企业信息化-数字化和智能化工厂

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1、企业信息化数字化和智能化工厂柴天佑柴天佑东北大学国家冶金自动化工程技术研究中心报告提纲1、信息化是走新型工、信息化是走新型工业化道路必然化道路必然选择2、企、企业信息化的内涵信息化的内涵3、流程工、流程工业综合自合自动化系化系统4、离散工、离散工业集成制造系集成制造系统5、企、企业信息化的信息化的实施策略施策略十六大的报告明确指出： “实现工工业化仍然是我国化仍然是我国现代化代化进程中程中艰巨的巨的历史性任史性任务。信息化是我国加快。信息化是我国加快实现工工业化和化和现代化的代化的必然必然选择。坚持以信息化持以信息化带动工工业化，以化，以工工业化促化促进信息化，走出一条科技含量高、信息化，走出

2、一条科技含量高、经济效益好、效益好、资源消耗低、源消耗低、环境境污染少、人力染少、人力资源源优势得到充分得到充分发挥的新型工的新型工业化路子。化路子。”1、信息化是走新型工业化道路必然选择、信息化是走新型工业化道路必然选择1) 1) 信息化是提高企业知识生产力的最有效的工具信息化是提高企业知识生产力的最有效的工具 现代管理之父杜拉克指出现代管理之父杜拉克指出:“知识生产力将日知识生产力将日益成为一个国家、一个产业、一家公司的竞争实益成为一个国家、一个产业、一家公司的竞争实力的决定性因素力的决定性因素”，“无论什么传统产业，之所无论什么传统产业，之所以能发展壮大，就是因为它们围绕知识和信息进以能

3、发展壮大，就是因为它们围绕知识和信息进行了重组。行了重组。” 采用信息化的手段采用信息化的手段,围绕着生产过程的信息和围绕着生产过程的信息和知识对生产过程进行重组知识对生产过程进行重组,将优秀的生产与操作经将优秀的生产与操作经验、专有技术和知识提炼和融合到上述软件系统验、专有技术和知识提炼和融合到上述软件系统中去，极大地提高生产力。中去，极大地提高生产力。金字塔型组织金字塔型组织 扁平化组织结构扁平化组织结构管理组织层次管理组织层次金字塔型组织：金字塔型组织：生产制造过程董事会总经理生产副总生产班工人生产部生产厂生产车间扁平化扁平化组织结构：组织结构：总经理总经理生产制造过程生产制造过程生产指

4、挥中心生产指挥中心2) 2) 只有通过企业只有通过企业信息化才能实现企业扁平化管理信息化才能实现企业扁平化管理经营决策经营决策企业管理企业管理生产调度生产调度过程优化过程优化过程控制过程控制Purdue 模型模型BPS(Business Planning System)PCS(Process Control System)MES (Manufacturing Execution System)BPS/MES/PC S结构结构实行扁平化管理的几个例子：实行扁平化管理的几个例子：实行扁平化管理的几个例子：实行扁平化管理的几个例子：l l美国通用电器公司从董事长到一般职工，管理层从美国通用电器公司从

5、董事长到一般职工，管理层从美国通用电器公司从董事长到一般职工，管理层从美国通用电器公司从董事长到一般职工，管理层从26262626层减到层减到层减到层减到5 5 5 5层。层。层。层。60606060多个部门组合为多个部门组合为多个部门组合为多个部门组合为12121212个业务部，管理人员减少个业务部，管理人员减少个业务部，管理人员减少个业务部，管理人员减少1/41/41/41/4，1996199619961996年利润居年利润居年利润居年利润居全美榜首。全美榜首。全美榜首。全美榜首。l l日本兴亚电工公司（日本兴亚电工公司（日本兴亚电工公司（日本兴亚电工公司（KOAKOAKOAKOA）废除中

6、层管理职务后，销售额上升）废除中层管理职务后，销售额上升）废除中层管理职务后，销售额上升）废除中层管理职务后，销售额上升14%14%14%14%、利润增加利润增加利润增加利润增加37%37%37%37%。 l l美国美国美国美国IBMIBMIBMIBM公司、英国石油公司和电讯电报公司均做大幅度体制改革，公司、英国石油公司和电讯电报公司均做大幅度体制改革，公司、英国石油公司和电讯电报公司均做大幅度体制改革，公司、英国石油公司和电讯电报公司均做大幅度体制改革，取得显著效果。取得显著效果。取得显著效果。取得显著效果。 韩国浦项钢厂浦项董事长刘常夫认为： 21世纪信息管理将成为浦项生存与发展的关键，建

7、立生产指挥中心： 新产品开发周期由4年缩短到1.5年； 交货期由20-30天缩短到7天； 客户产品库存天数由30天缩短到24天以下； 月决算时间由6天缩短到1天； 标准成本计算时间由35天缩短到3天； 库存原料周转率由8.7次增加到12次。1998年销售额达92亿美元，净利润9.297亿美元， 粗钢产量2560万吨，职工19300人，产量、人均产量均列世界前茅。 辽宁省排山楼金矿辽宁省排山楼金矿 ：黄黄金回收率提高金回收率提高1 1以上；生以上；生产能力由产能力由12001200吨日提高吨日提高到到20002000吨日，剥采比由吨日，剥采比由1010：1 1降低到降低到6.56.5：1 1，选

8、矿，选矿成本由成本由73.0373.03元吨降为元吨降为3737元吨，采矿成本由元吨，采矿成本由5757元元吨降为吨降为4343元吨，人均元吨，人均劳动生产率劳动生产率7575万元，是同万元，是同类企业的平均水平的类企业的平均水平的1717倍。倍。( (图一所示图一所示) ) 图一图一 排山楼金矿排山楼金矿据美国MESA1996年调查统计结果生产周期时间缩短率为生产周期时间缩短率为35%;35%;数据输入时间缩短率为数据输入时间缩短率为36%;36%;在制品削减率为在制品削减率为32%;32%;文书工作削减率为文书工作削减率为67%;67%;交货期缩短率为交货期缩短率为22%;22%;不合格产

9、品减低率为不合格产品减低率为22%;22%;文书丢失减少率为文书丢失减少率为55%.55%.据美国ARC公司调查,基于三级结构的MES可获得效益为:质量提高19.2%,劳动生产率提高13.5%,产量提高11.5%.n n1999199919991999年年年年，美美美美国国国国“ “财财财财富富富富” ”杂杂杂杂志志志志发发发发表表表表文文文文章章章章称称称称MESMESMESMES是是是是 “ “ERPERPERPERP市市市市场场场场的的的的挑挑挑挑战战战战者者者者” ”。该该该该文文文文介介介介绍绍绍绍年年年年产产产产值值值值16161616亿亿亿亿美美美美 元元元元 的的的的 美美美美

10、 国国国国 化化化化 纤纤纤纤 企企企企 业业业业 UnifiUnifiUnifiUnifi公公公公 司司司司 ， 其其其其 下下下下 属属属属YadkinvilleYadkinvilleYadkinvilleYadkinville厂厂厂厂应应应应用用用用MESMESMESMES软软软软件件件件后后后后，效效效效益益益益增增增增加加加加69%69%69%69%，实际增效，实际增效，实际增效，实际增效1600160016001600万美元。万美元。万美元。万美元。n n基基基基于于于于ERP/MES/PCSERP/MES/PCSERP/MES/PCSERP/MES/PCS三三三三级级级级结结结结

11、构构构构的的的的MESMESMESMES软软软软件件件件得得得得到到到到广广广广泛泛泛泛应应应应用用用用，据据据据美美美美国国国国MESAMESAMESAMESA调调调调查查查查，美美美美国国国国MESMESMESMES软软软软件件件件市市市市场场场场规规规规模模模模：1993199319931993年年年年为为为为1.51.51.51.5亿亿亿亿美美美美元元元元，1994199419941994年年年年和和和和1995199519951995年年年年年年年年增增增增长长长长率率率率为为为为30%30%30%30%，1996199619961996年年年年达达达达到到到到8.658.658.6

12、58.65亿亿亿亿美美美美元元元元，1998199819981998年年年年10.110.110.110.1亿美元，予计亿美元，予计亿美元，予计亿美元，予计2003200320032003年将增加三倍。年将增加三倍。年将增加三倍。年将增加三倍。 3）生产制造过程的信息化是实现综合生产 指标优化的保证欧洲钢铁工业技术发展指南指出：欧洲钢铁工业技术发展指南指出：“对于对于降低生产成本、提高产品质量、减少环境降低生产成本、提高产品质量、减少环境污染和资源消耗只能通过全流程自动控制污染和资源消耗只能通过全流程自动控制系统的优化设计来实现系统的优化设计来实现”。 ( (Charbonnier Charb

13、onnier etet alal.1999).1999)综合生产指标的分解综合生产指标的分解产产产产量量量量质质质质量量量量成成成成本本本本生产计划生产计划生产计划生产计划生产制造执行生产制造执行生产制造执行生产制造执行优化控制优化控制优化控制优化控制消消消消耗耗耗耗综合生产指标：综合生产指标：综合生产指标：综合生产指标：产量、质量、产量、质量、产量、质量、产量、质量、 成本、消耗成本、消耗成本、消耗成本、消耗综合综合综合综合生产生产生产生产指标指标指标指标模型模型模型模型各工段各工段各工段各工段生产指标生产指标生产指标生产指标关键关键关键关键工艺工艺工艺工艺参数参数参数参数设定设定设定设定模

14、型模型模型模型各工序各工序各工序各工序关键工关键工关键工关键工艺参数艺参数艺参数艺参数指标指标指标指标优化优化优化优化系统系统系统系统4）生产制造过程的信息化是实现敏捷制造的保证 qq现代化的通讯网络将世界连成一体，经济全球化进现代化的通讯网络将世界连成一体，经济全球化进现代化的通讯网络将世界连成一体，经济全球化进现代化的通讯网络将世界连成一体，经济全球化进 程使世界变成了一个统一的市场，致使产品市场竞程使世界变成了一个统一的市场，致使产品市场竞程使世界变成了一个统一的市场，致使产品市场竞程使世界变成了一个统一的市场，致使产品市场竞争国际化；争国际化；争国际化；争国际化；qq产品的品种越来越丰

15、富，产品的批次和批量越来产品的品种越来越丰富，产品的批次和批量越来产品的品种越来越丰富，产品的批次和批量越来产品的品种越来越丰富，产品的批次和批量越来 越少，产品的开发周期越来越短。越少，产品的开发周期越来越短。越少，产品的开发周期越来越短。越少，产品的开发周期越来越短。qq敏捷制造（敏捷制造（敏捷制造（敏捷制造（Agile ManufacturingAgile ManufacturingAgile ManufacturingAgile Manufacturing）把动态灵活的）把动态灵活的）把动态灵活的）把动态灵活的虚拟组织机构、先进的柔性制造技术和高素质的人虚拟组织机构、先进的柔性制造技术

16、和高素质的人虚拟组织机构、先进的柔性制造技术和高素质的人虚拟组织机构、先进的柔性制造技术和高素质的人员进行全面的集成。员进行全面的集成。员进行全面的集成。员进行全面的集成。qq敏捷制造将使企业实现敏捷制造将使企业实现敏捷制造将使企业实现敏捷制造将使企业实现FTQCSFTQCSFTQCSFTQCS战略目标，即产品的战略目标，即产品的战略目标，即产品的战略目标，即产品的功能功能功能功能(F)(F)(F)(F)全，开发周期全，开发周期全，开发周期全，开发周期(T)(T)(T)(T)短，质量短，质量短，质量短，质量(Q)(Q)(Q)(Q)高，成本高，成本高，成本高，成本(C)(C)(C)(C)低，并能

17、为用户提供更好的服务低，并能为用户提供更好的服务低，并能为用户提供更好的服务低，并能为用户提供更好的服务(S)(S)(S)(S)。 qq建立虚拟企业和发展敏捷制造技术是实现敏捷制造建立虚拟企业和发展敏捷制造技术是实现敏捷制造建立虚拟企业和发展敏捷制造技术是实现敏捷制造建立虚拟企业和发展敏捷制造技术是实现敏捷制造的两个坚实基础。的两个坚实基础。的两个坚实基础。的两个坚实基础。qq信息技术是建立虚拟企业和实现虚拟制造的关键使信息技术是建立虚拟企业和实现虚拟制造的关键使信息技术是建立虚拟企业和实现虚拟制造的关键使信息技术是建立虚拟企业和实现虚拟制造的关键使能技术。能技术。能技术。能技术。敏捷制造使企

18、业管理从金字塔式的多层结构走向扁平化结构企企 业业工工 厂厂单单 元元工作站工作站车车 间间设设 备备计计 划划执执 行行控控 制制（a）多级递阶）多级递阶（b）分布式）分布式纵纵向向集集成成纵纵横横向向综综合合集集成成“小而全小而全小而全小而全”“”“大而全大而全大而全大而全” ”企企企企业业业业突出核心竞争力企业突出核心竞争力企业突出核心竞争力企业突出核心竞争力企业敏捷制造使企业“大而全”“小而全”的组织模式走向分工协作突出核心竞争力的模式零部件零部件1车间车间零部件零部件2车间车间零部件零部件n车间车间零部件零部件车间车间市场市场供应供应后勤后勤保障保障设计设计组装组装车间车间企业组织企

19、业组织模式模式零部件零部件1厂厂零部件零部件2厂厂零部件厂零部件厂n零部件厂零部件厂设计设计集成集成外部企业协作外部企业协作市场市场供应供应后勤后勤保障保障核心零核心零件制造件制造企业核心技术企业核心技术敏捷制造的关键技术 q支持敏捷制造的使能技术：资源共享、信息支持敏捷制造的使能技术：资源共享、信息支持敏捷制造的使能技术：资源共享、信息支持敏捷制造的使能技术：资源共享、信息服务、虚拟制造、并行工程、建模服务、虚拟制造、并行工程、建模服务、虚拟制造、并行工程、建模服务、虚拟制造、并行工程、建模/ /仿真和人仿真和人仿真和人仿真和人工智能等工智能等工智能等工智能等; ; ; ; q 资源优化资源

20、优化资源优化资源优化, ,包括供应链的建模和管理包括供应链的建模和管理包括供应链的建模和管理包括供应链的建模和管理; ; ; ;q 网络平台网络平台网络平台网络平台(Internet/Intranet/Extranet)(Internet/Intranet/Extranet)(Internet/Intranet/Extranet)(Internet/Intranet/Extranet)。造船工业案例分析 韩国造船企业通过高度信息化和自动化，走集成造船的发韩国造船企业通过高度信息化和自动化，走集成造船的发韩国造船企业通过高度信息化和自动化，走集成造船的发韩国造船企业通过高度信息化和自动化，走集成

21、造船的发展道路，逐步向敏捷制造模式迈进，韩国成为当今世界第一造展道路，逐步向敏捷制造模式迈进，韩国成为当今世界第一造展道路，逐步向敏捷制造模式迈进，韩国成为当今世界第一造展道路，逐步向敏捷制造模式迈进，韩国成为当今世界第一造船大国。船大国。船大国。船大国。q 韩国造船业发展纵向比较：I IIIIIIIIIIIIVIVV V时间时间1972197619721976（三五计划期间）（三五计划期间）1977198119771981（四五计划期间）（四五计划期间）1982199119821991（五五（五五/ /六五计划期间）六五计划期间）1992199619921996（七五计划期间）（七五计划期间

22、）1997200119972001（八五计划期间）（八五计划期间）期末造船能期末造船能力、产量力、产量能力：能力：143143万总吨万总吨产量：产量： 8181万总吨万总吨能力：能力：400400万总吨万总吨产量：产量： 9393万总吨万总吨能力：能力：600600万总吨万总吨产量：产量：350350万总吨万总吨能力：能力：10001000万总吨万总吨产量：产量： 738738万总吨万总吨能力：能力：13001300万总吨万总吨产量：产量：11611161万总吨万总吨期末年期末年出口额出口额3.03.0亿美元亿美元8.98.9亿美元亿美元41.341.3亿美元亿美元71.371.3亿美元亿美元

23、97.097.0亿美元亿美元产品发展产品发展建造建造2020万吨以上巨万吨以上巨型油船等简单船种型油船等简单船种建造中小型集装箱建造中小型集装箱向、滚装船以及成向、滚装船以及成品油船、化学品船品油船、化学品船等复杂船舶等复杂船舶能建造各种复杂船舶、能建造各种复杂船舶、有些属世界最先进船有些属世界最先进船舶舶大规模进入型集装大规模进入型集装箱船市场，在大型箱船市场，在大型油船和集装箱船和油船和集装箱船和集装箱船市场占主集装箱船市场占主导地位导地位大规模进入并主导大规模进入并主导LNGLNG船市场，在大船市场，在大型油船、集装箱船型油船、集装箱船市场占主导地位市场占主导地位造船配套设造船配套设备自

24、给率备自给率不足不足25%25%45%45%50% 60%50% 60%75%75%85%85%造船产量在造船产量在世界上地位世界上地位19731973年居第年居第1616位位19811981年居第年居第2 2位位居第居第2 2位位居第居第2 2位位居第居第1 1位位（2000200320002003）q 韩国与中国造船业的横向比较（2001年）：指标指标 韩国韩国中国中国市场份额市场份额33%33%11%11%产量（万产量（万CGTCGT）533.5533.5177.8177.8生产效率（工时生产效率（工时/CGT/CGT）13135858175K B/C 175K B/C 总工时总工时30

25、30万万100100万万B/CB/C开工到交船时间开工到交船时间7.57.5个月个月13.513.5个月个月VLCCVLCC（船坞周期）（船坞周期）22个月个月5 5个月个月预舾装率预舾装率90%90%80%80%钢材利用率钢材利用率90%90%80%80%2、企业信息化的内涵q 制造制造业特点：特点： 离散制造离散制造业 流程工流程工业 混合制造混合制造业 1、调度和协调复杂调度和协调复杂 产品部件多产品部件多，可以独立加工可以独立加工，生产流程能够并行、异步进行生产流程能够并行、异步进行；对于某对于某一产品常有多种实现路径可供选择一产品常有多种实现路径可供选择，设备功能冗余度大设备功能冗余

26、度大，因此因此增加了增加了调度和协调的复杂性。调度和协调的复杂性。 2、资源管理复杂资源管理复杂 由由于于每每个个操操作作可可能能涉涉及及不不同同的的物物料料、设设备备、工工具具及及文文档档等等资资源源，这这些些资资源源离离散散地地分分布布在在企企业业中中，因因此此在在异异步步、并并发发的的离离散散流流程程中中资资源源管管理理复杂。复杂。 3、控制量相互独立控制量相互独立、流程切换代价小流程切换代价小 产品生产主要通过位移、角度等作为控制量进行物理加工产品生产主要通过位移、角度等作为控制量进行物理加工，设备控制设备控制参数由设计决定参数由设计决定，不受物料物性影响不受物料物性影响，设备间独立性

27、强。流程切换不设备间独立性强。流程切换不存在象连续工业那样复杂的启停和清洗过程存在象连续工业那样复杂的启停和清洗过程，主要是加工程序的上载主要是加工程序的上载和刀具的更换和刀具的更换，所以切换代价较小。所以切换代价较小。 4、劳力密集型、自动化水平相对较低劳力密集型、自动化水平相对较低 离散制造业企业由于是离散加工，产品的质量和生产率很大程度依赖离散制造业企业由于是离散加工，产品的质量和生产率很大程度依赖于工人的技术水平，自动化主要在单元级，例如数控机床、柔性制造于工人的技术水平，自动化主要在单元级，例如数控机床、柔性制造系统等，因此系统等，因此,离散制造业是一个人员密集型行业，自动化水平相对

28、较离散制造业是一个人员密集型行业，自动化水平相对较低。低。 q 离散制造离散制造业的特点的特点q 流程工流程工业的特点的特点 1、复、复杂性性主要的流程工主要的流程工业涉及到原材料和能源的生涉及到原材料和能源的生产加工行加工行业，如冶金（，如冶金（钢铁、有色、黄金）、有色、黄金）、石油化工、石油化工、电力等；我国力等；我国资源的特点：源的特点：贫矿多，多，难于提于提炼，因而其生，因而其生产加工加工过程程复复杂；金字塔式的管理模式是金字塔式的管理模式是层次多，次多，经营管理、制造管理、制造执行等行等过程的信息程的信息获取、控制与管取、控制与管理涉及的理涉及的变量与参数多，量与参数多，过程的模型程

29、的模型难于描述。于描述。 2、技、技术密集型密集型生生产过程涉及到工程涉及到工艺、机械装、机械装备、自、自动控制、工控制、工业工程等工程等专业知知识、经验、专有技有技术。人人 先进技术先进技术 服务型工厂服务生产服务生产环保型工厂资源再生资源再生创造型工厂先进技术生产先进技术生产自动化工厂基础产品生产基础产品生产信息信息基础结构基础结构生产生产 应用应用 应用技术应用技术 成熟技术成熟技术环境技术环境技术机器机器q 数字化与智能化工厂以信息技术为基础的先进制造技术结构以信息技术为基础的先进制造技术结构q 数字化与智能化工厂制造过程数字化、自动化、制造过程数字化、自动化、虚拟化、智能化虚拟化、智

30、能化生产生产过程数字化、自动化、过程数字化、自动化、虚拟化、智能化虚拟化、智能化管理数字化与智能决策管理数字化与智能决策设计数字化、协同化、虚拟化、智能化设计数字化、协同化、虚拟化、智能化企业数字化与智能化1）离散制造）离散制造业数字化与智能化数字化与智能化设计数字化、数字化、协同化、虚同化、虚拟化、智能化化、智能化制造制造过程数字化、自程数字化、自动化、虚化、虚拟化、智能化化、智能化管理数字化与智能决策管理数字化与智能决策2）流程工）流程工业数字化与智能化数字化与智能化工工艺设计数字化、数字化、协同化、虚同化、虚拟化、智能化化、智能化生生产过程数字化程数字化、自、自动化、虚化、虚拟化、智能化

31、化、智能化生生产管理数字化管理数字化智能决策智能决策q企业信息化的内涵企业信息化的内涵将信息技术用于企业产品设计（工艺设将信息技术用于企业产品设计（工艺设计）、制造（生产）、管理（生产管理计）、制造（生产）、管理（生产管理和经营管理）和销售的全过程，以提高和经营管理）和销售的全过程，以提高企业的市场应变能力和竞争能力。企业的市场应变能力和竞争能力。q 企业信息化的内容设计信息化（信息化（产品品设计和工和工艺设计）计算机辅助设计计算机辅助设计(CAD)(CAD)并行工程并行工程虚拟制造与流程模拟虚拟制造与流程模拟 设计过程管理设计过程管理(PDM)(PDM)企企业管理信息化管理信息化企业资源（企

32、业资源（ERPERP）制造执行（制造执行（MESMES）生生产制造制造过程自程自动化化优化控制与过程控制优化控制与过程控制 加工设备机电一体化加工设备机电一体化集成化（集成化（强调企企业内部信息集成）内部信息集成）设计、制造、管理一体化设计、制造、管理一体化 一体化过程控制一体化过程控制网网络化（化（强调企企业间的的资源源优化）化）q 流程工业一体化过程控制流程工流程工业一体化一体化过程控制技程控制技术是将与是将与产品的品的质量、量、产量、量、成本相关的成本相关的经济技技术指指标自自动转化化为流程工流程工业生生产过程各程各工序自工序自动控制系控制系统参数，从而保参数，从而保证达到达到产品的微品

33、的微观组织和和最最终性能的高技性能的高技术。流程工流程工业一体化一体化过程控制技程控制技术已已经成成为国国际上工上工业领域的域的高技高技术发展潮流和方向。研展潮流和方向。研发工工业生生产一体化的一体化的过程控制程控制系系统已已经成成为国国际上高技上高技术研研发机构与高技机构与高技术公司的研究公司的研究热点，美国点，美国I2等高技等高技术公司已公司已经研研发出某种材料生出某种材料生产一体一体化化过程控制程控制软件系件系统，虽然然实现了部分功能，但了部分功能，但应用用钢铁等材料生等材料生产企企业，取得，取得显著的著的经济效益。效益。流程工流程工业一体化一体化过程控制系程控制系统是是实现流程工流程工

34、业信息化的关信息化的关键，是提高流程工，是提高流程工业生生产效率和效率和产品品质量、减少量、减少资源消耗源消耗的有效途径。的有效途径。离散工离散工业设计、制造、管理一体化是将信息技、制造、管理一体化是将信息技术、现代管理技代管理技术和先和先进设计制造技制造技术结合，合，应用于企用于企业产品全生命周期（从市品全生命周期（从市场需求到最需求到最终报废处理）的各个理）的各个阶段。通段。通过信息集成、信息集成、过程程优化及化及资源源优化，化，实现物流、物流、信息流、信息流、资金流的金流的继承与承与优化运行，达到人（化运行，达到人（组织、管理）、管理）、经营和技和技术三要素的集成，以三要素的集成，以缩短

35、企短企业新新产品开品开发的的时间（T T）、提高）、提高产品品质量量(Q) (Q) 、降低成本、降低成本(C) (C) 、改善服、改善服务(S) (S) 、清、清洁环境（境（E E），从而提高企），从而提高企业的市的市场应变能力和能力和竞争能力。争能力。离散工离散工业设计、制造、管理一体化技、制造、管理一体化技术是全世界制造工是全世界制造工业领域的高技域的高技术发展潮流和方向。以展潮流和方向。以实现敏捷制造敏捷制造为目目标的的设计、制造、管理一体化技、制造、管理一体化技术，已，已经成成为国国际上高技上高技术研研发机构与高技机构与高技术公司的研究公司的研究热点，它不点，它不仅成成为制造制造业不断

36、推出新不断推出新产品、快速响品、快速响应不可不可预测的市的市场并并赢得得竞争的主争的主要手段，而且成要手段，而且成为信息信息时代提高企代提高企业竞争能力的争能力的综合性高新技合性高新技术。如。如韩国国现代重工与美国代重工与美国PTCPTC公司合作开公司合作开发以以WindeHillWindeHill为核心的核心的设计、制造、制造、管理一体化系管理一体化系统，已，已经使企使企业获得了良好的得了良好的经济效益和社会效益。效益和社会效益。 离散工离散工业设计、制造、管理一体化系、制造、管理一体化系统具有集成化、数字化、智能化、具有集成化、数字化、智能化、敏捷化、网敏捷化、网络化、化、绿色化的色化的发

37、展展趋势，使企，使企业能能够从容从容应付快速付快速变化的化的市市场，获得企得企业的的长期效益期效益, ,最最终使企使企业实现TQCSETQCSE战略目略目标。q 离散工业设计、制造、管理一体化离散工业设计、制造、管理一体化3、流程工业综合自动化系统q 综合自合自动化系化系统是流程工是流程工业信息化的基信息化的基础 工工业过程程综合自合自动化系化系统将生将生产过程的生程的生产工工艺技技术、设备运行技运行技术和生和生产过程管理技程管理技术集成起集成起来，来，实现生生产过程的程的优化控制、化控制、优化运行和化运行和优化化管理，从而保管理，从而保证与与产品品质量、成本、量、成本、质量相关的量相关的综合

38、生合生产指指标优化。化。q 企业综合自动化系统结构数据库计算机网络ERP层层PCS层层MES层层企业管控一体化系统总体结构框架示意图企业管控一体化系统总体结构框架示意图运输质检原料库房产品库房计量关关系系数数据据库库系系统统实实时时数数据据库库系系统统运输质检计量 计计算算机机网网络络系系统统生产管理q 基于基于基于基于ERP/MES/PCSERP/MES/PCSERP/MES/PCSERP/MES/PCS三层结构的综合自动化系统三层结构的综合自动化系统三层结构的综合自动化系统三层结构的综合自动化系统q 生产过程综合自动化系统生产过程管理系统生产过程控制系统计算机支撑系统q 生产过程综合自动化

39、系统结构计划管理生产作业计划物料计划能源计划生产成本计划生产统计生产调度物料控制与管理能源管理生产成本控制与管理生产执行设备管理综合信息查询与辅助决策质量管理生 产 过 程 信 息 处 理 系 统生产管理系统生产管理系统(MES)生产过程自动化系统过程自动化子系统智能优化控制系统过程自动化子系统过程自动化子系统生产过程集成自动化系统生产过程集成自动化系统流程工业生产过程流程工业生产过程 关关 系系 数数 据据 库库 计计 算算 机机 网网 络络 系系 统统原料原料产品产品多媒体监控系统 实实 时时 数数 据据 库库过程自动化子系统q 生产过程综合自动化系统功能结构图过程过程综合综合自动化自动化

40、系统系统生产管理系统生产管理系统计算机支撑系统计算机支撑系统过程控制系统过程控制系统生产计划生产计划生产执行生产执行过程控制子系统过程控制子系统过程控制子系统过程控制子系统实时数据库实时数据库关系数据库关系数据库计算机网络计算机网络q 生生产执行系行系统功能功能生产统计生产统计生产计划管理生产计划管理生产统计生产统计生产分析生产分析物料平衡物料平衡生产调度生产调度生产信息管理生产信息管理调度执行调度执行日常数据采集日常数据采集生产报告生产报告设备管理设备管理设备文件设备文件设备操作信息收集设备操作信息收集设备操作设备操作设备维护设备维护物料管理物料管理固定资产固定资产质量管理质量管理质量信息管

41、理质量信息管理质量索引统计质量索引统计质量统计质量统计质量分析质量分析综合查询与决策综合查询与决策调度信息调度信息计划和统计信息计划和统计信息能量信息能量信息动态成本控制信息动态成本控制信息质量控制信息质量控制信息设备管理信息设备管理信息决策支持决策支持生产生产执行执行系统系统q 生生产计划系划系统功能功能生产生产计划计划系统系统能源计划能源计划能源信息管理能源信息管理能源消耗数据收集能源消耗数据收集能源消耗数据分析能源消耗数据分析能源设备管理能源设备管理生产作业计划生产作业计划生产计划管理生产计划管理生产统计生产统计生产分析生产分析物料平衡物料平衡生产成本计划生产成本计划成本计划成本计划成本

42、核算成本核算成本监控成本监控成本分析成本分析成本控制成本控制物料计划物料计划物料采购物料采购物料统计物料统计物料跟踪物料跟踪物料分析物料分析q 智能优化控制系统q 智能优化控制系统功能智能优化控制系统功能q 智能优化控制策略智能优化控制策略产量质量成本消耗q 智能优化控制实施策略智能优化控制实施策略q 综合自动化系统案例酒钢选矿厂介绍酒钢选矿厂介绍甘肃酒钢选矿厂是酒泉钢铁（集团）公司的原料甘肃酒钢选矿厂是酒泉钢铁（集团）公司的原料 铁精矿的生产厂铁精矿的生产厂年处理铁矿石年处理铁矿石800万吨万吨矿石含铁品位矿石含铁品位33%n n酒钢选矿厂主要设备酒钢选矿厂主要设备酒钢选矿厂主要设备酒钢选矿

43、厂主要设备矿石处理矿石处理: 99台台: 振动筛、皮带运输与卷扬系统等振动筛、皮带运输与卷扬系统等竖炉焙烧竖炉焙烧: 242台台: 22竖炉竖炉, 4 干选机等干选机等 磨矿磨矿: 115台台: 15球磨机球磨机, 8分级机分级机, 7 旋流器等旋流器等强磁选强磁选: 55台台: 25 磁选机等磁选机等弱磁选弱磁选: 脱水脱水:4 台脱水槽台脱水槽 磁选磁选: 30台台: 14 磁选机等磁选机等浓缩浓缩: 146台台: 5 浓缩大井等浓缩大井等q 酒钢选矿厂厂景酒钢选矿厂厂景q 综合自动化系统的结构综合自动化系统的结构硬件结构硬件结构图5 综合自动化系统的硬件结构q 控制系控制系统照片照片q矿

44、石处理控制软件界面矿石处理控制软件界面矿石处理控制软件界面矿石处理控制软件界面Panoramic view of the FactoryMonitoring view of raw ores processingOperation panel ofraw ores processing q竖炉焙烧过程控制软件界面竖炉焙烧过程控制软件界面竖炉焙烧过程控制软件界面竖炉焙烧过程控制软件界面 Panoramic view of twenty-two roasters Monitoring view of shaft roasterMonitoring view of operation paramet

45、ers Operation panel of control systemq磨矿过程控制软件界面磨矿过程控制软件界面磨矿过程控制软件界面磨矿过程控制软件界面 Monitoring view of milling process Operation panel of control systemq 磁选过程控制软件界面磁选过程控制软件界面磁选过程控制软件界面磁选过程控制软件界面Operation panel of Magnetic dressing process q浓缩过程控制软件界面浓缩过程控制软件界面浓缩过程控制软件界面浓缩过程控制软件界面 Monitoring view of conde

46、nsing process Operation panel of condensing processq 竖炉焙烧过程优化控制软件界面竖炉焙烧过程优化控制软件界面竖炉焙烧过程优化控制软件界面竖炉焙烧过程优化控制软件界面management panel of optimal control system of roasting Input of conditions Results of optimisationq磨矿过程优化控制软件界面磨矿过程优化控制软件界面磨矿过程优化控制软件界面磨矿过程优化控制软件界面management panel of optimal control system o

47、f milling Input of conditions Results of optimisationY1W1W2Y2U1n nW1: W1: 燃烧室温度设定值燃烧室温度设定值 , , n nY1:Y1: 燃烧室温度燃烧室温度, , n nW2:W2: 加热煤气流量设定值加热煤气流量设定值 , , n nY2:Y2: 加热煤气流量加热煤气流量, , n nU1: U1: 加热煤气阀门开度加热煤气阀门开度 图图 6 6 竖炉焙烧过程实际控制曲线竖炉焙烧过程实际控制曲线q竖炉焙烧过程竖炉焙烧过程竖炉焙烧过程竖炉焙烧过程q 应用效果应用效果W3Y3U2W4Y4U3n nW3: W3: 给矿量设定

48、值给矿量设定值, , n nY3: Y3: 给矿量给矿量, , n nU2: U2: 给矿机电振频率给矿机电振频率, , n nW4: W4: 给水量设定值给水量设定值, , n nY4: Y4: 给水量给水量, , n nU3: U3: 给水阀门开度给水阀门开度 图图 7 7 磨矿过程实际控制曲线磨矿过程实际控制曲线q 磨矿过程磨矿过程磨矿过程磨矿过程q 应用成效应用成效应用成效应用成效 竖炉焙烧过程竖炉焙烧过程竖炉焙烧过程竖炉焙烧过程 竖炉台时产率竖炉台时产率竖炉台时产率竖炉台时产率: : 提高提高 0.7 T/h (0.7 T/h (从从 24.9 T/h 24.9 T/h 到到 25.

49、62 T/h)25.62 T/h) 磁选管回收率磁选管回收率磁选管回收率磁选管回收率: : 提高提高 2%2% 磨矿过程磨矿过程磨矿过程磨矿过程 磨矿粒度磨矿粒度磨矿粒度磨矿粒度 (-200(-200目目目目) ): : 强磁选强磁选: :提高提高 2.92% (2.92% (从从 72.98% 72.98% 到到 75.90%)75.90%) 弱磁选弱磁选: :提高提高 2.21% (2.21% (从从 72.80% 72.80% 到到 75.01%) 75.01%) 金属回收率金属回收率金属回收率金属回收率: : : : 提高提高提高提高 1.25%-2.01%1.25%-2.01%1.2

50、5%-2.01%1.25%-2.01% 精矿品位精矿品位精矿品位精矿品位 ： 提高提高提高提高0.50.50.50.5 设备运转率设备运转率设备运转率设备运转率: : : : 提高提高提高提高 2.98%2.98%2.98%2.98% 减减减减 员员员员: : : : 50%50%50%50% 4、离散工业集成制造系统q集集成成制制造造系系统统是是实实现现设设计计、制制造造、管管理理一一 体化系统的基础体化系统的基础 q计算机集成制造系统计算机集成制造系统（Computer Integrated Manufacturing SystemsComputer Integrated Manufact

51、uring Systems，CIMSCIMS）q现代集成制造系统现代集成制造系统（ Contemporary Integrated Manufacturing SystemsContemporary Integrated Manufacturing Systems，CIMS CIMS ）q集成制造系统结构控制系统计划系统接口订单管理意外事件管理数据采集物料输运管理物料跟踪管理工作站管理质量保障统计过程控制操作者管理维护管理供应商管理产品跟踪文档/产品数据管理过程数据/性能分析生产执行系统生产计划系统数字化产品设计系统数字化产品设计系统q计算机辅助设计 （Computer Aided Desig

52、n， CAD） q产品数据管理 (Product Data Management ，PDM ) 生产计划系统q主导生产计划(Master Production Schedule )q物料需求计划( Material Requirements Planning)q能力需求计划( Capacity Requirement Planning)q车间场地控制( Shop Floor Control)q采购( Purchasing)q物料控制( Inventory Control )q产品数据( Product Data )q费用账目( Cost Accounting )生产执行系统q订单管理(Work

53、 Order Management )q工作站管理( Workstation Management )q物料跟踪管理( Inventory Tracking and Management )q物料输运管理( Material Movement Management )q数据采集( Data Collection )q意外事件管理( Exception Management)q维护管理功能( Maintenance Management function)q操作者管理( Time and Attendance function)q统计过程控制功能( Statistical Process Con

54、trol function)q质量保障功能( Quality Assurance function)q过程数据/性能分析功能( Process Data/Performance Analysis function)q文档/产品数据管理( Documentation/Product Data Management function)q产品跟踪功能( Genealogy/Product Traceability function)q供应商管理功能( Supplier Management )控制系统q机械设备(Machine Tool)q传感器( Oven Sensor )q存储/回收系统( St

55、orage/Retrieval System )q机器人( Robots )q工作单元( Work Cells )q过程系统( Process system )q工具存储( Tool Storage )q运输系统( Conveyor system )5、企业信息化的实施策略不成功的比例相当高：美国计算机世界 信息化项目 3045%在完成前就失败了 50%以上项目超出预算和进度的200%或更多 q 充分认识实施企业信息化的风险充分认识实施企业信息化的风险充分认识实施企业信息化的风险充分认识实施企业信息化的风险信息化项目的实施往往不理想、不成功。信息化项目的实施往往不理想、不成功。英英国国牛牛津津

56、大大学学出出版版的的“信信息息系系统统风风险险管管理理报报告告”：19791979年年对对5757个项目的调查个项目的调查46%46%拖期，平均拖期，平均7 7个月个月59%59%超过预算超过预算19821982年年75%75%长期没有完成技术开发或开发出来不能应用长期没有完成技术开发或开发出来不能应用19871987年年75%75%的生产与库存管理失败的生产与库存管理失败19951995年年365365家企业家企业 31%31%在完成前被取消在完成前被取消 53%53%超预算超预算或没有达到预定功能或没有达到预定功能对对36823682个项目的调查只有个项目的调查只有12%12%按时按预算完

57、成按时按预算完成德国1992年对1000家MRPII项目的调查达到预期目标的仅占20%我国80年代末政府办公自动化项目大多数 失败80年代到90年代初的同MRPII，失败 比例很高失败或不成功的原因：高度复高度复杂性性高度高度动态性性干干扰性性数字化与智能化的数字化与智能化的难度度与制造的模式、管理的模式和生与制造的模式、管理的模式和生产流程合理性密切相关流程合理性密切相关一把手工程一把手工程结合企合企业改革和流程重改革和流程重组实现扁平化扁平化坚持在使用中不断的改持在使用中不断的改进与更新与更新总体体规划、分步划、分步实施施突出重点、解决关突出重点、解决关键 关关键系系统流程工流程工业：过程

58、程优化控制系化控制系统、生、生产成本控制系成本控制系统、生、生产过程管理与程管理与过程控制一程控制一体化系体化系统 离散工离散工业：数字化：数字化产品品设计系系统、作、作业计划与划与调度系度系统、设计与制造一体化系与制造一体化系统以提高企以提高企业知知识生生产力力为目目标，不断提高信息化系，不断提高信息化系统的知的知识含量含量与制造模式与管理模式的与制造模式与管理模式的创新相新相结合合融入企融入企业的的专有技有技术开开发者和使用者密切合作者和使用者密切合作研研发人人员与与设计（工（工艺）工程）工程师、设备工程工程师、管理者密切合作、管理者密切合作q 减少信息化项目风险的策略减少信息化项目风险的策略减少信息化项目风险的策略减少信息化项目风险的策略谢谢大家！