工业4.0精益生产制造解决方案
试论工业4.0下的精益生产线构想
- 65 -工 业 技 术１ 工业４．０对企业的相对影响在20世纪末期，工业界已经完成3次工业革命，工业也从蒸汽机时代迈入电气化时代，最终完成电子信息技术的改革，因此为有效应对21世纪工业企业的今后发展，德国便提出工业4.0的理念，为第四次工业革命提供理论基础，加强赛博-物理系统的应用。
精益是生产线的主要思想，在科学技术不断发展中，生产线的硬件设备以及技术手段也在不断地更新换代，在提高生产线的效率时，也出现很多问题，其中设备应用程度不高，为其中最为主要的情况，在生产线中，由于生产线设计的不合理或者管理技术的原因，使设备应该具有的优势，没有被完全发挥。
生产线的设计需要以精益化作为重点，网络化、数字化等都是为精益化所服务，因此粗略的使用，并不会发挥技术的应有效果。
２ 工业４．０的实施方法２．１ 借助网络化实现价值链的集成如今，在市场竞争日益激烈的情况下，工业企业也需要在各方面提高自身的水平，达到提高自身竞争力的目的，目前，工业企业的供应链关系较为单一，全面的大型企业逐渐瓦解，最后逐渐形成，具有核心竞争力的企业群。
供应链的发展方向为最优价值链，并且对于新入企业群的企业来说，可以降低企业的生产成本，提供质量更高的产品，为购买者提供更为优质的服务。
而且，如今网络化的发展，更是为价值链的横向集成提供发展基础，网络化的发展，可以发现更具有竞争力的企业。
网络化的实施可以帮助企业加强设计、工艺等各方面的信息的流通，最终达到制成协同设计以及制造的作用，网络化可以加强采购环节以及物流环节的个性化，达到缩短产品的交付周期的作用，并且网络化也可以实现统一的销售以及维护，以统一的方式，降低销售以及维护所需要的成本费用。
２．２ 借助数字化实现信息贯通通过数字化加强信息贯通能力，在工业4.0理念的智慧工厂中，被数字化定义的产品，可以较为准确地被转化为实际产品，数字化定义是实现智慧工厂的基础，也是实现工业4.0建设的基础，每种产品都有着自身的生命周期，被数字化定义的产品也需要覆盖全生命周期，包括设计、服务等一系列的工作流程，实现产品的数字化定义。
制造业工业 4.0 解决方案推广方案
制造业工业 4.0 解决方案推广方案第一章引言 (3)1.1 制造业发展背景 (3)1.2 工业革命与工业 4.0 概述 (3)1.3 工业 4.0 解决方案的重要性 (3)第二章工业 4.0 技术框架 (4)2.1 物联网技术 (4)2.2 大数据分析 (4)2.3 云计算与边缘计算 (4)2.4 人工智能与机器学习 (5)第三章智能制造系统 (5)3.1 智能生产线 (5)3.2 智能工厂布局 (5)3.3 智能物流与仓储 (6)3.4 制造执行系统（MES） (6)第四章数据驱动决策 (7)4.1 数据采集与监控 (7)4.2 数据分析与挖掘 (7)4.3 预测性维护与优化 (7)4.4 数据可视化与决策支持 (8)第五章网络安全与隐私保护 (8)5.1 工业网络安全 (8)5.1.1 设备安全 (8)5.1.2 网络通信安全 (8)5.1.3 系统安全 (8)5.2 数据加密与隐私保护 (8)5.2.1 数据加密 (9)5.2.2 隐私保护 (9)5.3 安全策略与合规性 (9)5.3.1 安全策略 (9)5.3.2 合规性 (9)5.4 安全事件应急响应 (9)5.4.1 预警与监测 (9)5.4.2 应急预案 (9)5.4.3 响应与恢复 (9)5.4.4 培训与演练 (9)第六章企业管理与协同 (10)6.1 企业资源规划（ERP） (10)6.1.1 资源整合 (10)6.1.2 业务流程优化 (10)6.1.3 数据共享与协同 (10)6.2 供应链管理（SCM） (10)6.2.2 生产协同 (10)6.2.3 物流协同 (10)6.3 客户关系管理（CRM） (10)6.3.1 客户信息管理 (11)6.3.2 客户服务协同 (11)6.3.3 客户关系维护 (11)6.4 协同办公与通信 (11)6.4.1 办公自动化 (11)6.4.2 通信协作 (11)6.4.3 项目管理 (11)第七章人才培养与知识共享 (11)7.1 人才培养策略 (11)7.2 培训与认证 (12)7.3 知识管理系统 (12)7.4 跨部门协同与知识共享 (12)第八章政策与标准 (13)8.1 国家政策与法规 (13)8.2 行业标准与规范 (13)8.3 国际合作与交流 (14)8.4 政产学研用协同 (14)第九章工业 4.0 实施策略 (14)9.1 项目规划与管理 (14)9.1.1 确定项目目标与范围 (14)9.1.2 制定项目计划 (15)9.1.3 项目组织与管理 (15)9.1.4 项目监控与调整 (15)9.2 技术选型与集成 (15)9.2.1 技术调研与评估 (15)9.2.2 技术选型 (15)9.2.3 技术集成 (15)9.2.4 技术升级与更新 (15)9.3 风险评估与管理 (15)9.3.1 风险识别 (15)9.3.2 风险评估 (16)9.3.3 风险应对策略 (16)9.3.4 风险监控与调整 (16)9.4 持续改进与优化 (16)9.4.1 数据分析与挖掘 (16)9.4.2 生产流程优化 (16)9.4.3 技术创新与升级 (16)9.4.4 员工培训与素质提升 (16)第十章未来展望与挑战 (16)10.1 工业 4.0 的发展趋势 (16)10.3 国际竞争与合作 (17)10.4 持续创新与突破 (17)第一章引言1.1 制造业发展背景全球经济一体化的深入推进，制造业作为国家经济的重要支柱，其发展水平和竞争力日益成为衡量一个国家综合实力的重要指标。
工业4.0方案
工业4.0方案引言工业4.0是指通过数字化、网络化和智能化等技术手段，将传统工业生产与现代信息技术相融合，实现智能制造的一种工业变革模式。
工业4.0方案对于提高生产效率、降低成本、优化供应链等方面都有着重要意义。
本文将介绍工业4.0方案的核心概念、关键技术和应用案例，以及未来发展趋势。
工业4.0的核心概念工业4.0的核心概念包括数字化、网络化、智能化和协同化。
数字化指的是将物理实体转换为数字模型，实现对实时数据的收集和分析；网络化指的是通过互联网和物联网技术将设备、系统和人员连接起来，实现信息的共享和协同；智能化指的是利用人工智能、机器学习等技术，使设备和系统能够自动学习和优化；协同化指的是不同设备、系统和人员之间的密切合作和协同工作，实现整体生产的协调。
工业4.0的关键技术1. 物联网技术物联网技术是工业4.0的基础技术之一，它通过传感器和网络技术将各种设备和系统连接起来，实现数据的采集和传输。
物联网技术可以实现设备的远程监控和诊断，降低设备故障率，提高生产效率。
2. 人工智能技术人工智能技术可以为工业4.0提供智能化的解决方案。
通过机器学习和深度学习等技术，可以使设备和系统自动学习和优化，实现智能化的生产过程。
人工智能技术还可以用于生产调度、质量控制等环节，提高生产效率和产品质量。
3. 大数据分析技术大数据分析技术可以对工业生产中产生的大量数据进行有效分析和挖掘。
通过对生产数据的分析，可以发现潜在问题和优化机会，实现生产过程的优化。
大数据分析技术还可以帮助企业进行精准的需求预测和供应链管理，提高供应链的效率和灵活性。
4. 虚拟现实技术虚拟现实技术可以为工业生产提供全新的交互方式。
通过虚拟现实技术，操作员可以通过虚拟现实眼镜或头盔与设备进行交互，实现远程操作和培训。
虚拟现实技术还可以用于产品设计和装配过程的仿真，减少错误和改善效率。
5. 云计算技术云计算技术可以为工业4.0提供强大的计算和存储能力。
实现工业4.0 从精益生产做起
精益管理之实现工业4.0 从精益生产做起随着中国制造2025的提出，制造工厂如何实现工业4.0成为一个热点话题。
期间，不断有专家学者、行业资深人士基于制造业实际现状提出了自己的建议和看法。
其中，精益生产得到了广泛的认可。
大量的行业人士认为，实现工业4.0离不开精益生产。
当然，在了解精益之前，我们要先了解我国的工业4.0之路正处于什么阶段。
在今年11月份的中国机床工具行业发展论坛上，中航工业集团信息技术中心首席顾问宁振波先生提出自己对于我国工业4.0现状的看法，他表示，我国现在正在消化工业4.0，远远没有到消费工业4.0的阶段。
为此，他还举了一个生动的例子：工业4.0有一个评价标准，由德国科学工程院以及一些大学共同建立的。
前些年，他们评价了德国纽伦堡西门子小镇工厂，4.0是满分的话，纽伦堡的西门子工厂得分是3.5分;接着又评价了德国博世公司的汽车工业，它的得分3.4分;请了同样的团队、同样的评价标准评价了中国的华为，得分是2.7分。
前年，新华社记者随团访问纽伦堡，采访了工厂老板，问他：你们现在3.5了，什么时候能达到4.0呢?老板考虑了很长时间回答记者，十五到二十年以后。
从宁振波先生的话语中不难看出，发达国家尚且如此，我国距离实现工业4.0还有更加漫长的一段路要走。
路途虽然遥远，但是依然还是要坚持走下去，追求工业4.0的实现是走向工业强国的必经之路，完成精益生产是制造工厂转型升级的关键步骤，精益化、自动化、智慧化和智能化是实现工业4.0的四个轴心，其中，精益化是其他三化的基础，精益化伴随着企业走向工业4.0的整个进程。
当然，精益之路并不好走，拥有精益思维、积极采取精益行动更是难上加难。
1、统一精益的思想从表面上看，精益系统是帮助企业打造一个持续增强竞争力、低成本、短交期、多品种小批量的生产和运营体系。
但是实质上，精益生产的关键在人、在如何用系统的方法培养人解决问题的能力以及通过使用工具养成有科学性的思考能力。
工业4.0解决方案
工业4.0解决方案
《工业4.0解决方案》
随着科技的不断发展，工业领域也在不断迭代革新。
工业4.0
概念的提出将制造业带入了一个新的时代，通过智能化、自动化和网络化的技术手段，实现了生产方式的根本性变革。
而在工业4.0时代，如何找到解决方案，成为了制造企业面临的一
大挑战。
工业4.0解决方案是基于现代科技手段，以提高生产效率、降
低成本、提升产品质量和创新能力为目标的创新方法。
其中包括物联网技术、大数据分析、智能制造系统、数字化工厂等一系列技术和工具的应用。
这些解决方案的实施，将使企业在面对市场竞争时能够更加灵活和竞争力强大。
物联网技术的应用，能够实现设备之间的实时通信和数据共享，从而实现设备的智能化和互联互通。
大数据分析技术能够从海量数据中挖掘出有价值的信息，提高生产决策的准确性和效率。
智能制造系统则是通过数字化、虚拟化和实时化的方式，对生产流程进行智能化管理，并实现自动化生产。
数字化工厂则是通过整合生产过程中的各个环节，实现生产过程的可视化和透明化。
工业4.0解决方案不仅能够提升制造业的生产效率，还能够创
造更高的附加值。
例如，通过智能制造系统的应用，制造企业能够实现批量定制，满足消费者个性化需求；通过大数据分析技术，能够实现产品质量的提升和故障预测，降低产品召回率。
这些都将为制造企业带来更大的竞争优势。
综合来看，工业4.0解决方案将为制造企业带来巨大的发展机遇。
因此，制造企业应积极拥抱工业 4.0，实施相关解决方案，不断提升自身的竞争力和创新能力。
只有不断创新、跟上时代步伐，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。
工业4.0时代智慧工厂的“智造”之路
18│HOT POINT TRACK │热点追踪工业4.0时代智慧工厂的“智造”之路长期的工作，所以相互间构建精益的战略合作伙伴关系尤为重要。
4. 自动化自动化是智能制造中谈论得最多的，企业可以通过自主创新，将原来原材料处理的离散型加工方式进行集成，把原来独立的工序通过自动化生产线连接在一起，实行精益式的连续生产，消除了中间环节的上下料、储存和搬运，生产速度和生产效率将提高。
自动化与信息化是实现智能制造投资最大的部分。
随着技术的进步和人力成本的提高，自动化是个不可逆转的趋势。
对于不同的行业不同的企业，有的有成熟的自动化方案，有的则没有，企业需要结合自身情况来规划自动化方向。
从投资回报最大、最容易实现的部分做起，当然还要结合前面所讲的标准化和模块化，并且满足精益生产的要求。
5. 生态化企业的竞争正在从单个企业之间逐渐向供应链之间乃至生态系统之间的竞争转变。
凯文.凯利在《失控》中写道：“大企业之间的结盟大潮，尤其在信息和网络产业当中，是世界经济日益增长的共同进化的又一个侧面，与其吃掉对手或与之竞争，不如结成同盟——共生共栖……控制的未来是：伙伴关系、协同控制、人机混合控制，人类与我们的创造物一起共享控制权。
”当前工业4.0、智能制造、“互联网+”正在世界范围的制造行业内大行其道，但真正能够有效地实行者寥寥。
因为智能制造和智慧工厂，都有自己的实施条件和路径，没有捷径可走，行业不同、企业不同，道路都会不同。
对于不同的行业和不同的企业来说，由于市场需求模式不同、产品工艺不同、管理基础不同等，侧重点有所不同而已，但总能从中找出几条通往智能制造的可行之路。
简单讲来，智慧工厂的“智造”之路可参考下面几点来实施：1. 精益化精益生产，最早就是面向多品种小批量的个性化需求而设计的，其两大支柱就是“准时化”与“智能自动化”。
至今为止，精益已经演变为一种涉及营销、研发、供应链、生产、流程乃至创业的全价值链的精益管理理念和方法，带动了全球产业的转型，从制造业到服务业，她所追求的“创造价值消除浪费”的思想、方法和工具促进了生产资源的优化配置，获得质量、效率和反应速度的快速提升。
海尔集团在“工业4.0”下的精益生产
海尔集团在“工业4.0”下的精益生产在实现“工业4.0”的道路上，德国有西门子，美国有GE这样的龙头企业，各国都在努力树立竞争新时代的顶层标杆。
2013-2017年，海尔打造了8个互联工厂。
海尔开发的国家级COSMPlat集成应用示范平台，堪与美国GE Predix和德国西门子Mindsphere比肩，成为全球探索工业互联网的典型平台代表。
如今，海尔互联网工厂已经成为这一领域的标杆，实现了“工业4.0”下的精益生产。
一、企业概况及发展战略海尔集团是一家全球领先的美好生活解决方案服务商。
在互联网和物联网时代，海尔从传统制造企业转型为共创共赢的物联网生态企业，率先在全球创立物联网生态- 1 -品牌。
2017年，海尔集团实现全球营业额人民币2419亿元，全球利税总额首次突破300亿元。
目前，海尔在全球拥有10大研发中心、24个工业园、108个制造工厂、66个营销中心。
作为一家制造企业，海尔经历了5个战略发展阶段：名牌战略、多元化战略、国际化战略、全球化战略到今天的网络化战略。
在互联网和物联网时代，用户的个性化需求凸显，用户需求信息更加透明。
实施网络化战略目的在于适应网络化时代发展，践行工业4.0和中国2025制造的发展阶段。
过去4年，海尔打造了8个互联工厂，在冰箱、空调、模具、电机等生产线实现了智能制造。
2018年2月27日海尔举行新闻发布会，基于“工业互联网+智能制造”- 2 -的国家级COSMPlat集成应用示范平台正式发布，并获批成为首家国家级工业互联网示范平台，跻身全球探索工业互联网典型平台行列。
二、管理创新举措1.强大的全柔性生产，透明工厂全程可视海尔把“互联工厂”打造成了“透明工厂”，实现全流程实时互联、用户全流程可视。
每一个订单可以实时查看到的不只是物流配送过程，还有产品制造的每一个步骤，包括何时排产、何时上线、何时发货，甚至能看到产品当前在生产线上的对应位置。
除了生产信息，全球各地用户在通过PC、手机等终端下单定制时，就可以看到核心模块的供应商信息，以及安全、噪音等核心质量信息，将生产工厂全面透明化，这在全球白电行业还是首次。
工业4.0解决方案
工业4.0解决方案引言工业4.0是指通过物联网、云计算和人工智能等现代技术的应用，实现工业生产的自动化和智能化。
在传统工业生产中，由于信息孤岛的存在以及生产线上的人工操作，往往会导致效率低下、品质不稳定等问题。
而工业4.0的解决方案正是旨在解决这些问题，提高生产效率和品质，从而使企业更具竞争力。
基础设施建设在实施工业4.0解决方案之前，企业需要进行基础设施建设。
首先是建立稳定可靠的网络环境，以支持设备之间的互联和数据传输。
其次是投资先进的传感器技术和自动化设备，用于收集和处理生产过程中的数据。
此外，还需要建立数据存储和分析的基础设施，用于存储和处理从设备和传感器中收集到的大量数据。
数据采集和分析在工业4.0中，数据采集和分析是非常重要的环节。
通过传感器和设备收集到的数据可以用于实时监测和控制生产过程。
同时，通过对数据进行分析，可以发现生产过程中存在的问题，并及时采取相应的措施进行调整。
此外，数据分析还可以帮助企业预测生产需求、优化供应链管理、提高产品质量等。
自动化生产工业4.0的核心之一就是实现生产的自动化。
通过引入自动化设备和机器人技术，可以大大减少人工操作，提高生产效率和稳定性。
自动化生产不仅可以减少劳动力成本，还可以降低人为错误和事故的发生率。
同时，通过与其他设备和系统的互联，自动化生产还可以实现整个生产过程的协同和优化。
实时监控和远程操作工业4.0解决方案还可以实现实时监控和远程操作。
通过在设备上安装传感器，不仅可以实时监测设备的运行状态和性能指标，还可以远程控制设备的运行。
这使得企业能够随时监视生产过程，及时发现和解决问题。
同时，远程操作还可以实现远程维修和服务，大大降低企业的运营成本和停机时间。
个性化定制和灵活生产在传统工业生产中，往往按照大规模生产的方式进行，难以满足个性化定制的需求。
而工业4.0解决方案则可以实现灵活生产和个性化定制。
通过与客户和供应链的互联，企业可以根据客户需求进行灵活的生产调整，最大限度地满足客户的个性化需求。
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Design Team
Manufacturing Team
制造功能说明:BOM,工艺,成本架构
物料结构 -> 物料主数据
制造功能讲解：生产讯息整合介面
生产工单浏览器 ->工时记录及分录
制造功能讲解：生产类型多样化
生产工单浏览器 -> 工序类型
制造功能讲解：生产资源资料整合
轮班 资源组 资源故障、停机
智能化生产作业指标
精益化生产的核心主轴
工艺规 格标准 管理 生产计 画排程 资源分 配与状 态
• 精益生产是对整个车间制造过程的优化,而 不是单一的解决某个生产瓶颈. • 精益生产必须提供实时收集生产过程中数 设备维 数据采 护 集 计画/实际 据的功能 ,并做出相对应的分析与处理 差异分析 • 精益生产需要与计画层和控制层进行信息 交互,通过企业的连续信息流来实现企业信 人力资 过程管 源管理 理 息全集成
工业 4.0 Knowledge System
Human
Technology
Organization
• • •
自动化带来的整体 产能规划需求 计划与实际的比较 系统管理更具体偏 向机器端
SAP MES 系统 机联网 工具机的演进
• • • 大量资料时代来临 数据采集 云计算
• •
从工具机到机械臂 从少样多量到多样 少量
当前在该资源上操作的工作人员 产能占用状况
制造功能说明：资源组使用状况
产能分配状况 红色: 已分配 产能 绿色: 总产能
制造功能说明：MRPII
通过订单建议窗口创建采购及生产计划/申请
制造功能说明：MRPII-分配产能示意图
资源状态报告 蓝色: 已经派 发给生产工单 的产能 黄色: 预测占 用的产能 绿色: 销售订 单占用的产能
制造功能说明：储位管理
制造功能说明：进阶排程工具（APS）
制造功能说明：模具管理
制造功能说明：客制产品配置器
制造功能说明：车间资料采集（领料报工入库）
• • • • 考勤 反馈加工数据 收发物料 资源使用分析
制造功能说明：车间条码化作业
制造功能说明：序列号与批号管理与追踪
制造功能说明：移动终端解决方案
第一大改变:工具机的演进
分捡货
人为轻工具加工
质 检 单一制程机加
一臂搞定
质 检
分捡货
加工
第二大改变:机联网-internet everywhere
4.0 Integrated automation
工具機聯網(Internet of Machine Tools, IoMT)
[demo]
第三大改变:SAP MES –自动化的大脑
用料管 理 产品跟 踪