裝備，實現(xiàn)制造過程的自動化和網(wǎng)絡(luò)化、物流采集信息化、物料傳送自動化。

3）專利、軟件著作權(quán)、標(biāo)準(zhǔn)（技術(shù)規(guī)范）

形成5-10項軌道交通智能制造新模式標(biāo)準(zhǔn)/行業(yè)、國家、國際標(biāo)準(zhǔn)草案。申請3-5項專利、登記10-15項軟件著作權(quán)。

3、安全可控的智能制造手段

上下料機(jī)械手，焊接機(jī)器人，噴涂機(jī)器人，激光焊接與切割設(shè)備，增材制造裝備，智能物流裝備，自動檢測設(shè)備，智能傳感器，工業(yè)信息安全防護(hù)裝備。

（六）節(jié)能與新能源汽車智能制造新模式

1、實施內(nèi)容

支持以用戶訂單為基礎(chǔ)的柔性化生產(chǎn)體系和多種車型的任意順序的混流智能化生產(chǎn)，打造高效協(xié)同的汽車制造供應(yīng)體系，大幅提升新能源汽車智能制造水平。

2、考核指標(biāo)

1）1）綜合指標(biāo)

生產(chǎn)效率提升20%以上，資源綜合利用率提升20%，產(chǎn)品不良品率降低20%，產(chǎn)品研制周期縮短20%，運(yùn)營成本降低20%。

2）2）技術(shù)指標(biāo)

節(jié)能與新能源汽車智能制造新模式：生產(chǎn)節(jié)拍實現(xiàn)每小時60臺；實現(xiàn)任意車身產(chǎn)品平臺、各種車型的柔性生產(chǎn)；生產(chǎn)線工序間實現(xiàn)自動輸送，傳輸時間5～6秒；產(chǎn)品個性化配置率達(dá)到10%；可遠(yuǎn)程升級的汽車電子控制單元（ECU）比例達(dá)到10%。

新能源汽車電池智能制造新模式：單工位生產(chǎn)節(jié)拍每分鐘60件以上；整線直通率>97%；合格率>99.5%；稼動率>95%。面向多規(guī)格的生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)，實現(xiàn)供應(yīng)、外協(xié)、物流的管理和優(yōu)化。

3）專利、軟件著作權(quán)、標(biāo)準(zhǔn)（技術(shù)規(guī)范）

專利10項以上（發(fā)明2項以上），軟件著作權(quán)10項，企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（技術(shù)規(guī)范）4項。

3、安全可控的智能制造手段 伺服點焊焊接機(jī)器人、弧焊機(jī)器人、搬運(yùn)機(jī)器人；機(jī)器人智能視覺識別系統(tǒng)；機(jī)器人智能協(xié)同系統(tǒng)；基于工業(yè)總線技術(shù)的可編程控制系統(tǒng)；智能切換定位裝置；閉環(huán)伺服位置傳感裝置；數(shù)字智能裝配設(shè)備、智能生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、基于工業(yè)總線技術(shù)的可編程控制系統(tǒng)、在線產(chǎn)品質(zhì)量檢查系統(tǒng)、智能自動化物流傳輸系統(tǒng)等。

（七）電力裝備智能制造新模式

1、實施內(nèi)容

支持建設(shè)發(fā)電設(shè)備核心零部件及智能電網(wǎng)中低壓配電設(shè)備和用戶端設(shè)備智能制造制造新模式。

2、考核指標(biāo) 1）綜合指標(biāo)

運(yùn)營成本降低20%，產(chǎn)品研制周期縮短20%，生產(chǎn)效率提高20%，產(chǎn)品不良品率降低10%，能源利用率提高4%。

3）2）技術(shù)指標(biāo)

建立產(chǎn)品模型、制造模型、管理模型、質(zhì)量模型等數(shù)字模型，優(yōu)化配置互聯(lián)互通的產(chǎn)品全生命周期管理系統(tǒng)（PLM）、企業(yè)資源計劃管理系統(tǒng)（ERP）和車間制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）。實現(xiàn)基于模型的產(chǎn)品設(shè)計數(shù)字化、企業(yè)管理信息化和制造執(zhí)行敏捷化，形成企業(yè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺，產(chǎn)品設(shè)計的數(shù)字化率達(dá)到100%。建立生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)和車間級工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)，充分采集制造進(jìn)度、現(xiàn)場操作、質(zhì)量檢驗、設(shè)備狀態(tài)等生產(chǎn)現(xiàn)場信息，并與車間MES實現(xiàn)數(shù)據(jù)集成。建立自動化智能化的加工、裝配、檢驗、物流等系統(tǒng)，并通過工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)互聯(lián)和集成，關(guān)鍵加工工序數(shù)控化率達(dá)到80%。

4）3）專利、軟件著作權(quán)、標(biāo)準(zhǔn)（技術(shù)規(guī)范）專利3項以上（發(fā)明專利1項以上），軟件著作權(quán)10項、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（技術(shù)規(guī)范）4項，安全可控裝備（裝置）形成自主知識產(chǎn)權(quán)。

3、安全可控的智能制造手段

智能化加工流水線、機(jī)器人、智能檢測裝置、精益電子看板、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、產(chǎn)品全生命周期管理系統(tǒng)（PLM）。

（八）新材料智能制造新模式

1、實施內(nèi)容

針對我國能源、環(huán)境、柔性電子、航空航天、國防裝備等高科技領(lǐng)域?qū)κ?、碳纖維的迫切需求，以石墨烯結(jié)構(gòu)與功能多樣化和可控化為目標(biāo)，支持石墨烯智能制造成套裝備；支持年產(chǎn)1000噸的T700級碳纖維材料智能制造新模式，實現(xiàn)在生產(chǎn)執(zhí)行管理、先進(jìn)過程控制與優(yōu)化、物流與質(zhì)量追溯等方面的智能化，形成具有知識產(chǎn)權(quán)的裝備與技術(shù)。

2、考核指標(biāo) 1）綜合指標(biāo)

石墨烯：實現(xiàn)石墨烯粉體材料規(guī)模化清潔生產(chǎn)，石墨烯膜片材料穩(wěn)定化批量生產(chǎn)，在異質(zhì)結(jié)太陽能電池、選擇性滲透膜以及穿戴顯示器件上開展石墨烯應(yīng)用示范。

碳纖維：生產(chǎn)效率提高30%，產(chǎn)品不良品率降低20%，運(yùn)營成本降低20%，能源綜合利用率提高25%。

2）技術(shù)指標(biāo)

石墨烯：建立多級（多維多尺度）隨機(jī)模型結(jié)構(gòu)設(shè)計系統(tǒng)；建立智能制造裝備組件耦聯(lián)與參數(shù)逐級優(yōu)化系統(tǒng)，通過 元素、電場、缺陷、應(yīng)變等手段對材料物性原位實時調(diào)控。實現(xiàn)高質(zhì)量石墨烯規(guī)?；统杀局苽渑c功能調(diào)制技術(shù)的突破；實現(xiàn)石墨烯粉體材料層數(shù)和尺寸控制、可控表面改性和功能化的規(guī)模化制備；實現(xiàn)單層石墨烯薄膜的大面積連續(xù)制備和無損低成本轉(zhuǎn)移技術(shù)，單晶尺寸、導(dǎo)電性和透光度可控。薄膜室溫體電荷遷移率>104 cm2/(V·s)，面電阻達(dá)50 Ω/sq（可見光透過率>90%）；缺陷密度在103~1012/cm2之間可控。粉體比表面積>2600m2/g。年產(chǎn)能達(dá)20萬平方米（薄膜）/500噸（粉體）。異質(zhì)結(jié)太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率>20%，選擇性滲透膜的脫鹽率>95%，柔性應(yīng)變傳感器的靈敏系數(shù)>105。

碳纖維：關(guān)鍵設(shè)備數(shù)控化率超過80%，關(guān)鍵智能部件國產(chǎn)化率達(dá)到85%；實現(xiàn)全系統(tǒng)的傳動比控制等高精度運(yùn)動控制和針對時變、非線性、大時滯等工藝對象的先進(jìn)控制；建立企業(yè)內(nèi)部智能物流系統(tǒng)和產(chǎn)品追溯系統(tǒng)；建立橫跨化工、紡織、新材料多個領(lǐng)域的、行業(yè)特點鮮明的MES系統(tǒng)。

3）專利、論著、標(biāo)準(zhǔn)（技術(shù)規(guī)范）

形成石墨烯國家/行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1項，發(fā)明專利6項，論著15篇。形成碳纖維及復(fù)合材料國家/行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)3項，發(fā)明專利2項，軟件著作權(quán)3項

3、安全可控的智能制造手段 DCS系統(tǒng)，專用控制系統(tǒng)，運(yùn)動控制系統(tǒng)，智能檢測設(shè)備，基于條形碼的物流裝置，先進(jìn)控制軟件，MES管理系統(tǒng)等。

（九）農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備智能制造新模式

1、實施內(nèi)容

支持基于大中型拖拉機(jī)、收獲機(jī)械、大型農(nóng)機(jī)具及關(guān)鍵零部件智能制造新模式，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備產(chǎn)品設(shè)計、加工、檢測、裝配的全流程智能化。

2、考核指標(biāo) 1）綜合指標(biāo)

生產(chǎn)效率提高50%，產(chǎn)品不良品率降低10%，能源利用率提高40%，運(yùn)營成本降低20%，產(chǎn)品研制周期降低20%。

2）技術(shù)指標(biāo)

產(chǎn)品設(shè)計的數(shù)字化率達(dá)到80%以上、制造過程的數(shù)控化率達(dá)到80%以上、形成完善的設(shè)計與生產(chǎn)的數(shù)據(jù)平臺、實現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)在線監(jiān)控與測量、建立具有行業(yè)及企業(yè)特點的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。實現(xiàn)農(nóng)機(jī)企業(yè)的設(shè)計、生產(chǎn)和控制與ERP、MES的智能整合。通過RFID和光感倉儲和物流設(shè)備實現(xiàn)生產(chǎn)和物流的一體化。

3）專利、軟件著作權(quán)、標(biāo)準(zhǔn)（技術(shù)規(guī)范）

形成3-5項農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備智能制造新模式標(biāo)準(zhǔn)/行業(yè)、國家、國際標(biāo)準(zhǔn)草案。申請2-3項專利、登記5-8項軟件著 14 作權(quán)。

3、安全可控的智能制造手段

自動柔性生產(chǎn)線，高檔數(shù)控機(jī)械加工系統(tǒng)，現(xiàn)代化涂裝生產(chǎn)線，智能化物流系統(tǒng)，焊接機(jī)器人系統(tǒng)及專用智能工裝夾具，MES／ERP管理系統(tǒng)，自動引導(dǎo)小車，數(shù)字化測量檢驗設(shè)備等。