流程制造型工業企業智能制造探析

浙江中控技術股份有限公司 江泓

一、流程型智能制造模式

（一）構建信息化和工業化融合的數據集成系統

流程制造型企業智能制造建設需要：實時數據采集層次，制造設備設施操作層，制造執行層，業務流程管理層，業務數據分析應用層，整體上分為五個層次：一是“實時數據采集層”，通過傳感器（溫度、濕度、震動），液位儀，流量計等，連接分散控制系統DCS、可編程邏輯控制器PLC等控制裝置，通過在線儀器儀表數據采集，監測制造設備運行、并通過在線平臺上傳采集數據。二是制造設備設施操作層，根據生產工藝配方結合日、周、月的排產計劃，由現場工程師和操作人員按照配方管理系統，生產制造工藝流程管理系統進行現場操作保障按質按量完成排產計劃。三是制造執行層，是對下下達管控指令，監控相關運行數據，對上上傳相關運行數據，接收相關管理系統指令，起著承上啟下，上傳下達的重要作用，包括能源管理，設備管理，安全和環保監測系統（SIS），生計調系統、實驗室檢測管理和質量管理系統(LIMS)、生產來料評價系統等，虛擬現實模擬系統，并生成制造數據庫，將制造運行目標轉換成操作指令。四是業務流程管理層，以業務流程審批系統（IOA）和企業資源計劃管理（ERP）為管理主線，結合倉儲物流管理系統（WMS），人力資源管理系統（HRS），主要通過業務流程集成管理對企業的經營全過程進行平臺一體化管理，使企業資源利用最優化。五是業務數據分析應用層，以業務智能分析系統（BI）為基礎，建立多維度的（包括決策、業務、運行、執行、操作）需求的數據分析系統，通過系統數據分析，不斷糾錯，實現管理最優。

（二）建立管控中心，實現系統集成

流程型制造企業在完成產成品時生產工藝過程是連續進行的。為此，建立統一集中的制造管控中心非常必要，應具有在線設備管理、安環管理、生產工藝管控、生計調管理、質量管理、能源管理，質量管理等同制造相關的管理職能，通過系統集成把生產運行全流程優化、安環監測、先進控制（APC）、在線監控等系統集成，為智能制造提供保障。

（三）多系統集成，實現數據一體化應用

流程型制造企業要保障生產正常運行，需要多系統集成，數據一體化平臺應用，使工作效率和工作質量大幅度提升，通過智能制造多系統集成，實現了制造管控中心與生產現場設備設施操作人員及時互通。當傳感器（溫度、濕度、震動），液位儀，流量計等，連接分散控制系統DCS、可編程邏輯控制器PLC等控制裝置監控系統發現生產數據信息異常，可以按照異常等級進行自動報警，現場工程師和操作人員可以及時處理這些異常信息，同時這些異常信息通過系統反饋到制造管控中心，如果現場工程師和操作人員無法處理，管控中心可以根據專家系統或者歷史數據對比運行參數、設備信息等數據作出研判，給出解決方案，并及時向現場發出指令，解決問題，如果出現危急情況，可以通知現場人員采取應急預案系統處理（SIS），通過制造數據一體化應用，能夠大幅提高流程制造型企業的生產操作效率，保障按質按量完成生產排產計劃，因數據都是現場自動采集的實時數據，可以實現現場平穩生產，通過智能控制使綜合效益比人工操作得到大大提高。

（四）生產物料收發一體化和產成品收發一體化，實現智能化的立體化倉庫收發運作

流程型制造企業的物料因為運輸方式的不同，主要分為液體物料和固體物料，液體物料主要配合存儲罐區物料管理收發，固體物料主要是固定倉庫管理，同時也要區分物料危化品管理的分區，例如各種危化有毒腐蝕性液體原料化學品等收發必須嚴格按照安全環保生產規章制度執行，應用智能制造管理，減少了人為接觸，安全性和環保得到了智能自動化管理保障，因此，建立生產物料收發液體化非常必要，同時，建立向上游供應商的智能化收發和結算等系統，使物料倉庫收發供應商物料、效率顯著提升，可以大大提升上游供應商的滿意度，也使向生產線發料送料的效率顯著提升，可以顯著提升生產效率和質量。

流程制造型企業產成品也可以分為液體產品和固體產品，應該建立同下游銷售業務聯網的智能化發貨和結算等系統，產成品出廠發貨應該實現運輸車牌自動識別，自動稱重，流量遠程控制和罐區自動灌裝裝卸，到貨自動結算等，可以大大提高了倉儲發貨結算效率。

（五）建設網絡化、生態化管控模式，實現企業效益和社會效益融合的高效管理模式

流程型制造企業通過建立實時數據采集層次，制造設備設施操作層，制造執行層，業務流程管理層，業務數據分析應用層，這五個層次的高級目標是為了實現企業網絡化和生態化管控，提升對各項企業管理指標的預測，以及分析與輔助決策能力。通過流程化、網絡化的管理模式，努力達到生態化管控模式，實現企業效益和社會效益的高效融合運行。

二、流程型企業智能制造的建設步驟

（一）明確需求，做好規劃

流程型企業智能制造規劃設計是首要階段，規劃設計的好壞，直接影響流程型企業智能制造建設的水平，主要有5個階段的規劃設計需求，由低到高，分別為初始階段、單元級階段，流程級階段、網絡級階段，生態級階段，初始級階段和單元級階段就要適合性考慮，流程級、網絡級、生態級階段的智能制造需求，從行業和企業層面進行研究，智能制造具有行業性特點，同時也具有企業特點，根據企業5個不同階段的發展水平，規劃個性化的智能制造系統很有必要，主要有硬件設備設施智能自動化生產制造設計和規劃，各級人員的崗位設計規劃、產品設計工藝技術規劃設計等方面，依托設備設施等裝備制造行業，融合設備管理，能源管理、生產管理、安全管理、環保管理，財務管理、經營管理、業務流程管理、數據分析管理等信息化適合技術，規劃設計好每個階段實現整個流程型生產企業智能制造非常重要。

（二）數據導向，為企業戰略服務

智能制造是企業戰略實現的重要措施、步驟、手段和方法，數據集成、分析、運用是關鍵環節。為此，企業需要建立主（大）數據中心，智能制造的實施會產生大量的實時數據和歷史數據，這些數據如果不進行數據中心的系統集成、分析、運用，就無法實現真正意義上的智能制造，在自動化數據采集設備、信息采集設備、數據存儲設備、光纖網絡等基礎硬件設備設施規劃設計時要保證，先進和適宜相結合的理念，在規劃設計自動化軟件系統和信息化軟件系統的開放融合性一定要作為首要考慮條件，例如選擇有OPC協議的設備等。

（三）信息化和工業化密切融合，實現智能制造不斷升級

智能制造升級分為5個階段的實施運用，在初始級階段建立奠定良好基礎，單元級階段升級哪些智能制造系統，流程級階段如何建立好業務管理平臺，網絡級階段如何建立物聯網、工業互聯網，智能終端、大數據等網絡運用，生態階段如何建立縱向上下游資源生態管控，橫向相關企業生態多贏協同，通過不斷的智能制造升級使企業在激烈的市場競爭中得到不斷的發展和強大。

（四）建立業務流程管理系統（BPMS），適時業務流程優化重組（BPR）

業務流程管理系統（BPMS）為實現業務流程和組織優化提供了條件，建立業務流程管理系統，使業務流程都在系統條件下進行，每個業務流程完成的效率一目了然，同時為組織架構優化提供了條件，使組織結構扁平化有了基礎，在智能制造方面業務流程優化可以通過系統融合建設，利用系統數據，分析數據，對標先進，形成有數據支撐的決策，可以大大減少減少人員干預，讓數據為智能制造服務，實現智能優化生產，最終實現全程智能制造運作。

三、在流程型制造企業智能制造推廣探析

（一）加快行業企業先進對標，形成智能制造標準化之路

有句老話說“領先企業做標準”，實施智能制造標準化是加快推廣智能制造的重要方法，應該積極組織行業領先企業制定行業智能制造的標準化，從而帶動一個行業的健康發展。通過邀請近年來國家級智能制造新模式、智能制造試點示范企業、利用這些企業實施經驗制定智能制造相關標準，組織并推廣他們智能制造經驗，鼓勵他們同國際先進企業管理和技術指標對標，找出差距，縮短差距，鼓勵國內同行業企業同這些先進企業對標優化，成為行業強者。

（二）利用制度優勢，強強合作，突破關鍵核心技術

社會主義制度優勢是中國的特色，智能制造行業和跨行業合作是大勢所趨，通過國家組織，我們國家在智能制造的減速機、伺服電機、傳感器、芯片技術、服務器、工業互聯網等關鍵核心技術和零部件方面已經有了較大發展，但是，我們國家在高端減速機、高端伺服電機、高端傳感器、高端芯片技術、高端服務器、航空發動機技術、航空電子設備，同美國、日本、歐美等國家還存在一定差距，這些技術用金錢是無法買回和得到的，必須立足于自力更生，自主研發，國家應集中專家人才，科研機構、知名高校、行業先進重點企業等資源，重點突破制約我國智能制造發展的技術瓶頸，科研攻關非常必要。同時，建立互聯網+智能制造重點城市，依托上海、北京、深圳、杭州、沈陽、廣州、天津、武漢、南京、西安、成都、重慶、鄭州、蘇州、無錫、大連、廈門、青島、合肥等智能制造重點城市，加快國家級智能制造創新中心建設，組織科研重點攻關，推進科研成果轉化進程。

（三）總結經驗，向行業推廣

中國各級政府已經推廣多年智能制造新模式，智能制造試點示范，建議各級政府要在總結經驗的基礎上，把智能制造向生態智能制造方向發展，繼續組織搜集智能制造試點示范項目的進展和成效，在行業中交流推廣，行業骨干智能制造企業經驗推廣會等，對于落后企業應限期整改完成落后產能，否則就關停并轉淘汰出局。

智能制造是中國強國復興的必經之路，是制造強國的組成部分，國家應該鼓勵各個相關行業企業的智能制造經驗借鑒，先進指標對標分析，應充分考慮到智能制造的國家和行業需求等實際需要，通過中國智造的不斷發展，中國全面成為世界級的制造強國目標一定能夠實現。