智能工厂规划应该如何实施

以电子制造业智能工厂的基础规划和建设为例：

Step1产品线规划：企业首先应对自身产品市场进行调研、分析，划分产品大类，确定智能制造的产品线

Step2产品制造工艺流程梳理：在确定符合市场要求的智能制造产品之后，须由专业生产工艺人员进行产品制造工艺流程的梳理

Step3车间管理优化：智能制造绝不仅仅是机器智造，它实际是人、机、物的高效协同，车间管理优化是一项很重要的前提工作

Step4信息管理框架和系统建设：通过科远智慧iMIS智能制造信息管理系统，覆盖供应链SCM、生产制造MES、销售管理CRM、研发管理PLM及人资、OA等，打通各信息系统之间的数据壁垒，构建企业一体化信息化系统。

Step5建设车间级CPS系统：顶层的信息管理系统固然关键，但人机共融的媒介——信息物理系统（CPS）亦非常重要，它被认为是智能制造的核心支撑技术。

Step6效果评估：在以上各方面建设的基础上，车间通过网络及软件管理系统把数控自动化设备，实现互联互通，达到感知状态，实时数据分析，从而实现自动决策和精确执行命令的经营管理境界。

Step7智能工厂拓展-工厂环境的智能化管控-供应链管理升级-工厂级智能化物流系统建设

智能制造是数字化工厂的核心大脑

方案目录

强国战略规划：远超制造本身

数字化工厂产品应用架构

提供从感知、执行终端，到物联网接入网络，再到上层应用一体化的整体生产解决方案。

纵向集成： 研发、设计、生产、制造、运营、管理、服务等所有的环节集成；

横向集成： 一级供应商、二级供应商，以及销售商信息的无缝对接。企业之间通过价值链以及信息网络所实现的一种资源整合，为实现各企业间的无缝合作，提供实时产品与服务，推动企业间研产供销、经营管理与生产控制、业务与财务全流程的无缝衔接和综合集成，实现产品开发、生产制造、经营管理等在不同的企业间的信息共享和业务协同。

端到端集成： 一个新理念，是围绕产品全生命周期的价值链创造，通过价值链上不同企业资源的整合，实现从产品设计、生产制造、物流配送、使用维护的产品全生命周期的管理和服务，它以产品价值链创造集成供应商（一级、二级、三级……）、制造商（研发、设计、加工、配送）、分销商（一级、二级、三级……）以及客户信息流、物流和资金流，在为客户提供更有价值的产品和服务的同时，重构产业链各环节的价值体系。

数字化工厂解决方案

如何通过“智慧制造管理”创造极致的用户体验，金蝶的理解

1：以连接接触前端用户需求，通过连接实现用户需求的有效传导

2：数字化工厂通过多工厂计划实现工厂间的生产任务协同，同时，通过供应商协同，实现采购业务的高效协同；通过智慧排程，实现车间的动态排程与调整；通过车间现场与智慧终端、看板等设备的完美结合，实现贯穿供应，生产，渠道，服务，财务等各个管理服务的支撑

3：通过各经营与管理服务利用企业个体大数据，与互联网，政府公开大数据，行业数据等结合，通过大数据分析和预测，再反馈与前端提供智慧的服务。

数字化工厂 - 先数字化再智能化

制造领域产品蓝图

人与系统的连接

顶层业务管理和车间级控制集成实现大批量->小批次->定制化“1”的制造

系统与设备的连接

数字化工厂的车间布局的趋势

全过程的质量追溯管理

质量管理涵盖了企业质量管理的核心基础业务，并与采购、生产、车间、库存等业务紧密衔接，有效支撑供应链、生产制造业务，构成了面向供应链、制造企业的全流程的质量管理框架。

提供全方位多层次多组织质量追溯，可追溯到产品销售给哪些客户、由哪个部门生产、用了哪些原材料、原材料是由谁（供应商、组织、客户）提供、现有库存多少等，一旦出现质量问题，能够帮助企业快速定位是哪个环节出现质量问题，会造成多少损失，为售后及质量索赔提供依据。

质量追溯：生产数据的采集（投料、工序信息），在质量追溯时可自动根据产成品追溯原料及加工情况，清晰界定分析质量问题

打造城市中高逼格的数字化工厂

数字化工厂：

1、客户个性化订货，交互式设计；（未来）

2、生产车间根据APS编制的有限产能计划生产。生产计划下达时，通过看板自动显示生产线需要的物料进行配送。

3、库房根据车间计划进行立体仓库拣货，根据现场的实际完成进度拉式AGV配送。

4、物料加工过程中，老化室自动采集生产数据进行汇报。

5、生产管理人员通过现场看板或生产线边的智慧终端，对设备与加工过程进行管理。

6、生产进度通过车间生产看板来显示当前的生产情况与加工异常情况

7、云信息发布产能、生产加工能力等信息，自动评价。（未来）

其目的就是为了让无线能为工厂的各种环境提供高性能的无线网络，满足智能制造时代智能设备和生产、仓储的场景的无缝连接。

01

2021年环球将创造 历史 最好记录

赵总谈到当前行业以及环球的生产和销售形势，2020年几乎大部分人都没有预想到纺织行业的复苏速度，国庆节开始，订单出现了一个爆发式的增长，这种局面一直延续到2021年的年初。 到目前为止，环球的订单量已经超过了 历史 上最好年度的销售记录。或者说，环球创造了自己 历史 上的一个最好记录。

环球目前的主要矛盾是生产和销售的矛盾，赵总说“本来产能是没有问题的，但是第三季度，受疫情影响，配套厂家以及铸造厂家短期内压缩产能，叠加疫情造成的物流限制，以及受环保治理影响造成一些铸造件的配套厂家限产，造成环球有一些原材料供应紧张。第四季度末，特别是有色金属的价格等大宗商品的价格上涨，对环球的生产造成了非常大的冲击，比较被动，但是从环球的经营理念出发，公司的核心价值理念是“以客户为中心”，不管是遇到什么样的困难，我们绝不允许因我们的交货影响了任何一个客户的生产经营。因为现在不只是我们的订单增长，最重要是客户--纺纱厂的订单也非常饱满。 ”为此，环球还开启了一个新的生产会战活动，目的是要确保高质量按时交货。

赵总认为在全球疫情爆发下，中国纺织在2020年整体上来讲还是在增长，在中美贸易摩擦情况下，中国纺织出口尤其在抗疫物资方面增长尤为明显，这也是中国纺织自身强大实力的一种表现。 中国纺织拥有强大的产业链，具有完整的配套和快速反应的能力。赵总明显感觉到，2020年有一些落后产能被淘汰了。据中国棉纺织行业协会的统计数据显示，全国纱锭总量在减少，但是纱线产量还是在增加的。全球疫情下，整个行业的订单增长了，这给了中国纺织一个非常好的转型升级的机会。

02

“智能化”是行业发展大趋势

赵总认为从目前环球接到的订单情况来看，现在在手的订单，下游企业增加的设备基本上都是“ 数字化工厂”或者“ 智能化工厂”的发展思路。 一个非常明显的情况，新上的项目绝大多数都是全自动的，其中粗细联的增长较为明显。 企业现在建设的目标就是要达到一个 “数字化工厂”或者是 “智能化工厂”的标准。2020年环球在全自动落纱粗纱机和粗细联的销售比例就已经超过了普通粗纱机的销售。2019年这两者差不多是各占一半，到2020年是分别占60%和40%的状况，预计2021年，全自动和普通粗纱机订单的比例分别为70%和30%。

另外一个趋势也非常明显，企业的设备技术改造力度加大。 比如一些有实力的知名企业从2020年下半年开始陆续和环球签订了几个大订单，他们非常明显地加大了技术改造的力度，要打造数字化工厂，全部采用全自动落纱粗纱机、粗细联、全流程包装线等。环球目前在国内的知名大企业中拥有90%的市场占有率。

为贯彻 “以客户为中心” 的核心理念，环球不建议客户采用以前的粗纱机改造方式了，这种改造方式，容易出现重复投资。比如说，好多厂在改造完了以后，发现又要改成全自动的，又要改成粗细联，这个投入就会造成重复投资。对企业来说，还不如一步到位。比如，从2019年、2020年开始技术改造的部分知名企业就是一步到位，直接把整个车间一次性改成全自动落纱粗纱机和粗细联，甚至包括湖北的一些规模不大的企业，直接淘汰铁炮机或者电脑机改成全自动粗纱机。

智能化、全自动项目和技术改造是环球目前主推的方向，这两点让环球在2021年，甚至是未来的“十四五”，有一个非常好的市场支撑。 目前环球的订单中新上项目占的比例比较大，但是赵总认为到2021年的下半年以后，技改的速度还要加快。因为现在国内至少还有9500万纱锭，接近一个亿的纱锭需要改造。

无疑这对环球的生产供应体系是一个考验，但是赵总对环球的快速反应能力很有自信，因为他认为环球人特别能吃苦、特别能战斗、特别能奉献的精神以及独具环球特色的高度模块化的生产管控体系，可以满足快速增长的市场需求。

03

打造“环球智能工厂”

是环球未来的发展目标

针对当前形势，环球的对策一直是在路上，环球有很好的产品储备，环球的自动打包包装线从2015年开始，到现在已经有5年时间了。2020年环球的全流程自动打包系统在新型纺纱、短流程纺纱方面取得了非常好的业绩，这一块，销售了几十条线。

环球全流程自动打包系统在涡流纺、气流纺、喷气纺中的应用表现亮眼。 如世祥、京奕、普路通、宜宾雅士德等，这几个国内大型涡流纺企业，现在全部选用了环球的自动打包系统，并且是全自动、全流程的。据赵总说，环球的全自动打包系统在短流程纺纱系统中已经成了一种标配，比如说纺纱厂在选型时清梳联会选用特吕、并条选择特吕或者立达、涡流纺用村田，自动打包用环球的包装线。

赵总说这两年短流程纺纱，尤其涡流纺市场增长很快，这个对环球是一个非常大的支撑， 另外，作为数字化工厂或者智能化工厂，棉纺企业现在缺口最大的还是全流程智能物流包装线。 环球判断在2021年或者未来几年，全流程还会有一个爆发式增长。

这些年环球打造了“环球智物流”，就是智能物流装备，从配棉开始，AGV小车和智能立库，然后到产成品的包装完成以后自动入库、自动出库，覆盖了从纺纱原材料进来到半成品到最后的纱线成品出厂的全流程。在多个知名企业已经有多条智能物流线全部贯通，使用智能物流线，节约用工、提高效率，可以真正地实现数字化管理。

值得一提的是，原料进入自动化系统，原料库和成品库的数据可以直接导入整个ERP系统，或者叫智能工厂管理系统。 这样可以避免人为的一些错误，数据是自动扫码、自动出入的。环球在2020年下半年明确提出了打造“环球智能工厂”是“十四五”要做的事，因为现在是数字化 社会 ，但是大量的机械厂自身的智能化水平还是有很大的短板，环球立足于这一点， 管阳春董事长提出《数字化转型升级两年行动计划》，要打造自己的数字化工厂，也叫“环球智能工厂”， 到2021年4月28号，环球创建55周年，环球要把数字化工厂完成60~70%，作为厂庆的一个献礼，到2022年基本完成。除了提升环球的数字化和智能化管理水平，提高企业核心竞争力以外，也希望这些装备能够服务于其他的离散型纺织机械制造企业，因为这些企业还是中小企业，这种离散制造的智能工厂，它需要一套成熟的经验。凭借环球对纺织机械的了解，希望为更多的纺纱企业甚至是织布企业提供智能化、数字化系统，比如说魏桥的整经机自动上纱系统就是环球的，有视觉管理系统，该系统大大降低了劳动用工、提高了生产效率。魏桥的智能化工厂有很多环球元素在里面。 为客户，以及为自己打造数字化工厂和智能工厂，这就是环球现在和未来要做的事。

数字化和智能化现在已经不是风口了，而是一种大势，任何一个企业都不能违背这种趋势， 环球要做的就是拥抱这种趋势，实现自我突破。管阳春董事长提了一个词叫“求变”，2021年要求变，主动地去变化，主动地去革自己的命，要颠覆环球原来的一些生产模式、物流模式，这个方向和目标就是“环球智能工厂”的目标，“环球智能工厂”首先是立足于纺织行业，从头到尾落地的就是环球智能装备，然后再加上相应的管理平台。

04

立足纺织行业，为企业提供

智能物流装备系统

环球不仅仅为行业提供先进的粗纱机和打包系统，还包括全流程的智能物流系统。 而且把整个系统串起来。环球的目标是打造环球智能工厂，除了粗纱机之外，环球不会去做细纱机等主机，不会去跟友商搞竞争，因为环球认为他们做得已经非常棒，环球去超越是不可能的，但是在他们没有涉足的地方，尤其是在智能物流这一块，环球就把这一块补上。

环球打造智能工厂，其中一个理念就是定制。根据客户的厂房特点、流程特点、管理特色，给客户设计相应的一些智能物流方案。 模块化和私人定制，这也是环球要做的事情。 包括现在的交货，到目前为止，资源量翻倍增长，目前还没有出现过任何一个客户因为发货而投诉，因为环球的生产模式也是模块化的。

对2021年的行业形势，赵总看好中国纺织，对未来一段时间的行业形势持乐观态度。赵总认为：“2019年、2020年中美贸易摩擦，对行业的影响也就这样了，包括对新疆棉花的制裁也就这个样子。最坏的情况就这样了。现在看的话，国内强大的内循环市场值得去开拓。”

环球最近的新项目主要集中在几个方向，其中包括福建、西南、西北等地区，大的项目集中在西南、西北。 中国未来这种由东部到西部的战略纵深，是一种发展趋势。现在再到越南去投资的优势已经不是很明显了，其劳动力工资各方面的成本已经上升了。

赵总认为，只要2021年疫情防控不出现大的问题，或者说没有不可控制的一些重大事件，那么可以预测，2021年应该是一个非常好的年份。行业经过了2020年这种考验，如果还有能力主动实现自我的革新，这样的企业一定是有竞争力的企业。 环球抓住了数字化和智能化的趋势，将把2021年到2030年作为一个新的发展时代。在这个时代当中，引领行业的发展潮流。

智能工厂浪潮下，设备联网的重要性凸显。大数据时代，工业设备联网的主要目的就是实现数据采集、传输、建模、查询与可视化，这是智能工厂、透明工厂的基础。比如生产设备的稼动率数据，在制造企业生产时，为了确保生产过程中的稳定性、高效性，需要在生产过程中实时收集和监控相关数据，达到设备运转的透明化监控。那么，现代化智能工厂中又要如何实现数据采集呢？

设备数据采集难

在智能工厂解决方案中，可以通过数字生产设备或系统的接口直接集成数据信息，新建设的智能工厂可直接采用这一方式。而对于存量的生产工厂，从零开始建造智能工厂，购置全新设备，显然不符合现实。

在工业企业，设备使用20-30年甚至30年以上都很常见，这部分的设备入网涉及到设备改造、设备调试、接口等问题，入网成一大难点，更别说智能工厂建设运维了。加上绝大多数工厂的安灯信息依然只靠人工录入，无法真正实现自动化数据采集！由此带来的结果就是，这部分工厂设备稼动状况不透明，生产效率改善难以入手！

老旧设备数据集采方案

那么对于这部分老旧设备的数据获取，除了人工采集之外，还有哪些现代化的方式呢？行业内普遍认可的方案是通过在设备端附加传感器与边缘计算部件，以此自动采集、提取生产制造中的有效生产数据，使其具备物联网的能力。

ALSI大连的设备状态监视系统，是通过在产线原有三色灯上加装智能数据采集器，通过自动采集三色灯号，把数据递给相关责任人、Lighthouse应用系统，或已有的MES等系统，以此实时掌握所有设备的运行状况。

设备状态监视系统由智能数据采集器、智能网关和软件Lighthouse应用系统组成，由阿尔卑斯系统集成（大连）有限公司（ALSI大连）自主研发，系统拥有强大的数据采集、传输与运算能力：

· 智能数据采集器：AlSI大连自主研发，已获国家实用新型专利。适用于任何品牌、年代的设备，即插即用，易用性强；领先传感器技术，精度达到毫秒级，可采集超过27种设备状态；采集端支持升级更新，配置“心跳”功能，用于采集端故障自检。

· 智能网关：1个网关，支持50台设备的状态采集；数据采集传输使用抗干扰强的无线通信技术ZigBee，灵活应对产线布局变更；具备边缘计算能力，可缓存本地数据，即使网络出现异常时，数据也不会丢失。

· Lighthouse应用系统：支持实时监视与追溯查询；系统自动统计分析设备运转率、故障率和修理时间；安全加密有保障；

设备状态监视系统在拥有强大数据采集“内核”之外，对于智能工厂转型上的友好性还在于设备入网“好改造、成本低”这一巨大优势。可以说，设备状态监视系统是存量传统工厂转型智能工厂的“好帮手”。目前设备状态监视系统已经应用于众多生产制造车间，通过生产数据采集与运用，成功帮助部分生产制造企业实现产线智能化、可视化，向智能工厂智能制造迈进。

更多智能制造解决方案详见

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1、智能制造的未来发展将主要围绕“绿色”与“智造”展开。

2、智能制造是一种综合考虑环境问题和资源效率的现代制造模式，其目标是使产品在设计、制造、包装、运输、使用、报废处理的整个产品生命周期对环境影响最小、资源利用率最高。随着人类社会的进步和发展，绿色化是提高可持续发展水平的关键。

3、我国政府高度重视发展绿色产业和绿色经济，把可持续发展作为国家战略，把建设资源节约型、环境友好型社会作为重点任务。

4、为了适应装备制造业领域对“绿色化”的迫切需求，必须确立管理、设计、材料、工艺、生产、物流、报废、回收、循环使用等全生命周期理念。绿色制造通过改进传统的制造技术、设计理念和生产方式，实现资源能源的高效清洁利用和环境影响的最小化。

5、制造过程的绿色化指从环境保护角度出发，在制造的各个阶段都要充分考虑环境保护，做到可持续发展。这里的环境不仅指自然环境，还包括生产环境和社会环境。

6、智造是智能制造的高级阶段。今后，传统的制造业仍将朝着高性能、高精度、高灵敏、高稳定、高可靠、高环保和长寿命的“六高一长”方向发展。

7、新型的先进制造技术将朝着小型化（微型化）、集成化、成套化、电子化、数字化、多功能化、智能化、网络化、计算机化、综合自动化、光机电一体化方向发展；在服务上，将朝着专业化、简捷化、无维护化以及组装生产自动化、无尘（或超净）化等方向发展。

8、还有说法是围绕互联网+和大数据以及商业模式创新展开。