流程制造型工业企业智能制造探析

浙江中控技术股份有限公司 江泓

一、流程型智能制造模式

（一）构建信息化和工业化融合的数据集成系统

流程制造型企业智能制造建设需要：实时数据采集层次，制造设备设施操作层，制造执行层，业务流程管理层，业务数据分析应用层，整体上分为五个层次：一是“实时数据采集层”，通过传感器（温度、湿度、震动），液位仪，流量计等，连接分散控制系统DCS、可编程逻辑控制器PLC等控制装置，通过在线仪器仪表数据采集，监测制造设备运行、并通过在线平台上传采集数据。二是制造设备设施操作层，根据生产工艺配方结合日、周、月的排产计划，由现场工程师和操作人员按照配方管理系统，生产制造工艺流程管理系统进行现场操作保障按质按量完成排产计划。三是制造执行层，是对下下达管控指令，监控相关运行数据，对上上传相关运行数据，接收相关管理系统指令，起着承上启下，上传下达的重要作用，包括能源管理，设备管理，安全和环保监测系统（SIS），生计调系统、实验室检测管理和质量管理系统(LIMS)、生产来料评价系统等，虚拟现实模拟系统，并生成制造数据库，将制造运行目标转换成操作指令。四是业务流程管理层，以业务流程审批系统（IOA）和企业资源计划管理（ERP）为管理主线，结合仓储物流管理系统（WMS），人力资源管理系统（HRS），主要通过业务流程集成管理对企业的经营全过程进行平台一体化管理，使企业资源利用最优化。五是业务数据分析应用层，以业务智能分析系统（BI）为基础，建立多维度的（包括决策、业务、运行、执行、操作）需求的数据分析系统，通过系统数据分析，不断纠错，实现管理最优。

（二）建立管控中心，实现系统集成

流程型制造企业在完成产成品时生产工艺过程是连续进行的。为此，建立统一集中的制造管控中心非常必要，应具有在线设备管理、安环管理、生产工艺管控、生计调管理、质量管理、能源管理，质量管理等同制造相关的管理职能，通过系统集成把生产运行全流程优化、安环监测、先进控制（APC）、在线监控等系统集成，为智能制造提供保障。

（三）多系统集成，实现数据一体化应用

流程型制造企业要保障生产正常运行，需要多系统集成，数据一体化平台应用，使工作效率和工作质量大幅度提升，通过智能制造多系统集成，实现了制造管控中心与生产现场设备设施操作人员及时互通。当传感器（温度、湿度、震动），液位仪，流量计等，连接分散控制系统DCS、可编程逻辑控制器PLC等控制装置监控系统发现生产数据信息异常，可以按照异常等级进行自动报警，现场工程师和操作人员可以及时处理这些异常信息，同时这些异常信息通过系统反馈到制造管控中心，如果现场工程师和操作人员无法处理，管控中心可以根据专家系统或者历史数据对比运行参数、设备信息等数据作出研判，给出解决方案，并及时向现场发出指令，解决问题，如果出现危急情况，可以通知现场人员采取应急预案系统处理（SIS），通过制造数据一体化应用，能够大幅提高流程制造型企业的生产操作效率，保障按质按量完成生产排产计划，因数据都是现场自动采集的实时数据，可以实现现场平稳生产，通过智能控制使综合效益比人工操作得到大大提高。

（四）生产物料收发一体化和产成品收发一体化，实现智能化的立体化仓库收发运作

流程型制造企业的物料因为运输方式的不同，主要分为液体物料和固体物料，液体物料主要配合存储罐区物料管理收发，固体物料主要是固定仓库管理，同时也要区分物料危化品管理的分区，例如各种危化有毒腐蚀性液体原料化学品等收发必须严格按照安全环保生产规章制度执行，应用智能制造管理，减少了人为接触，安全性和环保得到了智能自动化管理保障，因此，建立生产物料收发液体化非常必要，同时，建立向上游供应商的智能化收发和结算等系统，使物料仓库收发供应商物料、效率显著提升，可以大大提升上游供应商的满意度，也使向生产线发料送料的效率显著提升，可以显著提升生产效率和质量。

流程制造型企业产成品也可以分为液体产品和固体产品，应该建立同下游销售业务联网的智能化发货和结算等系统，产成品出厂发货应该实现运输车牌自动识别，自动称重，流量远程控制和罐区自动灌装装卸，到货自动结算等，可以大大提高了仓储发货结算效率。

（五）建设网络化、生态化管控模式，实现企业效益和社会效益融合的高效管理模式

流程型制造企业通过建立实时数据采集层次，制造设备设施操作层，制造执行层，业务流程管理层，业务数据分析应用层，这五个层次的高级目标是为了实现企业网络化和生态化管控，提升对各项企业管理指标的预测，以及分析与辅助决策能力。通过流程化、网络化的管理模式，努力达到生态化管控模式，实现企业效益和社会效益的高效融合运行。

二、流程型企业智能制造的建设步骤

（一）明确需求，做好规划

流程型企业智能制造规划设计是首要阶段，规划设计的好坏，直接影响流程型企业智能制造建设的水平，主要有5个阶段的规划设计需求，由低到高，分别为初始阶段、单元级阶段，流程级阶段、网络级阶段，生态级阶段，初始级阶段和单元级阶段就要适合性考虑，流程级、网络级、生态级阶段的智能制造需求，从行业和企业层面进行研究，智能制造具有行业性特点，同时也具有企业特点，根据企业5个不同阶段的发展水平，规划个性化的智能制造系统很有必要，主要有硬件设备设施智能自动化生产制造设计和规划，各级人员的岗位设计规划、产品设计工艺技术规划设计等方面，依托设备设施等装备制造行业，融合设备管理，能源管理、生产管理、安全管理、环保管理，财务管理、经营管理、业务流程管理、数据分析管理等信息化适合技术，规划设计好每个阶段实现整个流程型生产企业智能制造非常重要。

（二）数据导向，为企业战略服务

智能制造是企业战略实现的重要措施、步骤、手段和方法，数据集成、分析、运用是关键环节。为此，企业需要建立主（大）数据中心，智能制造的实施会产生大量的实时数据和历史数据，这些数据如果不进行数据中心的系统集成、分析、运用，就无法实现真正意义上的智能制造，在自动化数据采集设备、信息采集设备、数据存储设备、光纤网络等基础硬件设备设施规划设计时要保证，先进和适宜相结合的理念，在规划设计自动化软件系统和信息化软件系统的开放融合性一定要作为首要考虑条件，例如选择有OPC协议的设备等。

（三）信息化和工业化密切融合，实现智能制造不断升级

智能制造升级分为5个阶段的实施运用，在初始级阶段建立奠定良好基础，单元级阶段升级哪些智能制造系统，流程级阶段如何建立好业务管理平台，网络级阶段如何建立物联网、工业互联网，智能终端、大数据等网络运用，生态阶段如何建立纵向上下游资源生态管控，横向相关企业生态多赢协同，通过不断的智能制造升级使企业在激烈的市场竞争中得到不断的发展和强大。

（四）建立业务流程管理系统（BPMS），适时业务流程优化重组（BPR）

业务流程管理系统（BPMS）为实现业务流程和组织优化提供了条件，建立业务流程管理系统，使业务流程都在系统条件下进行，每个业务流程完成的效率一目了然，同时为组织架构优化提供了条件，使组织结构扁平化有了基础，在智能制造方面业务流程优化可以通过系统融合建设，利用系统数据，分析数据，对标先进，形成有数据支撑的决策，可以大大减少减少人员干预，让数据为智能制造服务，实现智能优化生产，最终实现全程智能制造运作。

三、在流程型制造企业智能制造推广探析

（一）加快行业企业先进对标，形成智能制造标准化之路

有句老话说“领先企业做标准”，实施智能制造标准化是加快推广智能制造的重要方法，应该积极组织行业领先企业制定行业智能制造的标准化，从而带动一个行业的健康发展。通过邀请近年来国家级智能制造新模式、智能制造试点示范企业、利用这些企业实施经验制定智能制造相关标准，组织并推广他们智能制造经验，鼓励他们同国际先进企业管理和技术指标对标，找出差距，缩短差距，鼓励国内同行业企业同这些先进企业对标优化，成为行业强者。

（二）利用制度优势，强强合作，突破关键核心技术

社会主义制度优势是中国的特色，智能制造行业和跨行业合作是大势所趋，通过国家组织，我们国家在智能制造的减速机、伺服电机、传感器、芯片技术、服务器、工业互联网等关键核心技术和零部件方面已经有了较大发展，但是，我们国家在高端减速机、高端伺服电机、高端传感器、高端芯片技术、高端服务器、航空发动机技术、航空电子设备，同美国、日本、欧美等国家还存在一定差距，这些技术用金钱是无法买回和得到的，必须立足于自力更生，自主研发，国家应集中专家人才，科研机构、知名高校、行业先进重点企业等资源，重点突破制约我国智能制造发展的技术瓶颈，科研攻关非常必要。同时，建立互联网+智能制造重点城市，依托上海、北京、深圳、杭州、沈阳、广州、天津、武汉、南京、西安、成都、重庆、郑州、苏州、无锡、大连、厦门、青岛、合肥等智能制造重点城市，加快国家级智能制造创新中心建设，组织科研重点攻关，推进科研成果转化进程。

（三）总结经验，向行业推广

中国各级政府已经推广多年智能制造新模式，智能制造试点示范，建议各级政府要在总结经验的基础上，把智能制造向生态智能制造方向发展，继续组织搜集智能制造试点示范项目的进展和成效，在行业中交流推广，行业骨干智能制造企业经验推广会等，对于落后企业应限期整改完成落后产能，否则就关停并转淘汰出局。

智能制造是中国强国复兴的必经之路，是制造强国的组成部分，国家应该鼓励各个相关行业企业的智能制造经验借鉴，先进指标对标分析，应充分考虑到智能制造的国家和行业需求等实际需要，通过中国智造的不断发展，中国全面成为世界级的制造强国目标一定能够实现。