智能制造与工业4.0.pptx

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1、造纸与智能制造1 四次工业革命2 智能企业的基本内容3 智能企业的组成框架一、智能企业蓝图4 智能企业的愿景时间轴1818世纪末世纪末2020世纪初世纪初蒸汽机19701970年代初年代初今天今天电力广泛应用自动化、信息化信息物联系统工业1.0创造机器工厂的“蒸汽时代”工业2.0将人类带入分工明确、大批量生产的流水线模式和“电气时代”工业3.0应用电子信息技术进一步提高生产自动化水平工业4.0开始应用信息物理融合系统(CPS) 复杂性1.四次工业革命n新一轮技术与管理的迭代发展催生第四次工业革命新一轮技术与管理的迭代发展催生第四次工业革命体能智能2-2.智能企业的基本内容u 能源管理智能化能源

2、管理智能化 实时感知、监测、预警、控制用能，实时优化能源效益。u 设备智能化设备智能化设备具有感知、接受、自律、智能功能。u 供应供应链智能化链智能化 构建网络式供应链，对由供应商、制造商、分销商及最终顾客构成的供应链系统中的物流、资金流、控制和优化，以降低物流成本，缩短制造周期。u 生产智能化生产智能化 信息化与生产深度融合，实现生产操作、生产管理、管理决策三个层面全部业务流程闭环优化管理。供应供应链链智能化智能化设备设备智能化智能化生产生产智能化智能化能源管理能源管理智能化智能化智能企业2-3.智能企业的组成框架n智能企业的智能企业的三三层架构层架构顶层(管理决策层)：把与生产计划、物流、

3、能耗和经营管理相关的ERP、SCM、CRM等系统，以及与产品设计技术相关的PLM系统放在一起并与服务互联网紧密相联。中间层(生产管理层)：以智能工厂为核心，通过信息物理系统实现生产设备和生产线的控制、调度、优化等相关功能。从智能物料供应，到智能产品的产出，贯通整个产品生命周期管理。底层(生产操作层)：通过物联网技术，完成各种传感、控制、执行任务，实现智能制造。物联网传感器执行器控制器移动设备智能物料系统智能物料系统应用程序平台智能产品智能产品应用程序平台智能工厂智能工厂应用程序平台信息物理系统信息物理系统服务互联网PLMSCMCRMQMSERP2-4.智能企业的技术愿景n工业工业4.04.0的

4、九大技术支柱的九大技术支柱虚拟现实虚拟现实人工智能人工智能视视觉觉系系统统工工业业机机器器人人工工业业网网络络安安全全知知识识工工作作自自动动化化工业物联网工业物联网云计算云计算工业大数据工业大数据两大硬件工具/两大软件支持基于分布式连接的三大基础面向未来的两大牵引技术优化与智能技术建模与仿真技术云计算与数据挖掘技术1 造纸工业能否加入智能化行列？2 发展智能企业需要哪些基础？3 如何转型？二、构建智能浆纸企业的几点思考4 智能能量管理平台有那些功能？5 如何逐步构建智能浆纸企业？思考2.发展智能企业需要哪些基础？n基础基础：自动化与信息化是企业智能化的基础（：自动化与信息化是企业智能化的基础

5、（ValmetValmet案例）案例）以MES为核心的，企业管理系统数据诊断分析专家远程技术支持与服务智能化仓库质量检验与分析备品及易损件管理现场执行器和测量仪表现场SCADA系统预知检修思考2.发展智能企业需要哪些基础？n基础基础：自动化：自动化与信息化是与信息化是企业智能化的基础（企业智能化的基础（SiemensSiemens案例）案例）人力资源管理、财务管理、物料管理、生产计划管理、采购管理、销售管理等ERP企业资源计划企业资源计划自动化立体库、输送系统、AGV小车等WMS自动化仓库管理系统自动化仓库管理系统基础数据管理、技术信息管理、生产计划管理、生产调度管理、质量管理、物料管理、设备

6、管理、能源管理、看板管理、制造智能MES制造执行系统制造执行系统DCS、MCS、传动、QCS及其附属执行机构和现场测量仪器仪表。Automation现场控制系统现场控制系统研发项目过程管理、配方/包装设计、小样分析检验PLM产品生命周期管理产品生命周期管理思考3.如何转型？n中国制造中国制造20252025- -中国的中国的“工业工业4.04.0”规划规划 用三个10年完成从制造业大国向制造业强国转变第一阶段（2025年）2025年中国制造业可进入世界第二方阵，迈向制造强国行列。第二阶段（2035年）2035年中国制造业将位居第二方针前列，成为名副其实的制造业强国。第三阶段（2045年）204

7、5年中国制造业可望进入第一方针，成为具有全球影响力的制造强国.010203工业强国先易后难 逐步实现思考3.如何转型？先易后难 逐步实现n浆纸企业转型的任务浆纸企业转型的任务全面提高生产自动化水平和装备制造水平，走完工业3.0的路程。走完工业3.0节能减排，坚持绿色制造。节能减排，保护环境根据中国制造2025规划，我国造纸工业迈入制造强国行列。紧跟国家规划在基础较好的工厂，先易后难，过程中积累经验，逐步实现企业网络化、智能化，绿色化，迈入工业4.0.部分工厂先迈入工业4.0如何转型？效率提升提高能效，节约用能思考4.在优势企业构建智能能量管理平台n浆纸工业智能能量管理平台的功能浆纸工业智能能量

8、管理平台的功能预测能源效率瓶颈与用能瓶颈的识别协调与优化用能设备协调与优化（智能）管理运营数据收集和分析能源信息的收集与分析思考5.逐步构建智能浆纸企业n智能工厂蓝图智能工厂蓝图车间事物设备/人力/时间/材料/工艺基础自动化设备 计划与决策C3P MES系统ERPSCMCRM协作工厂10%100%供应商原材料响应时间因子1%计划层执行层控制层客户产品Step by step 逐步构建逐步升级物联网传感器执行器控制器移动设备智能物料系统智能物料系统应用程序平台智能产品智能产品应用程序平台智能工厂智能工厂应用程序平台信息物理系统信息物理系统服务互联网PLMSCMCRMQMSERP三、浆纸企业智能化

9、的关键技术1 智能企业必须具备的基本功能和技术2 企面向浆纸企业智能化的关键共性技术3 关键共性技术- 云计算平台智能企业必须具备的基本功能和技术n三种智能化功能互联互通的信息化技术三种智能化功能互联互通的信息化技术新一代信息技术行之有效的执行方法正确的思维判断能力灵敏准确的感知能力能按照所形成的处理方案自动完成执行任务的技术。灵敏准确的感知能力灵敏准确的感知能力能自动、灵敏准确地感知（测量）生产过程的各种参数和变量并转变为数据信息的技术。正确的思维判断能力正确的思维判断能力能根据相关信息自动思维判断并给出处理方案发送至相关执行部门的技术。行之有效的执行方法行之有效的执行方法面向浆纸企业智能化

10、的关键共性技术n八大关键技术八大关键技术DCS过程控制MCS控制QCS控制及优化传动控制在线监测系统用户仓库管理系统工厂1应用服务器工厂2应用服务器车间1暂存服务器在线润滑系统WMS-断纸分析系统WIS-纸病检测系统发展/技术部门支持销售工厂其他人员用户防火墙点检仪路由器企业资源计划产品生命周期管理专家远程诊断1. 设备维护管理2. 车间作业管理3. 车间物料管理4. 质量管理5. 绩效管理6. 系统集成1.1.智能设备与过程自动化技术智能设备与过程自动化技术2 2. .数据信息的采集与传输技术数据信息的采集与传输技术3.3.大数据的大数据的采集采集与存储技术与存储技术4 4. .数据挖掘与分

11、析技术数据挖掘与分析技术5.5.建模与智能模拟技术建模与智能模拟技术6 6. .预测与协调优化技术预测与协调优化技术7.7.数据安全技术数据安全技术8 8. .新一代互联网技术新一代互联网技术关键共性技术 云计算平台n云计算平台分为三个层次，提供不同的服务内容云计算平台分为三个层次，提供不同的服务内容SAASPAASIAAS服务内容：应用软件、流程、信息云软件服务（Software as a service）服务内容：中间开发软件、数据库云平台服务（Platform as a service）服务内容：数据存储、计算、网络.云设备服务（Infrastructure as a service）n

12、云计算平台并不是一个单独的服务，而是一个服务集合。云计算平台并不是一个单独的服务，而是一个服务集合。四、案例1 标杆卫生纸机工厂的布局设计2 工业数据库应用的案例3 在线监测系统与及其数据的应用工业数据库应用的案例n维修工单的智能管理（维修工单的自动生成）维修工单的智能管理（维修工单的自动生成）采集现场控制过程数据触发条件(启停次数、运行时间、振动值等)状态监测维修系统维修系统批准维修计划执行维修计划关闭维修计划启动维修计划生产单元生产单元备品备件备品备件备品采购备品管理-触发1#-触发2#-触发触发1 1：状态检测标志触发维护计划，如：设备启停次数达到20次，或连续运行时间超过2000小时。

13、触发触发3 3：完成维护时，重置监控数据-触发3#-Reset触发触发2 2：启动计划的同时协同备品管理。-触发4#-触发触发4 4：更高层次协调工作。运行管理数据库应用的案例n 维修工单的触发图1：设备监控数据库 如图1所示设备运行管理数据库中可以统计出某个设备启停次数、运行时间、平均温度、最大温度值、运行最大电流、运行平均电流、振动平均值、振动最大值等设备运行数据。在数据库的前期设计阶段会层别和敲定该设备正常运行值的范围，即该设备的基础数据库。运行管理数据库实时监测到异常趋势数据后，会触发相应的报警级别，不同的报警触发不同的维修方案，相应的维修结束后，会反馈给运行管理数据库开始下一轮的实时

14、数据监测。-启动触发-n 运行管理数据的应用在线监测系统及其数据的应用n 在线监控系统布局图设备工程师支持工程师服务工程师Wifi或4G企业局域网Wifi或4GWifi或4GWifi或4GWifi或4GWifi或4G客户端电脑监控诊断数据库服务器客户端手机DCS监控系统互联外网防火墙在线监测系统及其数据的应用n 在线监测第4天第17天n 过程监测值三维色谱分析n SKU工艺参数优化n 横幅纸病在线监测在线监测系统及其数据的应用专业诊断和分析专业诊断和分析基于云数据库的可基于云数据库的可视化和预知性分析视化和预知性分析能源能源优化，设备、工艺优化，设备、工艺参数优化参数优化A优化n Valmet

15、 数据应用诊断预知附件一：智能产品芯片、条码技术的载体，赋予产品身份特征，便于产品的搬运、存储、信息查询与反馈。电子纹身电子纹身满足不同区域、不同消费群体的个性化需求，实现精准化营销。个性化定制（精准化营销）个性化定制（精准化营销）具有产品的信息查询及客户意见反馈平台，个性化、区域化消费数据的采集和存储功能。查询查询与信息收集平台与信息收集平台智能AI进行大数据计算，对所采集的数据进行挖掘与分析，实现对产品需求的精准定位，从而优化产品。云数据库计算（智能云数据库计算（智能AIAI）01030402返回附件二：智能物料系统返回n 智能仓库管理系统通过实时采集物资周转过程中各节点的详细信息，实现产品从运输到财务记账的全周期管理，并与ERP系统无缝集成，实现统一平台。系统基于供应链管理总成本最优的理念进行设计，充分利用物联网和移动互联技术，通过标签/条码及RF设备的应用，对物资进行智能标记和感知，提高收发货作业效率和准确度，实现物资仓储管理智能化。智能预警智能补库智能操作自动控制自动过账自动提醒自动跟踪智能分析自动定位智能感知智能化自动化