1、2014.7夏緒輝武漢科技大學 機械自動化學院 工業(yè)工程系第九章NMS網(wǎng)絡化制造與企業(yè)信息化武漢科技技大學機機械自自動化學學院工工業(yè)工程程系2014-7第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.1網(wǎng)網(wǎng)絡絡化制造造概述9.2網(wǎng)絡化制制造系統(tǒng)統(tǒng)組成9.3企業(yè)信息息化數(shù)字化和和智能化化工廠 第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.1網(wǎng)絡化制制造概述述9.1.1網(wǎng)絡化制制造的起起源與發(fā)發(fā)展1.國外情況況1）1994年美國能能源部提提出了“敏捷制制造的使使能技術術(TEAM),TEAM項目希望望通過一一個集成成框架柔柔性地配配置先進進制造技技術來達達到制造造企業(yè)的的敏捷化化和全球球化目標標，使美美

2、國企業(yè)業(yè)的國際際競爭能能力得以以增強。在TEAM項目中，基于agent的集成框框架分散散制造系系統(tǒng)是貫貫穿整個個項目的的重點環(huán)環(huán)節(jié)。2）“全美美工廠網(wǎng)網(wǎng)絡(FAN)”建立于1995年，是國國家工業(yè)業(yè)數(shù)據(jù)庫庫，提供供包括生生產能力力、各種種工程服服務項目目、產品品及其價價格和性性能數(shù)據(jù)據(jù)、銷售售和用戶戶服務、專門服服務。3）1995年洛克海海德馬丁航空空公司建建立“制制造系統(tǒng)統(tǒng)的敏捷捷基礎設設施網(wǎng)絡絡(AIMSnet)”，利用國國際互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)支持持和管理理敏捷企企業(yè)的供供應鏈。4）美國通通用研究究和開發(fā)發(fā)部的“計算機機輔助制制造網(wǎng)絡絡(CAMnet)”建立于1996年，它通通過工nternet網(wǎng)提

3、供多多種制造造支撐服服務，如如產品設設計的可可制造性性、加工工過程仿仿真及產產品試驗驗等，使使得集成成企業(yè)的的成員能能夠快速速連接和和共享制造信息息。5)1998年12月，歐洲洲聯(lián)盟公公布了“第五框框架計劃劃（19982002）”，將將虛擬網(wǎng)網(wǎng)絡企業(yè)業(yè)列入研研究主題題。第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.1網(wǎng)絡化制制造概述述9.1.1網(wǎng)絡化制制造的起起源與發(fā)發(fā)展1.國外情況況華中科技技大學的的楊叔子子院士闡闡述了網(wǎng)絡經濟濟時代制制造環(huán)境境的變化化與特點點，指出出了網(wǎng)絡絡化制造造模式的的必然性性。研究基基于Agent的網(wǎng)絡化化制造模模式及基基于利益益驅動的的動態(tài)重重組機制制圈。重慶大學學

4、的劉飛飛教授對對網(wǎng)絡化制制造的定定義、內內涵特征征進行了描描述并并歸納了了支撐網(wǎng)網(wǎng)絡化制制造的技技術體系系；浙江大學學的祁國國寧和顧顧新建教教授則分分析了網(wǎng)絡化制制造的幾幾種發(fā)展展途徑并指出了了網(wǎng)絡化化制造模模式在21世紀制造造業(yè)中的的重要地地位；貴州工業(yè)業(yè)大學的的謝慶生生教授提提出了基基于ASP模式的網(wǎng)網(wǎng)絡化制制造系統(tǒng)統(tǒng)結構并針對對我國發(fā)發(fā)展網(wǎng)絡絡化制造造的實際際著重討討淪了基基于ASP模式網(wǎng)絡絡化制造造的發(fā)展展策略。第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.1網(wǎng)絡化制制造概述述9.1.1網(wǎng)絡化制制造的起起源與發(fā)發(fā)展2.國內發(fā)展展情況9.1.2網(wǎng)絡化制制造的定定義網(wǎng)絡化制制造指的是：面對市

5、市場機遇遇，針對對某一市市場需要要，利用以因因特網(wǎng)（INTERNET）為標志志的信息息高速公公路，靈靈活而迅速地組組織社會會制造資資源，把分散散在不同同地區(qū)的的現(xiàn)有生生產設備備資源、智力資資源和各各種核心心能力，按資源源優(yōu)勢互互補的原原則，迅迅速地組組合成一一種沒有有圍墻的的、超越越空間約約束的、靠電子子手段聯(lián)聯(lián)系的、統(tǒng)一指指揮的經經營實體體網(wǎng)絡聯(lián)盟盟企業(yè)，以便快快速推出出高質量量、低成成本的新新產品。第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.1網(wǎng)絡化制制造概述述9.1.3網(wǎng)絡化制制造的特特征是基于網(wǎng)絡絡技術的的先進制制造模式式，它是在在因特網(wǎng)網(wǎng)和企業(yè)業(yè)內外網(wǎng)網(wǎng)環(huán)境下下，企業(yè)業(yè)組織和和管理其

6、其生產經經營過程程的理論論和方法法。覆蓋了企業(yè)生產產經營的的所有活活動和產產品生命命周期的的各個環(huán)環(huán)節(jié)，可用來來支持展展開企業(yè)業(yè)生產經經營的所所有活動動。它以快速響應應市場為為實施的的主要目目標之一，通通過網(wǎng)絡絡化制造造提高企企業(yè)的市市場響應應速度，進而提提高企業(yè)業(yè)的競爭爭力。突破了地地域限制制，通過網(wǎng)網(wǎng)絡突破破地理空空間上的的差距給給企業(yè)的的生產經經營和企企業(yè)間協(xié)協(xié)同造成成的障礙礙。強調企業(yè)業(yè)間的協(xié)協(xié)作與社社會范圍圍內的資資源共享享，提高企企業(yè)產品品創(chuàng)新能能力和制制造能力力，縮短短產品開開發(fā)周期期。第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.1網(wǎng)絡化制制造概述述1.綜合技術術網(wǎng)絡化制制造系統(tǒng)

7、統(tǒng)相關的的綜合技技術主要要包括產產品全生生命周期期管理、協(xié)同產產品商務務、大批批量定制制和并行行工程等等。在上上述綜合合技術中中包括了了各種新新的管理理理念，在相應應的使能能技術、基礎技技術和支支撐技術術的支持持下，結結合網(wǎng)絡絡化制造造系統(tǒng)的的特點，這些綜綜合技術術可以有有效地解解決網(wǎng)絡絡化制造造中的不不同問題題。9.1.4網(wǎng)絡化制制造的關關鍵技術術第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.1網(wǎng)絡化制制造概述述2.使能技術術網(wǎng)絡化制制造系統(tǒng)統(tǒng)相關的的使能技技術是一一些網(wǎng)絡絡化制造造系統(tǒng)的的關鍵共共性技術術，常用用的使能能技術有有CAD、CAE、CAM、CAPP、ERP、SCM、PDM、客戶關

8、關系管理理CRM、供應商商關系管管理SRM、MES等。9.1.4網(wǎng)絡化制制造的關關鍵技術術第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.1網(wǎng)絡化制制造概述述3.基礎技術術網(wǎng)絡化制制造系統(tǒng)統(tǒng)相關的的基礎技技術包括括標準化化技術、產品建建模技術術和知識識管理技技術等。這些技技術雖然然一般不不直接解解決具體體的問題題，但是是作為利利用使能能技術解解決具體體問題的的基礎，起著十十分重要要的作用用。4.支撐技術術網(wǎng)絡化制制造系統(tǒng)統(tǒng)相關的的支撐技技術（如如計算機機技術與與網(wǎng)絡技技術），直接影影響網(wǎng)絡絡化制造造系統(tǒng)運運行的效效率和可可靠性，是實施施網(wǎng)絡化化制造的的基礎設設施。上上述四方方面技術術組成了了一個有

9、有機的整整體，相相輔相成成，從不不同的方方面有效效地支持持了企業(yè)業(yè)實施網(wǎng)網(wǎng)絡化制制造。9.1.4網(wǎng)絡化制制造的關關鍵技術術第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.1網(wǎng)絡化制制造概述述網(wǎng)絡化制制造系統(tǒng)統(tǒng)功能模模塊組成成：1、基于網(wǎng)網(wǎng)絡的分分布式CAD系統(tǒng)。與當前傳傳統(tǒng)的CAD系統(tǒng)協(xié)調調工作，采用兩兩種方式式：采用用標準的的數(shù)據(jù)格格式如STEP，實現(xiàn)與與傳統(tǒng)CAD系統(tǒng)的數(shù)數(shù)據(jù)共享享和交互互；二是是采用接接口函數(shù)數(shù)（API等）。開發(fā)新的的與傳統(tǒng)統(tǒng)CAD系統(tǒng)集成成的CAD工具。如如：將基基于特征征設計的的技術集集成到傳傳統(tǒng)的基基于幾何何造型的的CAD系統(tǒng)中，可以形形成一個個更加先先進的面面向并行行

10、工程的的CAD系統(tǒng)?；诰W(wǎng)絡絡的CAD重構系統(tǒng)統(tǒng)。第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.2網(wǎng)絡化制制造系統(tǒng)統(tǒng)組成2、基于網(wǎng)網(wǎng)絡的工工藝設計計系統(tǒng)網(wǎng)絡化環(huán)環(huán)境下的的CAPP系統(tǒng)不再再是面向向固定制制造環(huán)境境的工藝藝規(guī)程設設計，它它面對的的是動態(tài)態(tài)變化的的制造資資源及加加工對象象。網(wǎng)絡環(huán)境境下的CAPP系統(tǒng)需要要充分考考慮變化化與柔性性的要求求對于CAPP系統(tǒng)體系系結構和和功能模模型的影影響，應應具有的的新特點點如下：要對動態(tài)態(tài)變化的的制造環(huán)環(huán)境具有有適應性性，即設設備庫、工藝知知識庫、工裝庫庫、加工工參數(shù)庫庫等應具具有適應應動態(tài)變變化的能能力；零件信息息獲取方方法應具具有較高高的柔性性和領

11、域域范圍的的適應性性；工藝設計計決策邏邏輯具有有廣泛適適應性。網(wǎng)絡化制制造系統(tǒng)統(tǒng)功能模模塊組成成：第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.2網(wǎng)絡化制制造系統(tǒng)統(tǒng)組成3、開放結結構的智智能化加加工中心心。零件設計計完成，其相應應加工工工藝方案案也就完完成，一一個動態(tài)態(tài)的加工工代碼就就送到智智能化加加工中心心。這種種智能化化加工中中心應該該是一種種具有開開放結構構控制器器的新型型CNC機床，用用一個新新的開放放結構的的控制器器替代機機床的CNC控制器，與Internet連接。不使用常常用的G、N代碼，而而是使用用C+編程，用用戶可以以隨時根根據(jù)需要要編譯得得到新的的控制功功能。網(wǎng)絡化制制造系統(tǒng)統(tǒng)

12、功能模模塊組成成：第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.2網(wǎng)絡化制制造系統(tǒng)統(tǒng)組成網(wǎng)絡化制制造系統(tǒng)統(tǒng)主要包包含以下下平臺和和環(huán)境的的研發(fā):1.智能化公公共信息息服務平平臺智能化公公共信息息服務平平臺采用用網(wǎng)絡會會員機制制,為企業(yè)提提供智能能化公共共信息服服務,包括基礎礎數(shù)據(jù)、基本的的公共信信息、信信息自動動采集、分類與與匹配等等服務。2.電子商務務支撐平平臺實現(xiàn)產品品、技術術、人才才等方面面供需信信息關系系數(shù)據(jù)庫庫,研究與開開發(fā)客戶戶關系管管理系統(tǒng)統(tǒng)和敏捷捷供需鏈鏈管理系系統(tǒng),實現(xiàn)基于于Internet的物流優(yōu)優(yōu)化調度度與管理理。第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.2網(wǎng)絡化制制造系

13、統(tǒng)統(tǒng)組成3.基于Internet的CSCW支撐環(huán)境境根據(jù)敏捷捷制造的的方法和和理論,研究網(wǎng)絡絡化敏捷捷企業(yè)支支撐環(huán)境境的體系系結構、軟件支支撐技術術、協(xié)同同機制等等,并針對分分布式、網(wǎng)絡化化的產品品設計,建立協(xié)同同設計環(huán)環(huán)境。4.公共數(shù)據(jù)據(jù)中心構建網(wǎng)上上共享的的制造資資源信息息庫,包括企業(yè)業(yè)生產能能力、特特種制造造手段、人才信信息、各各種計算算機輔助助軟件、標準件件、通用用件、圖圖庫等技技術信息息和產品品信息。第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.2網(wǎng)絡化制制造系統(tǒng)統(tǒng)組成5.安全保障障體系為用戶業(yè)業(yè)務安全全提供一一個支撐撐環(huán)境和和保障系系統(tǒng)。企企業(yè)網(wǎng)絡絡化制造造平臺以以搭建企企業(yè)內部部自

14、身的的網(wǎng)絡化化制造平平臺為主主圍繞著著企業(yè)定定單信息息流構筑筑的多方方位、多多層次、多應用用的信息息化平臺臺。如圖圖：第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.2網(wǎng)絡化制制造系統(tǒng)統(tǒng)組成重慶華陶陶瓷業(yè)有有限公司司與重慶大大學制造造工程研研究所開開發(fā)的“陶瓷產品品網(wǎng)絡銷銷售和定定義系統(tǒng)統(tǒng)”第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化典型案例例重慶華陶陶3層體系結結構；提供網(wǎng)絡絡化銷售售、客戶戶管理、訂單查查詢及管管理、個個性化設設計、虛虛擬產品品及設計計資源管管理等。實現(xiàn)隨時時隨地管管理訂單單、了解解產品狀狀態(tài)、與與客戶交交流。第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化典型案例例重慶華陶陶系統(tǒng)運行行模

15、式設計5個部分：制造企業(yè)業(yè)；區(qū)域性經經銷商；全球性代代理商；用戶；網(wǎng)絡化銷銷售和定定制技術術支持中中心。第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化典型案例例重慶華陶陶第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息化：數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.1信息化是是走新型型工業(yè)化化道路必必然選擇擇9.3.2企業(yè)信息息化的內內涵9.3.3流程工業(yè)業(yè)綜合自自動化系系統(tǒng)9.3.4離散工業(yè)業(yè)集成制制造系統(tǒng)統(tǒng)9.3.5企業(yè)信息息化的實實施策略略9.3.1信息化是是走新型型工業(yè)化化道路必必然選擇擇第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息化：數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠1)信息化是是提高企企業(yè)

16、知識識生產力力的最有有效的工工具現(xiàn)代管理理之父杜杜拉克指指出:“知識生產產力將日日益成為為一個國國家、一一個產業(yè)業(yè)、一家家公司的的競爭實實力的決決定性因因素”，“無論什么么傳統(tǒng)產產業(yè)，之之所以能能發(fā)展壯壯大，就就是因為為它們圍圍繞知識識和信息息進行了了重組?！辈捎眯畔⑾⒒氖质侄?圍繞著生生產過程程的信息息和知識識對生產產過程進進行重組組,將優(yōu)秀的的生產與與操作經經驗、專專有技術術和知識識提煉和和融合到到上述軟軟件系統(tǒng)統(tǒng)中去，極大地地提高生生產力。金字塔型型組織扁扁平化化組織結結構管理組組織層次次金字塔型型組織：生產制造過程董事會總經理生產副總生產班工人生產部生產廠生產車間扁平化組織結構：總經

17、理生產制造過程生產指揮中心2)只有通過過企業(yè)信息化才才能實現(xiàn)現(xiàn)企業(yè)扁扁平化管管理第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息化：數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.1信息化是是走新型型工業(yè)化化道路必必然選擇擇經營決策策企業(yè)管理理生產調度度過程優(yōu)化化過程控制制Purdue模型BPS(Business Planning System)PCS(Process Control System)MES (Manufacturing Execution System)BPS/MES/PC S結構實行扁平平化管理理的幾個個例子：美國通用用電器公公司從董董事長到到一般職職工，管管理層從從26層減到5層。

18、60多個部門門組合為為12個業(yè)務部部，管理理人員減減少1/4，1996年利潤居居全美榜榜首。日本興亞亞電工公公司（KOA）廢除中中層管理理職務后后，銷售售額上升升14%、利潤增增加37%。美國IBM公司、英英國石油油公司和和電訊電電報公司司均做大大幅度體體制改革革，取得得顯著效效果。第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息化：數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.1信息化是是走新型型工業(yè)化化道路必必然選擇擇韓國浦項項鋼廠浦項董事事長劉常常夫認為為：21世紀信息息管理將將成為浦浦項生存存與發(fā)展展的關鍵鍵，建立立生產指指揮中心心：新產品開開發(fā)周期期由4年縮短到到1.5年；交貨期由由20-

19、30天縮短到到7天；客戶產品品庫存天天數(shù)由30天縮短到到24天以下；月決算時時間由6天縮短到到1天；標準成本本計算時時間由35天縮短到到3天；庫存原料料周轉率率由8.7次增加到到12次。1998年銷售額額達92億美元，凈利潤潤9.297億美元， 粗鋼鋼產量2560萬噸，職職工19300人，產量量、人均均產量均均列世界界前茅。第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息化：數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.1信息化是是走新型型工業(yè)化化道路必必然選擇擇遼寧省排排山樓金金礦：黃金回收收率提高高1以上；生產能能力由1200噸日提提高到2000噸日，剝采比比由10：1降低到6.5：1，選礦成本

20、由73.03元噸降降為37元噸，采礦成成本由57元噸降降為43元噸，人均勞勞動生產產率75萬元，是是同類企企業(yè)的平平均水平平的17倍。(圖一所示示)圖一 排山樓金礦第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息化：數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.1信息化是是走新型型工業(yè)化化道路必必然選擇擇據(jù)美國MESA1996年調查統(tǒng)統(tǒng)計結果果生產周期期時間縮縮短率為為35%;數(shù)據(jù)輸入入時間縮縮短率為為36%;在制品削削減率為為32%;文書工作作削減率率為67%;交貨期縮縮短率為為22%;不合格產產品減低低率為22%;文書丟失失減少率率為55%.據(jù)美國ARC公司調查查,基于三級級結構的的MES可獲得

21、效效益為:質量提高高19.2%,勞動生產產率提高高13.5%,產量提高高11.5%.第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息化：數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.1信息化是是走新型型工業(yè)化化道路必必然選擇擇1999年，美國國“財富”雜志發(fā)表表文章稱稱MES是“ERP市場的挑挑戰(zhàn)者”。該文介介紹年產產值16億美元的的美國化化纖企業(yè)業(yè)Unifi公司，其其下屬Yadkinville廠應用MES軟件后，效益增增加69%，實際增增效1600萬美元?；贓RP/MES/PCS三級結構構的MES軟件得到到廣泛應應用，據(jù)據(jù)美國MESA調查，美美國MES軟件市場場規(guī)模：1993年為1.5億美元，1

22、994年和1995年年增長長率為30%，1996年達到8.65億美元，1998年10.1億美元，予計2003年將增加加三倍。第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息化：數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.1信息化是是走新型型工業(yè)化化道路必必然選擇擇3）生產制制造過程程的信息息化是實實現(xiàn)綜合合生產指指標標優(yōu)化的的保證歐洲鋼鐵鐵工業(yè)技技術發(fā)展展指南指指出：“對于降低低生產成成本、提提高產品品質量、減少環(huán)環(huán)境污染染和資源源消耗只只能通過過全流程程自動控控制系統(tǒng)統(tǒng)的優(yōu)化化設計來來實現(xiàn)”。(Charbonnieretal.1999)第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息化：

23、數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.1信息化是是走新型型工業(yè)化化道路必必然選擇擇綜合生產產指標的的分解產量質量成本生產計劃生產制造執(zhí)行優(yōu)化控制消耗綜合生產指標：產量、質量、 成本、消耗綜合生產指標模型各工段生產指標關鍵工藝參數(shù)設定模型各工序關鍵工藝參數(shù)指標優(yōu)化系統(tǒng)第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息化：數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.1信息化是是走新型型工業(yè)化化道路必必然選擇擇4）生產制造造過程的的信息化化是實現(xiàn)現(xiàn)敏捷制制造的保保證現(xiàn)代化的的通訊網(wǎng)網(wǎng)絡將世世界連成成一體，經濟全全球化進進 程使使世界變變成了一一個統(tǒng)一一的市場場，致使使產品市市場競爭爭國際化化；產品的品品種越來來

24、越豐富富，產品品的批次次和批量量越來越少，產產品的開開發(fā)周期期越來越越短。第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息化：數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.1信息化是是走新型型工業(yè)化化道路必必然選擇擇敏捷制造造（AgileManufacturing）把動態(tài)態(tài)靈活的的虛擬組組織機構構、先進進的柔性性制造技技術和高高素質的的人員進進行全面面的集成成。敏捷制造造將使企企業(yè)實現(xiàn)現(xiàn)FTQCS戰(zhàn)略目標標，即產產品的功功能(F)全，開發(fā)發(fā)周期(T)短，質量量(Q)高，成本本(C)低，并能能為用戶戶提供更更好的服服務(S)。建立虛擬擬企業(yè)和和發(fā)展敏敏捷制造造技術是是實現(xiàn)敏敏捷制造造的兩個個堅實基基礎

25、。信息技術術是建立立虛擬企企業(yè)和實實現(xiàn)虛擬擬制造的的關鍵使使能技術術。第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息化：數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.1信息化是是走新型型工業(yè)化化道路必必然選擇擇敏捷制造造使企業(yè)業(yè)管理從從金字塔塔式的多多層結構構走向扁扁平化結結構企業(yè)業(yè)工廠廠單元元工作站車間間設備備計劃劃執(zhí)行行控制制（a）多級遞遞階（b）分布式式縱向集成成縱橫向綜綜合集成成第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息化：數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.1信息化是是走新型型工業(yè)化化道路必必然選擇擇“小而全”“大而全”企業(yè)突出核心心競爭力力企業(yè)敏捷制造造使企業(yè)業(yè)“大而全”“小

26、而全”的組織模模式走向向分工協(xié)協(xié)作突出出核心競競爭力的的模式零部件1車間零部件2車間零部件n車間零部件車間市場供應后勤保障設計組裝車間企業(yè)組織模式零部件1廠零部件2廠零部件廠n零部件廠設計集成外部企業(yè)協(xié)作市場供應后勤保障核心零件制造企業(yè)核心技術第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息化：數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.1信息化是是走新型型工業(yè)化化道路必必然選擇擇敏捷制造造的關鍵鍵技術支持敏捷捷制造的的使能技技術：資資源共享享、信息息服務、虛擬制制造、并并行工程程、建模模/仿真和人人工智能能等;資源優(yōu)化化,包括供應應鏈的建建模和管管理;網(wǎng)絡平臺臺(Internet/Intrane

27、t/Extranet)。第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息化：數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.1信息化是是走新型型工業(yè)化化道路必必然選擇擇造船工業(yè)業(yè)案例分分析韓國造船船企業(yè)通通過高度度信息化化和自動動化，走走集成造造船的發(fā)發(fā)展道路路，逐步步向敏捷捷制造模模式邁進進，韓國國成為當當今世界界第一造造船大國國。韓國造船船業(yè)發(fā)展展縱向比比較：IIIIIIIVV時間19721976（三五計劃期間）19771981（四五計劃期間）19821991（五五/六五計劃期間）19921996（七五計劃期間）19972001（八五計劃期間）期末造船能力、產量能力：143萬總噸產量： 81萬總噸

28、能力：400萬總噸產量： 93萬總噸能力：600萬總噸產量：350萬總噸能力：1000萬總噸產量： 738萬總噸能力：1300萬總噸產量：1161萬總噸期末年出口額3.0億美元8.9億美元41.3億美元71.3億美元97.0億美元產品發(fā)展建造20萬噸以上巨型油船等簡單船種建造中小型集裝箱向、滾裝船以及成品油船、化學品船等復雜船舶能建造各種復雜船舶、有些屬世界最先進船舶大規(guī)模進入型集裝箱船市場，在大型油船和集裝箱船和集裝箱船市場占主導地位大規(guī)模進入并主導LNG船市場，在大型油船、集裝箱船市場占主導地位造船配套設備自給率不足25%45%50% 60%75%85%造船產量在世界上地位1973年居第1

29、6位1981年居第2位居第2位居第2位居第1位（20002003）韓國與中中國造船船業(yè)的橫橫向比較較（2001年）：指標 韓國中國市場份額33%11%產量（萬CGT）533.5177.8生產效率（工時/CGT）1358175K B/C 總工時30萬100萬B/C開工到交船時間7.5個月13.5個月VLCC（船塢周期）2個月5個月預舾裝率90%80%鋼材利用率90%80%制造業(yè)特特點：離散制造造業(yè)流程工業(yè)業(yè)混合制造造業(yè)第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息化：數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.2企業(yè)信息息化的內內涵1、調度和協(xié)協(xié)調復雜雜2、資源管理理復雜3、控制量相相互獨立立、流

30、程切換換代價小小4、勞力密集集型、自自動化水水平相對對較低離散制造造業(yè)的特特點第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息化：數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.2企業(yè)信息息化的內內涵流程工業(yè)業(yè)的特點點1、復雜性性主要的流流程工業(yè)業(yè)涉及到到原材料料和能源源的生產產加工行行業(yè)，如如冶金（鋼鐵、有色、黃金）、石油油化工、電力等等；我國國資源的的特點：貧礦多多，難于于提煉，因而其其生產加加工過程程復雜；金字塔式式的管理理模式是是層次多多，經營營管理、制造執(zhí)執(zhí)行等過過程的信信息獲取取、控制制與管理理涉及的的變量與與參數(shù)多多，過程程的模型型難于描描述。2、技術密密集型生產過程程涉及到到工藝、機械

31、裝裝備、自自動控制制、工業(yè)業(yè)工程等等專業(yè)知知識、經經驗、專專有技術術。第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息化：數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.2企業(yè)信息息化的內內涵人 先進技術 服務型工廠服務生產環(huán)保型工廠資源再生創(chuàng)造型工廠先進技術生產自動化工廠基礎產品生產信息基礎結構生產 應用 應用技術 成熟技術環(huán)境技術機器數(shù)字化與與智能化化工廠以信息技技術為基基礎的先先進制造造技術結結構第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息化：數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.2企業(yè)信息息化的內內涵數(shù)字化與與智能化化工廠制造過程程數(shù)字化化、自動動化、虛擬化、智能化化生產過程數(shù)字字化、自

32、自動化、虛擬化、智能化化管理數(shù)字字化與智智能決策策設計數(shù)字字化、協(xié)協(xié)同化、虛擬化化、智能能化企業(yè)數(shù)字化與與智能化第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息化：數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.2企業(yè)信息息化的內內涵1）離散制制造業(yè)數(shù)數(shù)字化與與智能化化設計數(shù)字字化、協(xié)協(xié)同化、虛擬化化、智能能化制造過程程數(shù)字化化、自動動化、虛虛擬化、智能化化管理數(shù)字字化與智智能決策策2）流程工工業(yè)數(shù)字字化與智智能化工藝設計計數(shù)字化化、協(xié)同化、虛擬化化、智能能化生產過程程數(shù)字化化、自動化化、虛擬擬化、智智能化生產管理理數(shù)字化化智能決策策第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息化：數(shù)數(shù)字化

33、和和智能化化工廠9.3.2企業(yè)信息息化的內內涵企業(yè)信息息化的內內涵將信息技技術用于于企業(yè)產產品設計計（工藝藝設計）、制造造（生產產）、管管理（生生產管理理和經營營管理）和銷售售的全過過程，以以提高企企業(yè)的市市場應變變能力和和競爭能能力。第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息化：數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.2企業(yè)信息息化的內內涵企業(yè)信息息化的內內容設計信息息化（產產品設計計和工藝藝設計）計算機機輔助設設計(CAD)并行工工程虛擬制制造與流流程模擬擬設計過過程管理理(PDM)企業(yè)管理理信息化化企業(yè)資資源（ERP）制造執(zhí)執(zhí)行（MES）生產制造造過程自自動化優(yōu)化控控制與過過程控制

34、制加工設設備機電電一體化化集成化（強調企企業(yè)內部部信息集集成）設計、制制造、管管理一體體化一體化過過程控制制網(wǎng)絡化（強調企企業(yè)間的的資源優(yōu)優(yōu)化）第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息化：數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.2企業(yè)信息息化的內內涵綜合自動動化系統(tǒng)統(tǒng)是流程程工業(yè)信信息化的的基礎工業(yè)過程程綜合自自動化系系統(tǒng)將生產過過程的生生產工藝藝技術、設備運運行技術術和生產產過程管管理技術術集成起起來，實實現(xiàn)生產產過程的的優(yōu)化控控制、優(yōu)優(yōu)化運行行和優(yōu)化化管理，從而保保證與產產品質量量、成本本、質量量相關的的綜合生生產指標標優(yōu)化。第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息

35、化：數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.3流程工業(yè)業(yè)綜合自自動化系系統(tǒng)企業(yè)綜合合自動化化系統(tǒng)結結構集成支撐系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫計算機網(wǎng)絡企業(yè)資源計劃系統(tǒng)（ERP）生產執(zhí)行系統(tǒng)（MES）生產過程控制系統(tǒng)（PCS）第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息化：數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.3流程工業(yè)業(yè)綜合自自動化系系統(tǒng)ERP層PCS層MES層企業(yè)管控一體化系統(tǒng)總體結構框架示意圖運輸綜合查詢與輔助決策應付帳款應收帳款檔案管理項目投資固定資產備品備件質檢生 產 調 度能源管理設備運行安全管理生 產 過 程 信 息 處 理 系 統(tǒng)原料庫房產品庫房財務管理生產動態(tài)成本控制生產統(tǒng)計計量溶出DCS母液蒸發(fā)D

36、CS赤泥洗滌DCS種分DCS焙燒DCS其他DCS關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)供應管理銷售管理人力資源辦公自動化能源計劃生產成本計劃生產計劃運輸質檢計量 計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)大修計劃綜 合 計 劃 管 理生產管理綜合統(tǒng)計選礦DCS過程PLC計量數(shù)據(jù)采集基于ERP/MES/PCS三層結構構的綜合合自動化化系統(tǒng)生產過程程綜合自自動化系系統(tǒng)生產過程程管理系系統(tǒng)生產過程程控制系系統(tǒng)計算機支支撐系統(tǒng)統(tǒng)第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息化：數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.3流程工業(yè)業(yè)綜合自自動化系系統(tǒng)生產過程程綜合自自動化系系統(tǒng)結構構計劃管理生產作業(yè)計劃物料計劃能源計劃生產成本計劃生產統(tǒng)計生

37、產調度物料控制與管理能源管理生產成本控制與管理生產執(zhí)行設備管理綜合信息查詢與輔助決策質量管理生 產 過 程 信 息 處 理 系 統(tǒng)生產管理系統(tǒng)(MES)生產過程自動化系統(tǒng)過程自動化子系統(tǒng)智能優(yōu)化控制系統(tǒng)過程自動化子系統(tǒng)過程自動化子系統(tǒng)生產過程集成自動化系統(tǒng)流程工業(yè)生產過程 關 系 數(shù) 據(jù) 庫 計 算 機 網(wǎng) 絡 系 統(tǒng)原料產品多媒體監(jiān)控系統(tǒng) 實 時 數(shù) 據(jù) 庫過程自動化子系統(tǒng)生產過程程綜合自自動化系系統(tǒng)功能能結構圖圖過程綜合自動化系統(tǒng)生產管理系統(tǒng)計算機支撐系統(tǒng)過程控制系統(tǒng)生產計劃生產執(zhí)行過程控制子系統(tǒng)過程控制子系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)庫關系數(shù)據(jù)庫計算機網(wǎng)絡第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)

38、信息息化：數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.3流程工業(yè)業(yè)綜合自自動化系系統(tǒng)生產執(zhí)行行系統(tǒng)功功能生產統(tǒng)計生產計劃管理生產統(tǒng)計生產分析物料平衡生產調度生產信息管理調度執(zhí)行日常數(shù)據(jù)采集生產報告設備管理設備文件設備操作信息收集設備操作設備維護物料管理固定資產質量管理質量信息管理質量索引統(tǒng)計質量統(tǒng)計質量分析綜合查詢與決策調度信息計劃和統(tǒng)計信息能量信息動態(tài)成本控制信息質量控制信息設備管理信息決策支持生產執(zhí)行系統(tǒng)第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息化：數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.3流程工業(yè)業(yè)綜合自自動化系系統(tǒng)生產計劃劃系統(tǒng)功功能生產計劃系統(tǒng)能源計劃能源信息管理能源消耗數(shù)據(jù)收集能源消耗數(shù)

39、據(jù)分析能源設備管理生產作業(yè)計劃生產計劃管理生產統(tǒng)計生產分析物料平衡生產成本計劃成本計劃成本核算成本監(jiān)控成本分析成本控制物料計劃物料采購物料統(tǒng)計物料跟蹤物料分析第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息化：數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.3流程工業(yè)業(yè)綜合自自動化系系統(tǒng)智能優(yōu)化化控制系系統(tǒng)第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息化：數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.3流程工業(yè)業(yè)綜合自自動化系系統(tǒng)智能優(yōu)化化控制系系統(tǒng)功能能第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息化：數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.3流程工業(yè)業(yè)綜合自自動化系系統(tǒng)智能優(yōu)化化控制策策略產量質量成

40、本消耗第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息化：數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.3流程工業(yè)業(yè)綜合自自動化系系統(tǒng)智能優(yōu)化化控制實實施策略略第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息化：數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.3流程工業(yè)業(yè)綜合自自動化系系統(tǒng)酒鋼選礦礦廠介紹紹甘肅酒鋼鋼選礦廠廠是酒泉泉鋼鐵（集團）公司的的原料鐵精礦的的生產廠廠年處理鐵鐵礦石800萬噸礦石含鐵鐵品位33%綜合自動動化系統(tǒng)統(tǒng)案例第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息化：數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.3流程工業(yè)業(yè)綜合自自動化系系統(tǒng)酒鋼選礦礦廠主要要設備礦石處理理:99臺:振動篩、

41、皮帶運運輸與卷卷揚系統(tǒng)統(tǒng)等豎爐焙燒燒:242臺: 22豎爐, 4干選機等等磨礦:115臺: 15球磨機, 8分級機, 7旋流器等等強磁選:55臺: 25磁選機等等弱磁選:脫水:4臺脫水槽槽磁選:30臺: 14磁選機等等濃縮:146臺: 5濃縮大井井等酒鋼選礦礦廠廠景景第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息化：數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.3流程工業(yè)業(yè)綜合自自動化系系統(tǒng)綜合自動動化系統(tǒng)統(tǒng)的結構構硬件結構構圖5綜合自動動化系統(tǒng)統(tǒng)的硬件件結構第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息化：數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.3流程工業(yè)業(yè)綜合自自動化系系統(tǒng)控制系統(tǒng)統(tǒng)照片第九

42、章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息化：數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.3流程工業(yè)業(yè)綜合自自動化系系統(tǒng)礦石處理理控制軟軟件界面面Panoramic view of the FactoryMonitoring view of raw ores processingOperation panel ofraw ores processing第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息化：數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.3流程工業(yè)業(yè)綜合自自動化系系統(tǒng)第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息化：數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.3流程工業(yè)業(yè)綜合自自動化系系統(tǒng) 豎

43、爐焙燒燒過程控控制軟件件界面 Panoramic view of twenty-two roasters Monitoring view of shaft roasterMonitoring view of operation parameters Operation panel of control system第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息化：數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.3流程工業(yè)業(yè)綜合自自動化系系統(tǒng)磨礦過程程控制軟軟件界面面 Monitoring view of milling process Operation panel of control syste

44、m第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息化：數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.3流程工業(yè)業(yè)綜合自自動化系系統(tǒng)磁選過程程控制軟軟件界面面Operation panel of Magnetic dressing process 第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息化：數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.3流程工業(yè)業(yè)綜合自自動化系系統(tǒng)濃縮過程程控制軟軟件界面面 Monitoring view of condensing process Operation panel of condensing process第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息化：

45、數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.3流程工業(yè)業(yè)綜合自自動化系系統(tǒng)豎爐焙燒燒過程優(yōu)優(yōu)化控制制軟件界界面management panel of optimal control system of roasting Input of conditions Results of optimisation第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息化：數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.3流程工業(yè)業(yè)綜合自自動化系系統(tǒng)磨礦過程程優(yōu)化控控制軟件件界面management panel of optimal control system of milling Input of conditions Res

46、ults of optimisation豎爐焙燒燒過程應用效果果Y1W1W2Y2U1W1:燃燒室溫溫度設定定值,Y1:燃燒室溫溫度,W2:加熱煤氣氣流量設設定值,Y2:加熱煤氣氣流量,U1:加熱煤氣氣閥門開開度 圖6豎爐焙燒燒過程實實際控制制曲線第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息化：數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.3流程工業(yè)業(yè)綜合自自動化系系統(tǒng)W3Y3U2W4Y4U3W3:給礦量設設定值,Y3:給礦量,U2:給礦機電電振頻率率,W4:給水量設設定值,Y4:給水量,U3:給水閥門門開度 圖7磨礦過程程實際控控制曲線線磨礦過程程第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企

47、業(yè)信息息化：數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.3流程工業(yè)業(yè)綜合自自動化系系統(tǒng)應用成效效 豎爐焙燒燒過程豎爐臺時時產率:提高0.7T/h (從24.9 T/h到25.62T/h)磁選管回回收率:提高2%磨礦過程程磨礦粒度度(-200目):強磁選:提高2.92%(從72.98%到75.90%)弱磁選:提高2.21%(從72.80%到75.01%)金屬回收收率:提高1.25%-2.01%精礦品位位：提提高0.5設備運轉轉率:提高2.98%減員員:50%第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息化：數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.3流程工業(yè)業(yè)綜合自自動化系系統(tǒng)集成制造造系統(tǒng)是是實現(xiàn)設設計、

48、制制造、管管理一體體化系系統(tǒng)的基基礎計算機集集成制造造系統(tǒng)（ComputerIntegrated ManufacturingSystems，CIMS）現(xiàn)代集成成制造系系統(tǒng)（ContemporaryIntegratedManufacturing Systems，CIMS）第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息化：數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.4離散工業(yè)業(yè)集成制制造系統(tǒng)統(tǒng)集成制造造系統(tǒng)結結構控制系統(tǒng)計劃系統(tǒng)接口訂單管理意外事件管理數(shù)據(jù)采集物料輸運管理物料跟蹤管理工作站管理質量保障統(tǒng)計過程控制操作者管理維護管理供應商管理產品跟蹤文檔/產品數(shù)據(jù)管理過程數(shù)據(jù)/性能分析生產執(zhí)行系統(tǒng)生產

49、計劃系統(tǒng)數(shù)字化產品設計系統(tǒng)數(shù)字化產產品設計計系統(tǒng)計算機輔輔助設計計（ComputerAidedDesign，CAD） 產品數(shù)據(jù)據(jù)管理(ProductData Management，PDM)第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息化：數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.4離散工業(yè)業(yè)集成制制造系統(tǒng)統(tǒng)生產計劃劃系統(tǒng)主導生產產計劃(Master ProductionSchedule)物料需求求計劃( Material RequirementsPlanning)能力需求求計劃( Capacity Requirement Planning)車間場地地控制( ShopFloorControl)采購( Purchasing)物料控制制( InventoryControl )產品數(shù)據(jù)據(jù)( ProductData)費用賬目目( CostAccounting)第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息化：數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.4離散工業(yè)業(yè)集成制制造系統(tǒng)統(tǒng)第九章NMS網(wǎng)絡化制制造與企企業(yè)信息息化9.3企業(yè)信息息化：數(shù)數(shù)字化和和智能化化工廠9.3.4離散工業(yè)業(yè)集成制制造系統(tǒng)統(tǒng)生產執(zhí)行行系統(tǒng)訂單管理理(WorkOrderManagement )工作站管管理( Worksta