第一篇：智能制造工程實施指南(2016-2020)

智能制造工程實施指南

（2016-2020）

為貫徹落實《中國制造2025》，組織實施好智能制造工程（以下簡稱“工程”），特編制本指南。

一背景

自國際金融危機發生以來，隨著新一代信息通信技術的快速發展及與先進制造技術不斷深度融合，全球興起了以智能制造為代表的新一輪產業變革，數字化、網絡化、智能化日益成為未來制造業發展的主要趨勢。世界主要工業發達國家加緊謀篇布局，紛紛推出新的重振制造業國家戰略，支持和推動智能制造發展，以重塑制造業競爭新優勢。為加速我國制造業轉型升級、提質增效，國務院發布實施《中國制造2025》，并將智能制造作為主攻方向，加速培育我國新的經濟增長動力，搶占新一輪產業競爭制高點。

當前，我國制造業尚處于機械化、電氣化、自動化、信息化并存，不同地區、不同行業、不同企業發展不平衡的階段。發展智能制造面臨關鍵技術裝備受制于人、智能制造標準/軟件/網絡/信息安全基礎薄弱、智能制造新模式推廣尚未起步、智能化集成應用緩慢等突出問題。相對工業發達國家，推動我國制造業智能轉型，環境更為復雜，形勢更為嚴峻，任務更加艱巨。

《中國制造2025》明確將智能制造工程作為政府引導推動的五個工程之一，目的是更好地整合全社會資源，統籌兼顧智能制造各個關鍵環節，突破發展瓶頸，系統推進技術與裝備開發、標準制定、新模式培育和集成應用。加快組織實施智能制造工程，對于推動《中國制造2025》十大重點領域率先突破，促進傳統制造業轉型升級，實現制造強國目標具有重大意義。

二總體要求

加快貫徹落實《中國制造2025》總體戰略部署，牢固樹立創新、協調、綠色、開放、共享的新發展理念，以構建新型制造體系為目標，以推動制造業數字化、網絡化、智能化發展為主線，堅持“統籌規劃、分類施策、需求牽引、問題導向、企業主體、協同創新、遠近結合、重點突破”的原則，將制造業智能轉型作為必須長期堅持的戰略任務，分步驟持續推進。“十三五”期間同步實施數字化制造普及、智能化制造示范，重點聚焦“五三五十”重點任務，即：攻克五類關鍵技術裝備，夯實智能制造三大基礎，培育推廣五種智能制造新模式，推進十大重點領域智能制造成套裝備集成應用，持續推動傳統制造業智能轉型，為構建我國制造業競爭新優勢、建設制造強國奠定扎實的基礎。

（一）基本原則

堅持統籌規劃、分類施策。統籌兼顧智能制造各個關鍵環節，加強構建新型制造體系的頂層設計與規劃。針對我國制造業機械化、電氣化、自動化、信息化并存，不同地區、行業、企業發展不平衡的局面，分類指導、并行推進，推動優勢領域率先突破，促進傳統制造業智能轉型。

堅持需求牽引、問題導向。瞄準制造業數字化、網絡化、智能化的發展趨勢，面向重點領域率先突破和傳統制造業智能轉型迫切需求，針對我國發展智能制造面臨的關鍵技術裝備受制于人、智能制造標準/軟件/網絡/信息安全基礎薄弱等突出問題，系統推進技術與裝備開發、標準制定、新模式培育和集成應用。

堅持企業主體、協同創新。充分調動企業開展智能制造的積極性和內生動力，突出企業開展集成創新、工程應用、產業化與試點示范的主體作用。發揮企業、研究機構、高等院校等各方面優勢，協同推進關鍵技術裝備、軟件、智能制造成套裝備等的集成創新。

堅持遠近結合、重點突破。充分認識推進智能制造是一項需要多方面力量長期共同努力的復雜系統工程，要立足現狀、著眼長遠，做好頂層設計，分階段實施，集中力量突破一批需求迫切、帶動作用強的關鍵技術裝備、智能制造成套裝備，提升智能制造支撐能力，在基礎條件好的領域推進集成應用和試點示范。

（二）總體目標

工程分為兩個階段實施：“十三五”期間通過數字化制造的普及，智能化制造的試點示范，推動傳統制造業重點領域基本實現數字化制造，有條件、有基礎的重點產業全面啟動并逐步實現智能轉型；“十四五”期間加大智能制造實施力度，關鍵技術裝備、智能制造標準/工業互聯網/信息安全、核心軟件支撐能力顯著增強，構建新型制造體系，重點產業逐步實現智能轉型。

“十三五”期間工程具體目標如下：

1、關鍵技術裝備實現突破。高檔數控機床與工業機器人、增材制造裝備性能穩定性和質量可靠性達到國際同類產品水平，智能傳感與控制裝備、智能檢測與裝配裝備、智能物流與倉儲裝備基本滿足國內需求，具備較強競爭力，關鍵技術裝備國內市場滿足率超過50%。

2、智能制造基礎能力明顯提升。初步建立基本完善的智能制造標準體系，完成一批急需的國家和行業重點標準；具有知識產權的智能制造核心支撐軟件國內市場滿足率超過30%；初步建成IPv6和4G/5G等新一代通信技術與工業融合的試驗網絡、標識解析體系、工業云計算和大數據平臺及信息安全保障系統。

3、智能制造新模式不斷成熟。離散型智能制造、流程型智能制造、網絡協同制造、大規模個性化定制、遠程運維服務等五種智能制造新模式不斷豐富完善，有條件、有基礎的行業實現試點示范并推廣應用，建成一批智能車間/工廠。試點示范項目運營成本降低30%、產品生產周期縮短30%、不良品率降低30%。

4、重點產業智能轉型成效顯著。有條件、有基礎的傳統制造業基本普及數字化，全面啟動并逐步實現智能轉型，數字化研發設計工具普及率達到72%，關鍵工序數控化率達到50%；十大重點領域智能化水平顯著提升，完成60類以上智能制造成套裝備集成創新。

三重點任務

（一）攻克關鍵技術裝備

針對實施智能制造所需關鍵技術裝備受制于人的問題，聚焦感知、控制、決策、執行等核心關鍵環節，依托重點領域智能工廠、數字化車間的建設以及傳統制造業智能轉型，突破高檔數控機床與工業機器人、增材制造裝備、智能傳感與控制裝備、智能檢測與裝配裝備、智能物流與倉儲裝備五類關鍵技術裝備，開展首臺首套裝備研制，提高質量和可靠性，實現工程應用和產業化。

專欄1 關鍵技術裝備研制重點

高檔數控機床與工業機器人。數控雙主軸車銑磨復合加工機床；高速高效精密五軸加工中心；復雜結構件機器人數控加工中心；螺旋內齒圈拉床；高效高精數控蝸桿砂輪磨齒機；蒙皮鏡像銑數控裝備；高效率、低重量、長期免維護的系列化減速器；高功率大力矩直驅及盤式中空電機；高性能多關節伺服控制器；機器人用位置、力矩、觸覺傳感器；6-500kg級系列化點焊、弧焊、激光及復合焊接機器人；關節型噴涂機器人；切割、打磨拋光、鉆孔攻絲、銑削加工機器人；縫制機械、家電等行業專用機器人；精密及重載裝配機器人；六軸關節型、平面關節（SCARA）型搬運機器人；在線測量及質量監控機器人；潔凈及防爆環境特種工業機器人；具備人機協調、自然交互、自主學習功能的新一代工業機器人。

增材制造裝備。高功率光纖激光器、掃描振鏡、動態聚焦鏡及高品質電子槍、光束整形、高速掃描、陣列式高精度噴嘴、噴頭；激光/電子束高效選區熔化、大型整體構件激光及電子束送粉/送絲熔化沉積等金屬增材制造裝備；光固化成形、熔融沉積成形、激光選區燒結成形、無模鑄型、噴射成形等非金屬增材制造裝備；生物及醫療個性化增材制造裝備。

智能傳感與控制裝備。高性能光纖傳感器、微機電系統（MEMS）傳感器、多傳感器元件芯片集成的MCO芯片、視覺傳感器及智能測量儀表、電子標簽、條碼等采集系統裝備；分散式控制系統（DCS）、可編程邏輯控制器（PLC）、數據采集系統（SCADA）、高性能高可靠嵌入式控制系統裝備；高端調速裝置、伺服系統、液壓與氣動系統等傳動系統裝備。

智能檢測與裝配裝備。數字化非接觸精密測量、在線無損檢測系統裝備；可視化柔性裝配裝備；激光跟蹤測量、柔性可重構工裝的對接與裝配裝備；智能化高效率強度及疲勞壽命測試與分析裝備；設備全生命周期健康檢測診斷裝備；基于大數據的在線故障診斷與分析裝備。

智能物流與倉儲裝備。輕型高速堆垛機；超高超重型堆垛機；高速智能分揀機；智能多層穿梭車；智能化高密度存儲穿梭板；高速托盤輸送機；高參數自動化立體倉庫；高速大容量輸送與分揀成套裝備、車間物流智能化成套裝備。

（二）夯實智能制造基礎

重點圍繞智能制造標準滯后、核心軟件缺失、工業互聯網基礎和信息安全系統薄弱等瓶頸問題，構建基本完善的智能制造標準體系，開發智能制造核心支撐軟件，建立高效可靠的工業互聯網基礎和信息安全系統，形成智能制造發展堅實的基礎支撐。

1、構建國家智能制造標準體系。制定并發布《國家智能制造標準體系建設指南》，開展智能制造的基礎共性、關鍵技術、重點行業標準與規范的研究，構建標準試驗驗證平臺（系統），進行技術規范、標準全過程試驗驗證，在制造業各個領域進行全面推廣，形成智能制造強有力的標準支撐。

專欄2 智能制造重點標準

基礎共性標準與規范。術語定義、參考模型、元數據、對象標識注冊與解析等基礎標準；體系架構、安全要求、管理和評估等信息安全標準；評價指標體系、度量方法和實施指南等管理評價標準；環境適應性、設備可靠性等質量標準。關鍵技術標準與規范。工業機器人、工業軟件、智能物聯裝置、增材制造、人機交互等裝備/產品標準；體系架構、互聯互通和互操作、現場總線和工業以太網融合、工業傳感器網絡、工業無線、工業網關通信協議和接口等網絡標準；數字化設計仿真、網絡協同制造、智能檢測、智能物流和精準供應鏈管理等智能工廠標準；數據質量、數據分析、云服務等工業云和工業大數據標準；個性化定制和遠程運維服務等服務型制造標準；工業流程運行能效分析軟件標準。

重點行業標準與規范。以典型離散行業的數字化車間集成應用和流程行業智能工廠集成應用為代表的十大重點領域行業標準與規范。

2、提升智能制造軟件支撐能力。針對智能制造感知、控制、決策、執行過程中面臨的數據采集、數據集成、數據計算分析等方面存在的問題，開展信息物理系統的頂層設計，研發相關的設計、工藝、仿真、管理、控制類工業軟件，推進集成應用，培育重點行業整體解決方案能力，建設軟件測試驗證平臺。

專欄3 智能制造核心支撐軟件開發重點

設計、工藝仿真軟件。計算機輔助類（CAX）軟件、基于數據驅動的三維設計與建模軟件、數值分析與可視化仿真軟件、模塊化設計工具以及專用知識、模型、零件、工藝和標準數據庫等。

工業控制軟件。高安全、高可信的嵌入式實時工業操作系統，智能測控裝置及核心智能制造裝備嵌入式組態軟件。

業務管理軟件。制造執行系統（MES）、企業資源管理軟件（ERP）、供應鏈管理軟件（SCM）、產品全生命周期管理軟件（PLM）、商業智能軟件（BI）等。

數據管理軟件。嵌入式數據庫系統與實時數據智能處理系統、數據挖掘分析平臺、基于大數據的智能管理服務平臺等。

系統解決方案。生產制造過程智能管理與決策集成化管理平臺、跨企業集成化協同制造平臺，以及面向工業軟件、工業大數據、工業互聯網、工控安全系統、智能機器、智能云服務平臺等集成應用的行業系統解決方案，裝備智能健康狀態管理與服務支持平臺。

測試驗證平臺。設計、仿真、控制、管理類工業軟件穩定性、可靠性測試驗證平臺。重點行業CPS關鍵技術、設備、網絡、應用環境的兼容適配、互聯互通、互操作測試驗證平臺。

3、建設工業互聯網基礎和信息安全系統。研發融合新型技術的工業互聯網設備與系統，構建工業互聯網標識解析系統及試驗驗證平臺，在重點領域制造企業建設試驗網絡并開展應用創新。研發安全可靠的信息安全軟硬件產品，搭建基于可信計算的信息安全保障系統與試驗驗證平臺，建立健全工業互聯網信息安全審查、檢查和信息共享機制，在有條件的企業進行試點示范。

專欄4 工業互聯網基礎和信息安全系統建設重點

工業互聯網基礎。基于IPv6、4G/5G移動通信、短距離無線通信和軟件定義網絡（SDN）等新型技術的工業互聯網設備與系統；核心信息通信設備；工業互聯網標識解析系統與企業級對象標識解析系統；工業互聯網測試驗證平臺建設；工業互聯網標識與解析平臺建設；基于IPv6、軟件定義網絡（SDN）等新技術融合的工業以太網建設；覆蓋裝備、在制產品、物料、人員、控制系統、信息系統的工廠無線網絡建設試點；工業云計算、大數據服務平臺建設。

信息安全系統。基于OPC-UA的安全操作平臺、可信計算支撐系統、可信軟件參考庫、工業控制網絡防護、監測、風險分析與預警系統、信息安全數字認證系統，工業防火墻、工業通訊網關、工業軟件脆弱性分析產品、工控漏洞挖掘系統、工控異常流量分析系統、工控網閘系統、安全可靠的工業芯片、網絡交換機；工業互聯網安全監測平臺、信息安全保障系統驗證平臺和仿真測試平臺、攻防演練試驗平臺、在線監測預警平臺、通訊協議健壯性測試驗證平臺、工業控制可信芯片試驗驗證平臺、工控系統安全區域隔離、通信控制、協議識別與分析試驗驗證平臺的建設，建立工業信息安全常態化檢查評估機制、信息安全測評標準與工具；工業控制網絡安全監測、信息安全防護與認證系統建設試點，系統邊界防護、漏洞掃描、訪問控制、網絡安全協議以及工業數據防護、備份與恢復技術產品的應用示范。

（三）培育推廣智能制造新模式

針對原材料工業、裝備工業、消費品工業等傳統制造業環境惡劣、危險、連續重復等工序的智能化升級需要，持續推進智能化改造，在基礎條件好和需求迫切的重點地區、行業中選擇骨干企業，推廣數字化技術、系統集成技術、關鍵技術裝備、智能制造成套裝備，開展新模式試點示范，建設智能車間/工廠，重點培育離散型智能制造、流程型智能制造、網絡協同制造、大規模個性化定制、遠程運維服務，不斷豐富成熟后實現全面推廣，持續不斷培育、完善和推廣智能制造新模式，提高傳統制造業設計、制造、工藝、管理水平，推動生產方式向柔性、智能、精細化轉變。

專欄5 智能制造新模式關鍵要素

離散型智能制造。車間總體設計、工藝流程及布局數字化建模；基于三維模型的產品設計與仿真，建立產品數據管理系統（PDM），關鍵制造工藝的數值模擬以及加工、裝配的可視化仿真；先進傳感、控制、檢測、裝配、物流及智能化工藝裝備與生產管理軟件高度集成；現場數據采集與分析系統、車間制造執行系統（MES）與產品全生命周期管理（PLM）、企業資源計劃（ERP）系統高效協同與集成。

流程型智能制造。工廠總體設計、工藝流程及布局數字化建模；生產流程可視化、生產工藝可預測優化；智能傳感及儀器儀表、網絡化控制與分析、在線檢測、遠程監控與故障診斷系統在生產管控中實現高度集成；實時數據采集與工藝數據庫平臺、車間制造執行系統（MES）與企業資源計劃（ERP）系統實現協同與集成。

網絡協同制造。建立網絡化制造資源協同平臺，企業間研發系統、信息系統、運營管理系統可橫向集成，信息數據資源在企業內外可交互共享。企業間、企業部門間創新資源、生產能力、市場需求實現集聚與對接，設計、供應、制造和服務環節實現并行組織和協同優化。

大規模個性化定制。產品可模塊化設計和個性化組合；建有用戶個性化需求信息平臺和各層級的個性化定制服務平臺，能提供用戶需求特征的數據挖掘和分析服務；研發設計、計劃排產、柔性制造、物流配送和售后服務實現集成和協同優化。

遠程運維服務。建有標準化信息采集與控制系統、自動診斷系統、基于專家系統的故障預測模型和故障索引知識庫；可實現裝備（產品）遠程無人操控、工作環境預警、運行狀態監測、故障診斷與自修復；建立產品生命周期分析平臺、核心配件生命周期分析平臺、用戶使用習慣信息模型；可對智能裝備（產品）提供健康狀況監測、虛擬設備維護方案制定與執行、最優使用方案推送、創新應用開放等服務。

（四）推進重點領域集成應用

聚焦《中國制造2025》十大重點領域，開展基于智能制造標準、核心支撐軟件、工業互聯網基礎與信息安全系統的關鍵技術裝備和先進制造工藝的集成應用，以系統解決方案供應商、裝備制造商與用戶聯合的模式，開發重點領域所需智能制造成套裝備，實現推廣應用與產業化，支撐重點領域率先突破和傳統制造業智能化改造。

專欄6 十大領域智能制造成套裝備集成創新重點

電子信息領域。消費類電子整機產品制造成套裝備；極大規模集成電路（芯片）制造工藝裝備；集成電路先進封裝與測試成套裝備；低溫共燒陶瓷（LTCC）、薄膜等先進基板制造成套裝備；表面貼裝成套裝備；高密度混合集成模塊、微機電系統（MEMS）器件組裝成套裝備；新型元器件（片式電子器件、高性能元件、電池、高亮度半導體照明芯片和器件、大功率半導體器件）制造成套裝備；新型平板顯示制造成套裝備；高效太陽能電池片制造成套裝備；以碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）為代表的寬禁帶半導體電力電子器件制造成套工藝與裝備。

高檔數控機床和機器人領域。高精度床身箱體類零件智能加工成套設備；高精度絲杠與導軌、高速主軸、長壽命模具、高壓大流量泵閥等核心零部件制造所需的精密加工與成形制造成套裝備；微納加工、電加工與激光特種加工成套裝備；機器人減速器、伺服電機精密制造成套裝備。

航空航天裝備領域。航空航天鈑金件高效加工與成形成套裝備；難變形金屬件智能化激光焊接、超塑/擴散連接成套裝備；大型復合材料機身和機翼、航天復合材料構件自動化數字化鋪放、成形、加工和檢測成套裝備；飛機、火箭整機、發動機及大部件數字化柔性對接與裝配成套裝備；發動機空氣動力性能智能試驗平臺；整機結構疲勞及承載力多通道智能化測試試驗成套裝備；飛機整機漸變自動噴漆成套裝備；固體發動機裝藥界面粘接質量無損檢測裝備。

海洋工程裝備及高技術船舶領域。柔性可重構工裝、高功率激光復合焊接（FCB）、多點壓力成形船舶分段流水線智能化成套裝備；船體外板涂裝、環縫涂裝、典型結構智能焊接、大船艙自動化柔性對接與裝配、大尺寸智能測量與定位、舵漿高效定位與安裝等總裝建造關鍵成套工藝裝備；大型柴油機缸體、曲軸、齒輪、葉片智能加工成套裝備；水深超過1000米飽合潛水焊接成套裝備；海工裝備海上檢測試驗成套裝備；海底油氣輸送管道自動化焊接與涂裝成套裝備；海上大型壓力容器智能化焊接成套裝備。

先進軌道交通裝備領域。鋁/鎂合金、不銹鋼輕量化車身的高效激光及激光復合焊、攪拌摩擦焊新型成套裝備；大型鋁合金板材超塑成形成套裝備；復合材料車身快速成形成套裝備；大功率高可靠柴油機核心部件制造成套裝備；30噸軸重以上電力機車核心部件制造成套裝備；120km/h以上高載客能力高加減速輕量化城軌列車及250km/h、350km/h以上高速列車用齒輪、軸承、輪對、轉向架、制動系統等輕量化加工與成形成套裝備。

節能與新能源汽車領域。輕量化多材質混合車身智能制造成套裝備、車用碳纖維復合材料構件高效低成本成形成套裝備；基于機器人的伺服沖壓/模壓成形、高效連接（激光焊、鉚、粘）、節能環保型涂裝等智能成形成套裝備;汽車發動機、變速箱等高效加工與近凈成形成套裝備、柔性裝配與試驗檢測裝備；柴油高壓共軌、汽車ABS/ESP、新能源汽車機電耦合系統等精密加工、成形、在線檢測與裝配成套裝備；動力電池數字化制造成套裝備。

電力裝備領域。百萬千瓦級核電機組主設備智能化加工與成形成套裝備；大型發電設備用定轉子、轉輪、葉片、鍋爐受壓部件等先進加工與機器人焊接成套裝備；超特高壓輸變電關鍵設備智能制造及裝配成套裝備；智能電網及用戶端關鍵設備精密制造及裝配成套裝備；大功率電力電子器件、高溫超導材料、大規模儲能、新型電工材料、高壓電容器、高壓電瓷和絕緣子等關鍵元器件、材料的智能制造成套裝備；在線檢測、遠程診斷與可視化裝配成套裝備。

農業裝備領域。聯合收割機底盤、脫離滾筒等部件激光焊接、鉚接與涂裝成套裝備；土壤工作、采收作業等關鍵部件智能沖壓、模壓成形、表面工程等成套裝備；農產品智能揀選、分級成套裝備；食品高黏度流體灌裝智能成套裝備；多功能PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯）瓶飲料吹灌旋一體化智能成套設備；液態食品品質無損檢測、高速無菌灌裝成套設備。

新材料領域。先進鋼鐵潔凈化、綠色化制備及高效精確成形成套裝備；有色金屬材料低能耗短流程、高性能大規格制備成套裝備及低成本化精密加工與高效成形成套裝備；先進化工材料高效合成與制備裝備；先進輕工材料的綠色高效分離、功能化和高值化加工制備、改性成套裝備；先進紡織材料的材料設計、加工、制造一體化成套工藝與裝備；特種合金、高性能碳纖維、先進半導體等關鍵戰略材料的穩定批量制備與高效低成本加工成套裝備；增材制造材料、石墨烯、超導、智能仿生與超材料等中小批量純化制備、調控與分離成套裝備。

生物醫藥及高性能醫療器械領域。應用過程分析技術、自動化和信息化程度高、滿足高標準GMP要求的無菌原料藥制造成套設備；注射劑高速灌裝聯動智能成套裝備；高速口服固體制劑智能成套設備；中藥高效分離提取智能成套裝備；緩控釋等高端劑型智能生產成套設備；高速智能包裝設備；數字化影像設備；全自動生化免疫檢驗成套裝備；遠程監護和遠程診療設備。

四組織實施

1、充分發揮市場主體作用。尊重市場經濟規律，堅持需求導向，充分發揮企業開展智能制造的積極性，突出企業開展集成創新、工程應用、產業化、試點示范的主體地位，支持產學研用合作和組建產業創新聯盟，聯合推動智能制造新模式應用。

2、充分調動多方積極性。鼓勵各地方出臺支持企業實施智能制造的相關支持政策。充分發揮行業協會、產業創新聯盟等社會組織的積極作用，搭建行業協同創新平臺、產業供需對接平臺及信息服務平臺。

3、創新資金支持方式。充分調動社會資源推進產業化和推廣應用，加強產融對接，鼓勵產業投資基金、創業投資基金和其他社會資本投入，共同支持智能制造的發展。

4、分類遴選項目承擔單位。試點示范類項目的承擔單位，由相關企業根據申報通知自愿申報，通過地方及行業推薦、專家評審、公示等環節遴選確定。智能制造專項項目的承擔單位，由牽頭部門發布專項指南，符合條件的企業自愿申報，經過地方及行業推薦、專家評審，牽頭部門聯合審議共同確定。其他專項、計劃項目的承擔單位，按照相應的管理辦法進行確定。

五保障措施

（一）加強統籌協調

加強頂層設計和組織協調，建立由工業和信息化部牽頭，發展改革委、科技部、財政部、國防科工局、中國工程院、商務部參加的部門聯席會議制度。設立智能制造工程專家咨詢組，為把握技術發展方向提供咨詢建議。滾動制定年度傳統制造業智能轉型推進指南，指導企業實施智能制造。有效統籌中央、地方和其他社會資源，做好部門間協調，考慮地方及行業差異，聚焦工程重點任務，加強與國家其他重點工程、科技計劃的銜接，確保工程各項任務的落實。

（二）健全技術創新體系

支持現有國家工程（技術）研究中心、國家重點實驗室、國家認定企業技術中心，加大智能制造研究力度。支持產學研用合作和組建產業創新聯盟，開展智能制造技術與裝備的創新與應用。加大對智能制造試點示范企業的培育與支持，加快培育系統解決方案供應商。建立智能制造知識產權運用保護體系，實施重大關鍵技術、工藝和關鍵零部件專利布局，形成一批產業化導向的關鍵技術專利組合。在集成創新、工程應用、產業化等支持產學研用市場主體建立知識產權聯合保護、風險分擔、開放共享的協同運用機制。強化企業質量主體責任，加強質量技術攻關、品牌培育。

（三）加大財稅金融支持力度

充分利用現有渠道，加大中央財政資金對智能制造的支持力度。完善和落實支持創新的政府采購政策。推進首臺（套）重大技術裝備保險補償機制試點。對符合條件的智能制造企業，可享受相關軟件產業政策。鼓勵企業發起設立按市場化方式運作的各類智能制造發展基金。加強政府、企業信息與金融機構的共享，研究建立產融對接新模式，引導和推動金融機構創新符合企業需求的產品和服務方式。對涉及科技研發相關內容，如確需中央財政支持的，可通過優化整合后的中央財政科技計劃（專項、基金等）統籌考慮予以支持。

（四）大力推進國際合作

在智能制造標準制定、知識產權等方面廣泛開展國際交流與合作，不斷拓展合作領域。支持國內外企業及行業組織間開展智能制造技術交流與合作，做到引資、引技、引智相結合。鼓勵跨國公司、國外機構等在華設立智能制造研發機構、人才培訓中心，建設智能制造示范工廠。探索利用產業基金等渠道支持智能制造關鍵技術裝備、成套裝備等產能走出去，實施海外投資并購。

（五）注重人才培養

組織實施智能制造人才培養推進行動，系統推進智能制造領域領軍人才、創新團隊、人才示范基地、人才培訓平臺建設。鼓勵有條件的高校、院所、企業建設智能制造實訓基地，培養滿足智能制造發展需求的高素質技術技能人才。支持高校開展智能制造學科體系和人才培養體系建設。建立智能制造人才需求預測和信息服務平臺。建立智能制造優秀人才表彰制度。

第二篇：2015年智能制造專項實施指南資料

附件1 2015年智能制造專項實施指南

一、智能制造綜合標準化試驗驗證

（一）實施內容

1、基礎共性標準試驗驗證

開展智能制造基礎共性標準試驗驗證，包括：標準體系試驗驗證；術語和定義；語義化描述和數據字典；參考模型；集成與互聯互通；功能安全和工業信息安全要求和評估；人機交互與協同安全；智能制造評價指標體系及成熟度模型；智能工廠（車間）通用技術要求；工業控制網絡/工業物聯網技術要求；系統能效評估方法；工業云服務模型、工業大數據服務、工業互聯網架構，搭建基礎共性標準試驗驗證體系。

2、關鍵應用標準試驗驗證

重點領域智能制造新模式關鍵應用標準試驗驗證，包括：重點行業的智能工廠（車間）參考模型；通用技術條件（技術要求、試驗方法、試驗大綱）；評價標準及方法；工藝參考模型；一致性和互操作要求；工業安全要求和評估方法；搭建關鍵標準試驗驗證體系。

（二）考核指標

1、技術規范或標準全過程試驗驗證，形成企業標準草案/行業標準草案/國家標準草案/國際標準草案；

2、建成部件和系統級試驗驗證測試體系；

3、在重點領域智能制造新模式中進行應用。

二、重點領域智能制造新模式應用

（一）新一代信息技術產品智能制造新模式

1、實施內容

重點支持智能光電傳感器、智能感應式傳感器、智能環境檢測傳感器以及移動終端等新一代信息產品智能制造新模式應用，實現新一代信息技術產品設計、工藝、制造、檢驗、物流等全生命周期的智能化要求。

2、考核指標 1）綜合指標：

傳感器智能制造新模式：生產效率提高20%以上，運營成本降低20%以上，產品研制周期縮短30%以上，產品不良品率降低20%以上，能源利用率提高10%以上。

移動終端智能制造新模式：生產效率提高20%以上，運營成本降低20%以上，產品研制周期縮短30%以上，產品不良品率降低30%以上，能源利用率提高15%以上。2）技術指標：

傳感器智能制造新模式：

產品設計全面采用數字化技術，建立產品數據管理系統；主要生產設備數控化率達到80%以上；工序在線檢測和成品檢測數據自動上傳率超過90%，建立產品質量追溯系統；建立生產過程數據庫，深度采集制造進度、現場操作、設備狀態等生產現場信息；建立面向多品種、小批量的制造執行系統（MES），實現10種以上產品/規格混合生產的排產和生產管理；建立企業資源計劃管理系統（ERP），實現供應、外協、物流的管理與優化。

移動終端智能制造新模式：

實現高速高精鉆攻中心、國產數控系統、機器人與收取料系統的協同運動控制，實現多種車間智能裝備之間的協同工作；采用基于工藝知識庫的三維智能工藝規劃，提高研制效率；通過高級計劃排程和實時生產響應技術，減少設備空轉時間；建立生產過程數據庫，充分采集制造進度、現場操作、設備狀態等生產現場信息；提高車間加工過程質量檢測 3 自動化程度，建立產品質量追溯系統，實現全制造過程品檢數字化；建立面向大批量快速響應生產的制造執行系統（MES），實現基于實時制造數據的可鉆取仿真車間。

3）專利、軟件著作權、標準（技術規范）

傳感器智能制造新模式：申請2項以上發明專利、登記3項以上軟件著作權、形成3項以上企業/行業/國家標準草案。

移動終端智能制造新模式：申請5項以上發明專利、登記6項以上軟件著作權、形成5項以上企業/行業/國家標準草案。

3、安全可控智能制造手段

傳感器智能制造新模式：自動激光切割機、傳感芯體自動檢測系統、自動視覺檢測系統、傳感器在線激光修調系統、焊接機器人、在線智能測試系統。

移動終端智能制造新模式：工業機器人、高速高精加工中心、AGV小車、自動化生產線集中控制系統、視覺化品質檢測設備、RFID標簽與讀寫器及系統、自動化夾具。

（二）高檔數控機床和機器人智能制造新模式

1、實施內容

支持高檔數控機床及其數控系統、伺服電機、功能部件等核心零部件的智能制造新模式應用，實現高檔數控機床 智能制造的產品研發、制造、物流、質量控制的全流程智能化。

支持鑄、鍛、焊等基礎智能制造新模式應用，實現基礎制造智能制造新模式的工藝模擬優化、制造、物流、質量追溯和供應鏈管理的全流程智能化。

支持工業機器人及其高精度減速器、機械臂、伺服電機等零部件智能制造新模式，實現機器人智能制造新模式的產品設計、生產加工、識別檢測和物流倉儲的全流程智能化。

2、考核指標 1）綜合指標

高檔數控機床及其核心部件智能制造新模式：運營成本降低10%以上，產品研制周期縮短50%以上，生產效率提高30%以上，產品不良品率降低10%以上，能源利用率提高10%以上。

基礎智能制造新模式：運營成本降低20%以上，生產效率提高20%以上，產品不良品率降低10%以上，能源利用率提高10%以上。

機器人及其核心部件智能制造新模式：運營成本降低10%以上，生產效率提高30%以上，產品不良品率降低10%以上，產品研制周期縮短30%以上，能源利用率提高4%以上。

2）技術指標

高檔數控機床及其核心部件智能制造新模式：產品設計全面采用數字化技術，制造過程數控化率達到90%以上，通過網絡實現數字化智能加工裝備、NC系統、智能儀器儀表及傳感器、物流及倉儲系統等設備的互聯與集中監控，采用信息化生產管理，構成集成化的車間現場管控系統。產品優質率達到95%以上。

基礎制造智能制造新模式：產品設計的數字化率達到90%以上、制造過程的數控化率達到80%以上、形成完善工藝與生產的數據平臺、建立完整的產品生命周期管理體系、構建PLM和ICS/MES/ERP等系統并高效無縫集成，實現產品研發、工藝設計、仿真驗證、制造生產的數字化；采用傳感器、在線檢測、數控設備、機器人等智能裝備，實現制造過程的工藝優化、批量定制、混線生產和質量追溯的智能化要求。

機器人及其核心部件智能制造新模式：通過網絡實現設備的互聯與集中監控，采用信息化生產管理，構成集成化的車間現場管控系統。可實現日連續三班生產，產品優質頻率 95%。形成完善的設計與生產的數據平臺，實現產品生產在線監控與測量，建立具有行業及企業特點的基礎數據庫，ICS/MES/ERP等系統高效無縫集成。

3）專利、軟件著作權、標準（技術規范）申請3以上項專利、登記10項以上軟件著作權、形成5項以上企業/行業/國家標準草案。

3、安全可控的智能制造手段

上下料、噴涂、裝配、打磨、焊接、檢測機器人，智能激光/重力/接近開關/光電開關等智能傳感器，自動識別系統，控制網絡與傳感，測控裝置與系統，功能安全評估系統，誤差檢測及軌跡糾偏等自動檢測系統。

（三）航空裝備智能制造新模式

1、實施內容

重點支持基于模型的工程方法，融合互聯網思維及大數據、云計算等技術，從價值鏈、企業層、車間層和設備層共四個層面，提升航空裝備制造系統的狀態感知、實時分析、決策和精準執行水平；以飛機、直升機及發動機整機研發、關鍵系統制造以及部/總裝為集成應用，實現設計制造一體化云平臺、廣域協同供應鏈、智能生產制造、敏捷運行支持，形成智能制造體系。

2、考核指標（1）綜合指標

產品研制周期縮短20%以上，生產效率提高20%以上，運營成本降低30%以上，產品不良品率降低10%以上，能源利用率提高4%以上。（2）技術指標

實現供應鏈面向以客戶為中心的能力協同優化及智能感知與決策、生產系統能力仿真、車間/生產線的動態排產與調度、自適應加工與裝配、基于模型的檢測、物流的智能配送。形成航空智能制造工程環境的方法、流程和工業軟件體系；設計全面采用數字技術；建立協同設計、制造和服務云平臺；開發智能制造運行系統；建立智能部/總裝生產線、智能物流配送系統等。建立具有行業及企業特點的基礎數據庫、實現ICS/MES/ERP的無縫集成。

（3）知識產權

申請10項以上專利、登記10項以上軟件著作權、形成10項以上企業/行業/國家標準草案。

3、安全可控的智能制造手段

智能部/總裝生產線；智能物流配送系統等；自適應加工/裝配工藝設備；柔性工裝；智能測量檢驗設備；高精度復雜構件增材制造設備；機器人自動鉆鉚系統；特種機器人等

（四）海洋工程裝備及高技術船舶智能制造新模式

1、實施內容

圍繞各類中間產品柔性、高效、智能化制造的需求，重點支持海工裝備、船舶及其配套產品的智能制造新模式。

2、考核指標

（1）綜合指標

產品研制周期縮短20%以上，生產效率提高30%以上，運營成本降低20%以上，產品不良品率降低5%以上，能源利用率提高12%以上。

（2）技術指標

產品設計采用三維CAD設計技術，并與CAE、CAPP、CAM有機集成，建設完整的產品數據管理系統（PDM）；在各關鍵工序設備數控化率80%以上。建立車間級的工業通信網絡，實現信息互聯互通和有效集成。建立生產過程數據采集和分析系統，并與車間制造執行系統實現數據集成和分析；配置數字化在線檢測和成品檢測設備，監測數據自動上傳，建立產品質量追溯系統；建設智能物流系統；建立車間制造執行系統（MES）、企業資源計劃管理系統（ERP），實現計劃、排產、生產、檢驗的全過程閉環管理，并實現ICS、MES和ERP的無縫信息集成；采用大數據等新一代信息技術，進行智能制造新模式的經營、管理、決策的優化。

（3）知識產權

申請15項以上專利、登記15項以上軟件著作權、形成15項以上企業/行業/國家標準草案。

3、安全可控的智能制造手段

材料檢測及標識智能單元、智能化加工流水線、智能成型工藝及裝備、智能化裝焊流水線

（五）先進軌道交通裝備智能制造新模式

1、實施內容

支持基于機車車輛、信號系統、工程養護裝備及其關鍵零部件等智能制造新模式，實現先進軌道交通裝備產品研發、制造、物流、質量控制全流程的智能化。

2、考核指標 1）綜合指標

運營成本降低20%以上，產品研制周期縮短50%以上，生產效率提高30%以上，能源利用率提高5%以上。

2）技術指標

產品設計的數字化率達到90%以上、制造過程的數控化率達到80%以上、形成完善的設計與生產的數據平臺、實現產品生產在線監控與測量、建立具有行業及企業特點的基礎數據庫、構建ICS/MES/ERP等系統并高效無縫集成，實現產品研發、工藝設計、仿真驗證、制造執行的數字化；采用傳感器、測控設備、數控加工設備、增材制造、機器人等智能裝備，實現制造過程的自動化和網絡化、物流采集信息化、物料傳送自動化。

3）專利、軟件著作權、標準（技術規范）

申請3項以上專利、登記10項以上軟件著作權、形成5項以上企業/行業/國家標準草案。

3、安全可控的智能制造手段

上下料機械手、焊接機器人、噴涂機器人、激光焊接與切割設備、增材制造裝備、智能物流裝備、自動檢測設備、智能傳感器、工業信息安全防護裝備。

（六）節能與新能源汽車智能制造新模式

1、實施內容

支持以用戶訂單為基礎的柔性化生產體系和多種車型的任意順序的混流智能化生產，打造高效協同的汽車制造供應體系，大幅提升新能源汽車智能制造水平。

2、考核指標 1）綜合指標

生產效率提升20%以上，資源綜合利用率提升20%以上，產品不良品率降低20%以上，產品研制周期縮短50%以上，運營成本降低20%以上。

2）技術指標

節能與新能源汽車智能制造新模式：生產節拍提高20% 以上；實現多種車身產品平臺、多種車型的柔性生產；生產線工序間實現自動輸送，傳輸時間5～6秒；產品個性化配置率達到10%；可遠程升級的汽車電子控制單元（ECU）比例達到10%。

節能與新能源汽車電池智能制造新模式：實現軟包電池和方形鋁殼電池混流共線生產，實現模組自動化生產率100%，系統裝配自動化率80%以上；生產節拍達到15分鐘/組；生產效率提高10倍以上。動力電池系統數字化車間單線生產規模1.5萬組/年以上。集成企業制造執行系統，實現生產數據的自動化采集及生產信息的雙向追溯。

3）專利、軟件著作權、標準（技術規范）

申請專利10項以上（發明2項以上）、登記軟件著作權10項以上、形成4項以上企業/行業/國家標準草案。

3、安全可控的智能制造手段

伺服點焊焊接機器人、弧焊機器人、搬運機器人；機器人智能視覺識別系統；機器人智能協同系統；基于工業總線技術的可編程控制系統；智能切換定位裝置；閉環伺服位置傳感裝置；數字智能裝配設備、智能生產信息管理系統、數據庫管理系統、基于工業總線技術的可編程控制系統、在線產品質量檢查系統、智能自動化物流傳輸系統等。

（七）電力裝備智能制造新模式

1、實施內容

支持建設發電設備核心零部件及智能電網中低壓配電設備和用戶端設備智能制造新模式。

2、考核指標 1）綜合指標

運營成本降低20%以上，產品研制周期縮短20%以上，生產效率提高20%以上，產品不良品率降低10%以上，能源利用率提高4%以上。

2）技術指標

建立產品模型、制造模型、管理模型、質量模型等數字模型，優化配置互聯互通的產品全生命周期管理系統（PLM）、企業資源計劃管理系統（ERP）和車間制造執行系統（MES）。實現基于模型的產品設計數字化、企業管理信息化和制造執行敏捷化，形成企業統一的數據平臺，產品設計的數字化率達到100%。建立生產過程數據采集分析系統和車間級工業通信網絡，充分采集制造進度、現場操作、質量檢驗、設備狀態等生產現場信息，并與車間MES實現數據集成。建立自動化智能化的加工、裝配、檢驗、物流等系統，并通過工業通信網絡實現互聯和集成，關鍵加工工序數控化率達到80%以上。

3）專利、軟件著作權、標準（技術規范）

申請3項以上專利（發明專利1項以上）、登記10項以上軟件著作權、形成4項以上企業/行業/國家標準草案。

3、安全可控的智能制造手段

智能化加工流水線、機器人、智能檢測裝置、精益電子看板、制造執行系統（MES）、產品全生命周期管理系統（PLM）。

（八）新材料智能制造新模式

1、實施內容

針對我國能源、環境、柔性電子、航空航天、國防裝備等高科技領域對石墨烯、碳纖維的迫切需求，以石墨烯結構與功能多樣化和可控化為目標，支持石墨烯智能制造新模式；支持年產1000噸的T700級碳纖維材料智能制造新模式，實現在生產執行管理、先進過程控制與優化、物流與質量追溯等方面的智能化，形成具有知識產權的裝備與技術。

2、考核指標 1）綜合指標

生產效率提高30%以上，產品不良品率降低20%以上，運營成本降低20%以上，能源利用率提高25%以上。

2）技術指標

石墨烯智能制造新模式：建立多級（多維多尺度）隨機模型結構設計系統；建立智能制造裝備組件耦聯與參數逐級 優化系統，通過元素、電場、缺陷、應變等手段對材料物性原位實時調控。實現高質量石墨烯規模化低成本制備與功能調制技術的突破；實現石墨烯粉體材料層數和尺寸控制、可控表面改性和功能化的規模化制備；實現單層石墨烯薄膜的大面積連續制備和無損低成本轉移技術，單晶尺寸、導電性和透光度可控。薄膜室溫體電荷遷移率>104 cm2/(V·s)，面電阻達50 Ω/sq（可見光透過率>90%）；缺陷密度在103~1012/cm2之間可控。粉體比表面積>2600m2/g。年產能達20萬平方米（薄膜）/500噸（粉體）。異質結太陽能電池的光電轉換效率>20%，選擇性滲透膜的脫鹽率>95%，柔性應變傳感器的靈敏系數>105。

碳纖維智能制造新模式：關鍵設備數控化率超過80%；實現全系統的傳動比控制等高精度運動控制和針對時變、非線性、大時滯等工藝對象的先進控制；建立企業內部智能物流系統和產品追溯系統；建立橫跨化工、紡織、新材料多個領域的、行業特點鮮明的MES系統。

3）專利、軟件著作權、標準（技術規范）

石墨烯智能制造新模式：申請6項以上發明專利、登記15項以上軟件著作權、形成3項以上企業/行業/國家標準草案；

碳纖維智能制造新模式：申請2項以上發明專利、登記 3項以上軟件著作權、形成3項以上企業/行業/國家標準草案。

3、安全可控的智能制造手段

DCS系統、專用控制系統、運動控制系統、智能檢測設備、基于條形碼的物流裝置、先進控制軟件、MES管理系統等。

（九）農業機械智能制造新模式

1、實施內容

支持基于大中型拖拉機、收獲機械、大型農機具及關鍵零部件智能制造新模式，實現農業機械產品設計、加工、檢測、裝配的全流程智能化。

2、考核指標 1）綜合指標

生產效率提高50%以上，產品不良品率降低10%以上，能源利用率提高40%以上，運營成本降低20%以上，產品研制周期降低20%以上。

2）技術指標

產品設計的數字化率達到80%以上、制造過程的數控化率達到80%以上、形成完善的設計與生產的數據平臺、實現產品生產在線監控與測量、建立具有行業及企業特點的基礎數據庫。實現農機企業的設計、生產和控制與ERP、MES的 智能整合。通過RFID和光感倉儲和物流設備實現生產和物流的一體化。

3）專利、軟件著作權、標準（技術規范）

申請2項以上專利、登記5項以上軟件著作權、形成3項以上企業/行業/國家標準草案。

3、安全可控的智能制造手段

自動柔性生產線，高檔數控機械加工系統，現代化涂裝生產線，智能化物流系統，焊接機器人系統及專用智能工裝夾具，MES／ERP管理系統，自動引導小車，數字化測量檢驗設備等。

第三篇：智能制造匯報

智能工廠——以三一重工18號工廠為例

摘要：在理論上解釋了智能工廠的概念，再以三一重工18號工廠作為研究對象，對其運作方式、運作特點進行了較為詳細地分析與討論，從而得出工廠的智能化基因。并且進一步得出了智能工廠的框架，為系統化建設智能工廠打下了基礎。關鍵詞：物聯網；智能制造；數字化工廠 中圖分類號：TH161

INTELLIGENT FACTORY A CASE OF SANY HEAVY INDUSTRY NO.18TH FACTORY

Abstract：This paper explains the concept of intelligent factory in theory, then takes 31 heavy industry No.18th Factory as the research object, analyzes and discusses its operation mode and operation characteristics in detail, thus obtains the intellectualized gene of the factory.And further draws the intelligent factory frame, lays the foundation for the systematized construction intelligent Factory.Key words：Networking of things;Intelligent manufacturing;Digital chemical plant 0 前言

隨著物聯網、大數據和移動應用等新一輪信息技術的發展，全球化工業革命開始提上日程，工業轉型開始進入實質階段。在中國，智能制造、中國制造2025等戰略的相繼出臺，表明國家開始積極行動起來，把握新一輪工發展機遇實現工業化轉型。智能工廠作為工業智能化發展的重要實踐模式，已經引發行業的廣泛關注。到底什么是智能工廠？智能工廠的核心架構是怎樣的？能為企業的轉型提供哪些支撐？這都是企業比較關心的話題。

本文以三一重工18號工廠為例,分析智能工廠的主要特點還有其智能化的框架。數字化工廠、智能工廠和智能制造

1.1 數字化工廠

對于數字化工廠，德國工程師協會的定義是：數字化工廠（DF）是由數字化模型、方法和工具構成的綜合網絡，包含仿真和3D/虛擬現實可視化，通過連續的沒有中斷的數據管理集成在一起。數字化工廠集成了產品、過程和工廠模型數據庫，通過先進的可視化、仿真和文檔管理，以提高產品的質量和生產過程所涉及的質量和動態性能：

圖1 在國內，對于數字化工廠接受度最高的定義是：數字化工廠是在計算機虛擬環境中，對整個生產過程進行仿真、評估和優化，并進一步擴展到整個產品生命周期的新型生產組織方式。是現代數字制造

技術與計算機仿真技術相結合的產物，主要作為溝通產品設計和產品制造之間的橋梁。從定義中可以得出一個結論，數字化工廠的本質是實現信息的集成。1.2

智能工廠

智能工廠是在數字化工廠的基礎上，利用物聯網技術和監控技術加強信息管理服務，提高生產過程可控性、減少生產線人工干預，以及合理計劃排程。同時，集初步智能手段和智能系統等新興技術于一體，構建高效、節能、綠色、環保、舒適的人性化工廠。

圖2

智能工廠已經具有了自主能力，可采集、分析、判斷、規劃；通過整體可視技術進行推理預測，利用仿真及多媒體技術，將實境擴增展示設計與制造過程。系統中各組成部分可自行組成最佳系統結構，具備協調、重組及擴充特性。已系統具備了自我學習、自行維護能力。因此，智能工廠實現了人與機器的相互協調合作，其本質是人機交互。1.3

智能制造

智能工廠是在數字化工廠基礎上的升級版，但是與智能制造還有很大差距。智能制造系統在制造過程中能進行智能活動，諸如分析、推理、判斷、構思和決策等。通過人與智能機器的合作，去擴大、延伸和部分地取代技術專家在制造過程中的腦力勞動。它把制造自動化擴展到柔性化、智能化和高度集成化。

智能制造系統不只是“人工智能系統，而是人機一體化智能系統，是混合智能。系統可獨立承擔分析、判斷、決策等任務，突出人在制造系統中的核心地位，同時在智能機器配合下，更好發揮人的潛能。機器智能和人的智能真正地集成在一起，互相配合，相得益彰。本質是人機一體化。

國內很多企業都在炒作智能制造，但是絕大多數企業還處在部分使用應用軟件的階段，少數企業也只是實現了信息集成，也就是可以達到數字化工廠的水平；極少數企業，能夠實現人機的有效交互，也就是達到智能工廠的水平[1]。

圖3 2 從大廠房到智能工廠

在全球科技革命的大背景下，工程機械行業作為多品種、中批量、按訂單生產的離散型技能密集型產業，要想向高端制造發展，必須依靠信息化建立先進的制造和管理系統[2]。

三一重工作為重工領域的標桿，其18號廠房成為應用基礎的示范。這間總面積約十萬平方米的車間，成為了行業內亞洲最大最先進的智能化制造車間。在這里，廠房更像是一個大型計算系統加上傳統的操作工具、大型生產設備的智慧體。2.1 18號廠房的“智慧”運轉

18號廠房是三一重工總裝車間，有混凝土機械、路面機械、港口機械等多條裝配線，是工程機械領域內頗負盛名的智能工廠。

在18號廠房，廠區旁邊有兩塊電視屏幕，它們是一線工人的“老師”——不熟悉裝配作業的工人，通過電子屏幕里的數字仿真和三維作業指導，可以學習和了解整個裝配工藝[3]。三一重工的三維作業現場指導模式，成為了著名3D技術開發公司達索的全球最佳案例。

廠房更像是一個大型計算系統加上傳統的操作工具、大型生產設備的智慧體，每一次生產過程、每一次質量檢測、每一個工人勞動量都記錄在案。裝配區、高精機加區、結構件區、立庫區等幾大主要功能區域都是智能化、數字化模式的產物[4]。

當有班組需要物料時，裝配線上的物料員就會報單給立體倉庫，配送系統會根據班組提供的信息，迅速找到放置該物料的容器，然后開啟堆高機，將容器自動輸送到立體庫出庫端液壓臺上。此時，AGV操作員發出取貨指令，AGV小車自動行駛至液壓臺取貨[5]。取完貨后，采用激光引導的AGV小車，將根據運行路徑沿途的墻壁或支柱上安裝的高反光性反射板的激光定位標志，計算出車輛當前的位置以及運動的方向，從而將物料運送至指定工位。像這樣的AGV小車，在三一重工18號廠房有15臺。

從大廠房到智能工廠，實施智慧化改造后，18號廠房在制品減少8%，物料齊套性提高14%，單臺套能耗平均降低8%，人均產值提高24%，現場質量信息匹配率100%，原材料庫存降低30%。2014年，18號廠房同比節約制造成本1億元，年增加產量超過2000臺以上，每年同比產值新增60億元以上。此外，高精加工區也是18號廠房的特色之一。整個機加區集智能化、柔性化、少人化于一體，可以滿足多品種、小批量生產要求。2.2

智能背后的生產模式進化

2013年8月，三一重工集團啟動新一輪制造變革。在大會上，三一重工董事長梁穩根這樣描繪三一重工制造體系的藍圖：“所有結構件和產品都在很精益的空間范圍內制造，車間內只有機器人和少量作業員工在忙碌，裝配線實現準時生產，物流成本大幅降低，制造現場基本沒有存貨。”

制造模式的生產方式分散且獨立，需要大量的人力物力予以配合，才能完成產品的生產制造，這使得生產效率低下的同時，生產成本還居高不下。因此三一重工開始借助信息化，在生產車間導入自動化制造模式。“部件工作中心島”就是這樣一個嘗試。

所謂“部件島”，即單元化生產，將每一類部件從生產到下線所有工藝集中在一個區域內，猶如在一個獨立的“島嶼”內完成全部生產，故稱為部件島，將裝配行業中“島”的概念引入到結構件生產中，這是三一重工重機制造人員的首創。三一重工:智能工廠實踐

三一重工18號廠房是亞洲最大的智能化制造車間，有混凝土機械、路面機械、港口機械等多條裝配線，是三一重工總裝車間。2008年開始籌建，2012年全面投產，總面積約十萬平方米。從2012年開始，以三一18號廠房為應用基礎，由三一重工、湖大海捷、華工制造、華中科大等單位聯合申報的“工程機械產品加工數字化車間系統的研制與應用示范項目”.經過3年精心建設，目前，三一已建成車間智能監控網絡和刀具管理系統、公共制造資源定位與物料跟蹤管理系統、計劃、物流、質量管控系統、生產控制中心（PCC）中央控制系統等智能系統，完成了國家批復的項目建設內容[6]。

圖4 同時，三一還與其他單位共同研發了智能上下料機械手、基于DNC系統的車間設備智能監控網絡、智能化立體倉庫與AGV運輸軟硬件系統、基于RFID設備及無線傳感網絡的物料和資源跟蹤定位系統、高級計劃排程系統（APS）、制造執行系統（MES）、物流執行系統（LES）、在線質量檢測系統（SPC）、生產控制中心管理決策系統等關鍵核心智能裝置，實現了對制造資源跟蹤、生產過程監控，計劃、物流、質量集成化管控下的均衡化混流生產，智能化功能和系統性能指標達到國家批復要求[7]。

3.1 智能加工中心與生產線

3.1.1 智能化加工設備

早在2007年，有“智能化機械手”之稱的焊接機器人現身三一挖機生產線，并在2008年后得到進一步推廣。2012年三一重工在上海臨港產業園建成全球最大最先進的挖掘機生產基地，焊接機器人大規模投入使用，大幅提升了產品的穩定性，使得三一挖掘機的使用壽命大約翻了兩番，售后問題下降了四分之三。由于規范了管理，又進一步提升了整個生產體系的效率。不但如此，機器人的使用減少了工人數量，管理模式的重心從原來的管人轉移

到了管理設備上，相對而言，管理設備要容易很多。3.1.2

智能刀具管理

在實際加工中，有多種因素會對加工刀具產生影響，首先是加工工件本身的因素，如加工工件材質、結構型式、工件剛度等對刀具使用效果影響較大。其次是加工工裝，定位基準、壓緊方式、結構型式以及工裝剛度等都會影響刀具使用效果。再次加工工藝方案，如加工順序、切削三要素（切深、進給、切削速度）對刀具使用效果影響更大。最后是加工機床，設備的切削功率、設備的剛度、設備的結構型式、切削冷卻介質對加工刀具發揮效率也有很大影響[8]。

三一在實踐中，要充分考慮刀具壽命和加工工件成本的關系，根據不同結構的工件選擇不同的刀具，包括刀具材料（分整體硬質合金、焊接硬質、高速鋼等）、刀具結構（分機夾刀片、焊接刀片和整體材料刀具）以及刀具裝夾方式（熱裝式、強力緊固式、側固式）等。有的刀具選擇涂層刀片來增加刀具的耐用度，延長刀具壽命。在高速加工時，對刀具動平衡也有要求，我們配備了刀具動平衡儀，并在加工成本允許的前提下選擇耐用度較高的刀具。3.1.3

DNC

DNC是計算機與具有數控裝置的機床群使用計算機網絡技術組成的分布在車間中的數控系統。該系統對用戶來說就像一個統一的整體，系統對多種通用的物理和邏輯資源整合，可以動態的分配數控加工任務給任一加工設備，是提高設備利用率，降低生產成本[9]。

圖5

目前，三一重工已經完成車間機加設備的研發采購與安裝調試，部分完成智能上料機械手、DNC實時監控裝置及刀具管理系統的購置和開發。3.2 智能化立體倉庫和物流運輸系統

3.2.1 智能化立體倉庫

立體倉庫后臺運作的自動化配送系統由華中科大與三一聯合研制，通過這套系統，三一打造了批量下架、波次分揀，單臺單工位配送模式，實現了從頂層計劃至底層配送執行的全業務貫通，大大提高了配送效率及準確率，準時配送率超95%。

三一智能化立體倉庫總投資6000多萬元, 分南北兩個庫，由地下自動輸送設備連成一個整體，總占地面積9000平方米，倉庫容量大概是16000個貨位。從南邊倉庫可以看到，這個庫區有幾千種物料，主要是泵車、拖泵、車載泵物料，能支持每月數千臺產品的生產量。

從大廠房到智能工廠，實施智能化改造后，18號廠房在制品減少8%，物料齊套性提高14%，單臺套能耗平均降低8%，人均產值提高24%，現場質量信息匹配率100%，原材料庫存降低30%，2014年18號廠房預計同比節約制造成本1億元，年增加產量超過2000臺以上，每年同比產值新增60億元以上。3.2.2 AGV智能小車

智能化立體倉庫的核心是AGV智能小車，當有班組需要物料時，裝配線上的物料員就會報單給立體倉庫，配送系統會根據班組提供的信息，迅速找到放置該物料的容器，然后開啟堆高機，將容器自動輸送到立體庫出庫端液壓臺上。此時，AGV操作員發出取貨指令，AGV小車自動行駛至液壓臺取貨。取完貨后，由于AGV小車采用激光引導，小車上安裝有可旋轉的激光掃描器，在運行路徑沿途的墻壁或支柱上安裝有高反光性反射板的激光定位標志，AGV依靠激光掃描器發射激光束，然后接受由四周定位標志反射回的激光束，車載計算機計算出車輛當前的位置以及運動的方向，通過和內置的數字地圖進行對比來校正方位，從而將物料運送至指定工位。像這樣的AGV小車，在三一18號廠房有15臺。在18號廠房南北智能化立體倉庫，不僅有這樣的AGV自動小車，其后臺配送也是自動化系統完成的。

圖6

3.2.3 公共資源定位系統

公共資源定位系統是三一重工智能工廠的一個重要支撐。公共資源定位系統能實現包括對設備定位和狀態檢測、人員定位以及故障實時處理與報警等功能。通過公共資源定位監控中心，三一重工的生產管理人員能及時的了解生產車間的人員位置、設備位置和狀態、加工生產情況，并及時的指導生產和進行故障處理等操作。3.3

智能化生產執行過程控制

3.3.1高級計劃排程

在考慮企業資源所提供的可行物料需求規劃與生產排程計劃，讓規劃者快速結合生產限制條件與相關信息(如訂單、途程、存貨、BOM與產能限制等)，以做出平衡企業利益與顧客權益的最佳規劃與決策，滿足顧客需求及面對競爭激烈的市場。強化了ERP系統中以傳統MRP規劃邏輯為主的生產規劃與排程的功能，APS 系統的同步規劃能力，不但使得規劃結果更具備合理性與可執行性，亦使企業能夠真正達到供需平衡的目的[10]。3.3.2

執行過程調度

三一車間內一排排的MES終端機，生產線上明亮的LED屏幕，整齊劃一的醒目安全燈是系統給我們帶來直觀的印象。SanyMES系統是指由三一集團IT總部自主研發的制造執行系統，它充分利用信息化技術，從生產計劃下達、物料配送、生產節拍、完工確認、標準作業指導、質量管理、關重件條碼采集等多個維度進行管控，并通過網絡實時將現場信息及時準確地傳達到生產管理者與決策者[11]。該

系統除了通過各種方式如短信、郵件向管理者傳遞生產信息外，其設置在生產現場的MES終端機，給一線工人生產制造帶來了極大的便利。

通過MES終端機，生產線工人不僅可以及時報完工、方便快捷地查詢物料設計圖紙和庫存情況，更重要的是SanyMES終端機可以正確地指導工人每個工位如何進行安裝、安裝時候需要哪些零部件，同時給予安全提示。有了MES系統后，再也不用去借圖紙，直接在MES終端就能查到最新的圖紙信息，3.3.數字化質量檢測

目前，三一在質檢信息化方面，通過GSP、MES、CSM及QIS的整合應用，實現涵蓋供應商送貨、零件制造、整機裝配、售后服務等全生命周期的質檢電子化，并實現了SPC分析、質量追溯等功能。

以前質檢，是采用紙質記錄本記錄檢驗結果和全觸摸屏操作，簡單方便，而且通過查看標準作業指導以規范工人的操作，避免了紙質作業指導書的損壞和更新不及時造成的附加作業，極大提高了工作效率和作業質量[12]。3.3.3 數字化物流管控

三一自動化立體倉儲配送系統實現了該公司泵車、拖泵、車載泵裝配線及部裝線所需物料的暫存、揀選、配盤功能，并與AGV配套實現工位物料自動配送至各個工位。

根據泵車、拖泵、車載泵裝配線及部裝線在車間的位置，北自所設計了兩個庫區，1#庫負責泵車物料的儲存、揀配功能，2#庫負責拖泵、車載泵物料的儲存、揀配功能，兩個庫區共用一個設置1#庫區的入庫組盤區域，2#庫入庫的物料在入庫組盤區完成組盤后通過地下輸送通道自動輸送進入2#庫庫區存儲。

倉儲模式采用自動化立體倉庫存儲（主要儲存中小件為主）+垂直升降庫存儲（主要儲存小件為主）+平面倉庫儲存（主要儲存大件等其他特殊物資）。自動化立體倉庫和垂直升降庫的數據采用一套軟件進行統一管理，集中配送。通過垂直升降庫的應用，解決了將近總量30%的物料種類的儲存和出入庫作業模式，很大程度地緩和了自動化立體倉庫的出入庫作業壓力，有效地提高了整個系統的作業能力。

揀配模式采用提4臺套提前一班（8小時）揀配模式，按照工位進行配送。在兩個庫區分別設置了兩層的配盤區域，根據裝配工位數量及各工位裝配物料情況，對配盤區域的揀配托盤位置進行分配，揀配過程中采用LED顯示屏+RF手持終端模式進行人工作業。北自所根據各工位裝配物料情況，配合用戶設計了多種不同的配送容器，采用多層存放，提高容器使用效率，減少線邊容器數量，最終提高了AGV系統的搬運效率。

質量問題，現在則是用生產管理系統（MES），每一個檢驗項目都標準化、電子化，以前在本子上的內容都作為數據錄入PDA和平板電腦等終端。一旦發現質量異常，系統就會第一時間自動啟動不合格處理流程，將情況發送給相關責任人。“在不合格品控制流程中的隔離、評審等6個環節，保證每道工序的每個產品在下一道工序前合格。”而數據的錄入則會為產品質量追溯提供可靠依據。三一的自制件可以具體查到是某臺產品零部件，制作時間、制作地點和工位、制作人、制作條件等信息，供應商提供的零部件則是可以查到批次和反饋。3.4

智能化生產控制中心

3.4.1中央控制室

1.生產計劃及執行情況、設備狀態、生產統

計圖；

2.智能計劃系統操作界面；

3.生產現場監控、看板展示及異常報警； 4.各區域監控信息；

5.設計部日常操作（支持10路信號同時切

入）；

6.各區域監控信息；

7.物流部日常操作（支持10路信號同時切

入）；

8.質量部日常操作（支持10路信號同時切

入）。3.4.2

現場監視裝置

全方位的工廠車間監控系統能實現對生產過

程的全面監控和記錄，保證生產現場的安全，以及現場事故的追溯和回放。3.4.3 現場Andon Andon系統能夠為操作員停止生產線提供一套新的、更加有效的途徑。在傳統的汽車生產線上，如果發生故障，整條生產線立即停止。采用了Andon系統之后，一旦發生問題，操作員可以在工作站拉一下繩索或者按一下按鈕，觸發相應的聲音和點亮相應的指示燈，提示監督人員立即找出發生故障的地方以及故障的原因。一般來說，不用停止整條生產線就可以解決問題，因而可以減少停工時間同時又提高了生產效率。

Andon系統的另一個主要部件是信息顯示屏。每個顯示面板都能夠提供關于單個生產線的信息，包括生產狀態、原料狀態、質量狀況以及設備狀況。顯示器同時還可以顯示實時數據，如目標輸出、實際輸出、停工時間以及生產效率。根據顯示器上提供的信息，操作員可以更加有效的開展工作。智能工廠理念

所謂“六維智能理論”，就是在設備聯網+遠程數據采集的基礎上，實現智能化的生產過程管理與控制，從6個方面打造適合中國國情的智能工廠。4.1 行業背景

“工業4.0”被認為是以智能制造為主導的第四次工業革命或是工業體系革命性的生產方法，而智能工廠將是構成未來工業體系的一個關鍵特征。在智能工廠里，人、機器和資源如同在一個社交網絡里自然地相互溝通協作，生產出來的智能產品能夠理解自己被制造的細節以及將如何使用，能夠回答“哪組參數被用來處理我”、“我應該被傳送到哪里”等問題。同時，智能輔助系統將從執行例行任務中解放出來，使他們能夠專注于創新、增值的活動；靈活的工作組織能夠幫助工人把生活和工作實現更好地結合，個體顧客的需求將得到滿足。德國工業4.0、美國GE工業互聯網均是“工業4.0”的典范，但中國有自己特殊的國情，中國制造企業打造智能工廠，不能完全照搬國外模式，而是既要緊跟國際先進理念，還要符合中國企業的實際情況[13]。

4.2

概念內涵

美國與德國的工業發展戰略核心均為CPS（Cyber-Physical System）系統，是典型的二元戰略。美國是C(Cyber，包括：數字、信息、網絡等虛擬世界)+P(Physical，包括機器、設備、設施等實體世界)，德國是P+C，兩國均是基于高素質勞動者、國家人力匱乏、企業高協同化、高法制化的基礎之上而提出的戰略；而中國裝備水平較美國和德國有一定差距，數據采集分析決策能力也有局限，但中國具有人力資源優勢，所以應該充分挖掘人的作用。因此，中國制造企業推進工業發展不能完全照搬發達國家的二元戰略，更宜采用CPPS（Cyber-Person-Physical System）人機網三元戰略，充分體現人的能動作用。

圖7

所謂“三元戰略”，包括勞動者及其技能、素養、精神、組織、管理等，CPPS戰略體現了以人為本，繼續發揮與挖掘了中國在人力資源方面的優勢，揚長補短，實現人與賽博、物理虛實兩世界的融合和迭代發展，構建以賽博智能為目的的人機網三元戰略方案更符合中國國情[14]。

所謂“六維智能理論”，就是在設備聯網+遠程數據采集的基礎上，實現智能化的生產過程管理與控制，從6個方面打造適合中國國情的智能工廠，這6個方面包括：

1.智能計劃排產，是從計劃源頭上集成ERP，進行APS高級排產。

2.智能生產協同，從生產準備過程上，實現

物料、刀具、工裝、工藝的并行協同準備。3.智能的設備互聯互通，是CPS信息物理系

統的典型體現，實現數字化生產設備的分布式網絡化通訊、程序集中管理、設備狀

態的實時監控等。4.智能資源管理，包括對物料、設備、刀具、量具、夾具等生產資源進行精益化管理、庫存智能預警等。

5.智能質量過程管控，是對影響產品質量的生產工藝參數進行實時采集、控制，確保產品質量。

6.智能決策支持，是基于大數據分析的決策支持，形成管理的閉環，以實現數字化、網絡化、智能化的高效生產模式。

總之，通過以上6個方面智能的打造，可極大提升企業的計劃科學化、生產過程協同化、生產設備與信息化的深度融合，并通過基于大數據分析的決策支持對企業進行透明化、量化的管理，可明顯提升企業的生產效率與產品質量，是一種很好的數字化、網絡化的智能生產模式。

圖8 4.3

應用前景

“六維智能”分別從計劃源頭、過程協同、設備底層、資源優化、質量控制、決策支持等6個方面著手實現智能工廠，這6個方面涵蓋了工業生產的6個重要環節，可實現全面的精細化、精準化、自動化、信息化智能化管理與控制，通過底層設備的互聯互通、基于大數據分析的決策支持、可視化展現等技術手段，實現生產準備過程中的透明化協同管理、數控設備智能化的互聯互通、智能化的生產資源管理、智能化的決策支持，從而全方位達到智能化的生產過程管理與控制[15]。

從“六維智能”解決方案在青島海爾模具有限公司的實際應用效果來看，較好地達到了智能化生產過程管理與控制的目的。該系統是專門為海爾模

具定制的，是海爾模具生態圈的主要組成部分，系統以生產設備為核心，從設備底層層面實現了機床、對刀儀等設備的互聯互通與大數據分析，從生產管理層面實現了協同準備并行作業，從展現層面實現了生產信息的可視化。實施本系統后，操作工的作業效率從原來1個人管理3臺設備提升到7～8臺設備，設備利用率提升25%以上，使生產管理更加透明、科學、高效，應用效果比較明顯，在海爾模具的數字化制造與管理中發揮了重要的作用。工業4.0落地戰略

“工業4.0”不同的人從不同維度來解讀，涉及到國家戰略、產業戰略、企業發展等不同的層面。就從企業的層面去研究，看看企業層面實現工業4.0該怎么做，怎么走，有沒有路線圖？

近期，隨著“工業4.0”的在網絡上越炒越熱，我國也推出了“中國制造2025”戰略，在國家戰略需求的驅動下，中國對于制造大國向制造強國的邁進之路也陡然提速，這將對中國制造轉型升級打通主動脈。就企業層面來說中國版工業4.0如何落地將成為重點，如何通過信息技術和制造技術的深度融合，打通一切、聯通一切是企業信息化建設的目標[16]。

工業4.0是什么？每個人站在不同的角度會有不同的理解，是互聯、集成(縱向、橫向、端到端)、數據、創新、服務、轉型或是CPS、是智能工廠、是智能制造亦或是國家戰略、企業目標。工業4.0核心內容就是建一個網絡、三項集成、大數據分析、八項計劃和研究兩個主題。

5.1

建一個網絡：信息物理網絡系統（CPS）

CPS是英文CyberPhysical System的縮寫，就是講物理設備連接到互聯網上，讓物理設備具有計算、通信、精確控制、遠程協調和自治等五大功能，從而實現虛擬網絡世界與現實物理世界的融合，將網絡空間的高級計算能力有效的運用于現實世界中，從而在生產制造過程中，與設計、開發、生產有關的所有數據將通過傳感器采集并進行分析，形成可自律操作的智能生產系統。

圖9 5.2

三個集成

工業4.0中的三項集成包括：橫向集成、縱向集成與端對端的集成。工業4.0將無處不在的傳感器、嵌入式終端系統、智能控制系統、通信設施通過CPS形成一個智能網絡，使人與人、人與機器、機器與機器以及服務與服務之間能夠互聯，從而實現橫向、縱向和端對端的高度集成，集成是實現工業4.0的重點也是難點。5.2.1 縱向集成

縱向集成主要解決企業內部的集成，即解決信息孤島的問題，解決信息網絡與物理設備之間的聯通問題。5.2.2 橫向集成

橫向集成主要實現企業與企業之間、企業與售出產品之間（如車聯網）的協同，將企業內部的業務信息向企業以外的供應商、經銷商、用戶進行延伸，實現人與人、人與系統、人與設備之間的集成，從而形成一個智能的虛擬企業網絡。制造業普遍存在的工程變更協同流程就是這樣一個典型的橫向集成應用場景。5.2.3 端到端的集成

端到端集成就是把所有該連接的端頭（點）都集成互聯起來，通過價值鏈上不同企業資源的整合，實現從產品設計、生產制造、物流配送、使用維護的產品全生命周期的管理和服務，它以產品價值鏈創造集成供應商（一級、二級、三級??）、制造商（研發、設計、加工、配送）、分銷商（一級、二級、三級??）以及客戶信息流、物流和資金流，在為客戶提供更有價值的產品和服務同時，重構產業鏈各環節的價值體系。

端到端的集成即可以是內部的縱向集成內容，也可以是外部的企業與企業之間的橫向集成內容，關注點在流程的整合上，比如提供用戶訂單的全程跟蹤協同流程，將用戶、企業、第三方物流、售后服務等產品全生命周期服務的端到端集成。

橫向、縱向、端到端三個集成的實現，不論技術層面還是業務層面在SOA信息集成都能找到相應的解決方案。5.3

大數據分析利用

“工業4.0”時代，制造企業的數據將會呈現爆炸式增長態勢。隨著信息物理系統（CPS）的推廣、智能裝備和終端的普及以及各種各樣傳感器的使用，將會帶來無所不在的感知和無所不在的連接，所有的生產裝備、感知設備、聯網終端，包括生產者本身都在源源不斷地產生數據，這些數據將會滲透到企業運營、價值鏈乃至產品的整個生命周期，是工業4.0和制造革命的基石。

總體來說，工業4.0關注的企業數據分為四類： 5.3.1

產品數據

包括設計、建模、工藝、加工、測試、維護、產品結構、零部件配置關系、變更記錄等數據。產品的各種數據被記錄、傳輸、處理和加工，使得產品全生命周期管理成為可能，也為滿足個性化的產品需求提供了條件。5.3.2

運營數據

運營包括組織結構、業務管理、生產設備、市

場營銷、質量控制、生產、采購、庫存、目標計劃、電子商務等數據。工業生產過程的無所不在的傳感、連接，帶來了無所不在的數據，這些數據會創新企業的研發、生產、運營、營銷和管理方式。5.3.3

價值鏈數據

包括客戶、供應商、合作伙伴等數據。企業在當前全球化的經濟環境中參與競爭，需要全面地了解技術開發、生產作業、采購銷售、服務、內外部后勤等環節的競爭力要素。大數據技術的發展和應用，使得價值鏈上各環節數據和信息能夠被深入分析和挖掘，為企業管理者和參與者提供看待價值鏈的全新視角，使得企業有機會把價值鏈上更多的環節轉化為企業的戰略優勢。例如，汽車公司大數據提前預測到哪些人會購買特定型號的汽車，從而實現目標客戶的響應率提高了15%至20%，客戶忠誠度提高7%。5.3.4 外部數據

包括經濟運行、行業、市場、競爭對手等數據。為了應對外部環境變化所帶來的風險，企業必須充分掌握外部環境的發展現狀以增強自身的應變能力。大數據分析技術在宏觀經濟分析、行業市場調研中得到了越來越廣泛的應用，已經成為企業提升管理決策和市場應變能力的重要手段。

工業4.0落地中國企業，工業大數據是一項重要抓手。利用工業大數據分析，可以找出隱性的問題并預測未知情況的發生，有助于及時地做好預防，避免故障和偏差。結論

以三一重工18號工廠作為研究對象.對其運作方式、運作特點進行了較為詳細地分析與討論，從而得出工廠的智能化基因。并且進一步得出了智能工廠的框架，為系統化建設智能工廠打下了基礎。主要的研究結論如下：

1.在理論上對數字化工廠、智能工廠和智能制造進行了分析指出，要又好又快地發展智能工廠就必須先建設好數字化工廠。

2.對比三一重工18號工廠實現智能化之后生產效率得到提升，直觀地反映了智能化對制造業帶來的好處。

3.通過對18號工廠的生產線、物流系統、執行系統、控制中心進行分析，找到了工廠可實現智能化的內在基因。也就是在設備聯網+遠程數據采集的基礎上，實現智能化的生產過程管理與控制，從6個方面打造適合中國國情的智能工廠(1)。

4.概括了智能工廠的框架，提出了運用大數據分析，做好CPS和三個集成是實現智能工廠的前提條件，而智能工廠的標志就是生產流程智能化，生產設備動態適應個性化的產品需求。

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第四篇：智能制造技術

現代制造技術

1142813203 吳文樂

摘要：現代制造技術是在傳統制造技術的基礎上, 不斷吸收和發展機械、電子、能源、材料、信息及現代管理技術的成果, 將其綜合應用于產品設計、制造、檢驗、管理服務等產品生命周 期的全過程, 以實現優質、高效、低耗、靈活、清潔的生產技術模式,取得理想的技術經濟效果的制造技術的總稱傳統的自動化生產技術可以顯著提高生產效率，然而其局限性也顯而易見，即無法很好地適應中小批量生產的要求。隨著現代制造技術的發展，特別是自動控制技術、數控加工技術、工業機器人技術等的迅猛發展，柔性制造技術(FMI)應運而生。

關鍵詞：現代制造技術；自動控制技術；柔性制造技術

1.現代制造技術發展綜述

現代制造技術在系統論、方法論、信息論和協同 論等的基礎上形成制造系統工程學，是一種廣義制造的概念，亦稱之為“大制造”的概念，它體現了制造概念的擴展。廣義制造概念的形成過程主要有以下幾方面原因[1]。

1).制造設計一體化。體現制造和設計的密切結合，形成了設計制造一體化，設計不僅是指產品設計，而且包括工藝設計、生產調度設計、質量控制設計等。

2).材料成形機理的擴展。現在加工成形機理明確地將加工分為去除加工、結合加工和變形加工。

3).制造技術的綜合性。現代制造技術是一門以 機械為主體，交叉融合光、電、信息、材料等學科的綜合體，并與管理科學、社會科學、文化、藝術、人機工 程、生物工程和生命科學等相結合，拓展了新領域。現代制造技術應包括硬件和軟件兩大方面，硬／軟件工具、平臺和支撐環境有了很大的發展。

4).產品的全生命周期。制造的范疇從過去的設計、加工和裝配發展為產品的全生命周期，包括市場調研、設計、制造、銷售、維修和報廢處理等。

5).生產制造模式的發展。計算機集成制造技術 是制造技術與信息技術結合的產物，集成制造系統強 調信息集成，其后出現了柔性制造、敏捷制造、虛擬制 造、網絡制造、大規模定制、綠色制造、智能制造和協 同制造等多種制造模式，有效地提高了制造技術的水平，擴展了制造技術的領域[2]。

現代制造技術的發展主要沿著“廣義制造”或稱 “大制造”的方向發展，其具體的發展可以歸納為四個方面和多個大項目[3]，如圖1所示：

圖1：現代制造技術方向

針對現代制造技術，本文從柔性制造技術的角度對現代制造技術進行學習，對柔性制造在實際中的應用進行深入的研究；

2.柔性制造

2.1 柔性制造簡述

所謂“柔性”，是指制造系統(企業)對系統內部及外部環境的一種適應能力，也是指制造系統能夠適應產品變化的能力。柔性可分為瞬時、短期和長期柔性[4]。瞬時柔性是指設備出現故障后，自動排除故障或將零件轉移到另一臺設備上繼續進行加工的能力；短期柔性是指系統在短時期內，適應加工對象變化的能力，包括在任意時期混合進行加工2種以上零件的能力；長期柔性則是指系統在長期使用中，能夠加工各種不同零件的能力。迄今為止，柔性還只能定性地加以分析，尚無科學實用的量化指標。因此，凡具備上述3種柔性特征之一的、具有物料或信息流的自動化制造系統都可以稱為柔性制造系統。柔性制造技術是計算機技術在生產過程及其裝備上的應用，是將微電子技術、智能技術與傳統制造技術融合在一起，具有自動化、柔性化、高效率的特點，是目前自動化制造系統的基本單元技術[5]。

柔性制造技術是對各種不同形狀加工對象實現程序化柔性制造加工的各種技術的總和[6]。柔性制造技術是技術密集型的技術群，我們認為凡是側重于柔性，適應于多品種、中小批量(包括單件產品)的加工技術都屬于柔性制造技術。目前按規模大小劃分為[7]：

(1)柔性制造系統（FMS）：關于柔住制造系統的定義很多，權威性的定義有：美國國家標準局把FMS定義為：“由一個傳輸系統聯系起來的一些設備，傳輸裝置把工件放征其他聯結裝置上送到各加工設備，使工件加工準確、迅速和自動化。

(2)柔性制造單元（FMC）：M S是FMS向廉價化及小型化方向發展的一種產物，它是由l～2臺加工中心、工業機器人。數控機床及物料運送存貯設備構成，其特點是實現單機柔性化及自動化，具有適應加工多品種產品的靈活性。迄今已進入普及應用階段。

(3)柔性制造線（FML):它是處于單一或少品種人批量非柔性自動線與中小批量多品種FMS之間的生產線。其加工設備可以是通用的加工中心，CNC機床；亦可采用爭用機床或NC專用機床，對物料搬運系統柔性的要求低于FMS，但生產率更高。它是以離散型生產中的柔性制造系統和連續生過程中的分散型控制系統(D C S)為代表，其特點是實現生產線柔性化及自動化，其技術已日趨成熟，迄今已進入實用化階段。

(4)柔性制造工廠(FMF):FMF是將多條FMS連接起來，配以自動化屯體倉庫，用計算機系統進行聯系，采用從訂貨、設計、加工、裝配、檢驗、運送至發貨的完整F M S。它包括了CAD／CAM，并使計算機集成制造系統(CIMS)投入實際，實現生產系統 柔性化及自動化，進而實現全廠范圍的生產管理、產品加工及物料貯運進程的全盤化。FMF是自動化生產的最高水平，反映出世界上最先進的自動化應用技術。它是將制造、產品開發及經營管理的自動化連成一個整體，以信息流控制物質流的智能制造系統(IMS)為代表，其特點是實現工廠柔性化及自動化[8]。

2.2柔性制造所采用的關鍵技術

1.計算機輔助設計未來CAD技術發展將會引入專家系統，使之具有智能化，可處理各種復雜的問題。當前設計技術最新的一個突破是光敏立體成形技術，該項新技術是直接利用CAD數據，通過計算機控制的激光掃描系統，將二維數字模型分成若干層二維片狀圖形，并按二維片狀圖彤對池內的光敏樹脂液面進行光學掃描，被掃描到的液面則變成固化塑料，如此循環操作，逐層掃描成形，并自動地將分層成形的各斤狀固化塑料粘合在一起，僅需確定數據，數小時內便呵制出精確的原型。它有助于加快開發新產品和研制新結構的速度。

2.模糊控制技術模糊數學的實際應用是模糊控制器。最近開發出的高性能模糊摔制器具有自學習功能，可在控制過程中不斷獲取新的信息井自動地對控制量作調整，使系統性能大為改善，其中尤其以基于人工神經網絡的自學方法更引起人們極大的關注。

3.人工智能、專家系統及智能傳感器技術迄今，柔性制造技術中所采用的人工智能大多指基礎規則的專家系統。專家系統利用專家知識和推理規則進行推理，求解各類問題（如解釋、預測，診斷、查找故障、設汁、計劃、監視、修復、命 令及控制等）。由于專家系統能簡便地將各種事實及經驗證過的理論與通過經驗獲得的知識相結合，因而專家系統為柔性制造的諸方面工作增強綜合性。展望未來，以知識密集為特征，以知識處理為手段的人工智能（包括專家系統）技術必將在柔性制造(尤其智能型)中起著非常重要的關鍵性的作用。目前對未來智能化柔性制造技術具有重要意義的一個正在急速發展的領域是智能傳感器技術。該項技術是伴隨計算機應用技術和人工智能產生的，它使傳感器具有內在的“決策”功能。

4.人工神經網絡技術人工神經網絡(ANN)是模擬智能生物的神經網絡對信息進行并處理的一種方法。故人工神經網絡也就是一種人工智能工具。在自動控制領域，神經網絡不久將并列到專家系統和模糊控制系統，成為現代自動化系統中的一個組成部分[9]。

3.國內現代制造技術狀況

近年來，世界各國都投入了巨大的財力和物力，強化作為光機電一體化制造業基礎的先進制造業的技術和產業發展的戰略研究。美國、德 國、日 本 等 國 已 經 開 發 出 了 數 控（NC）、計算機數控（CNC）、直接數控（CAM）、計算機集成制造系統（CIMS）、制造資源規則（MRP）、柔性制造單元（TMC）、柔性制造系統（FMS）、機器人、計算機輔助設計／制造（CAD／CAM）、精益生產（LP）、智能制造系統（MS）、并行工程（CE）和敏捷制造（AM）等多項現代制造技術與制造模式。這些技術的推廣與應用，不僅使本國企業的國際競爭力得到鞏固，也使得世界先進制造業發展迅猛[10]。我國制造業市場的巨大潛力，為現代制造技術發展提供了廣闊的市場空間。但是，與制造業發達國家和地區相比，國內的現代制造技術的研發與市場拓展還不均衡。其中，國內機械基礎件制造行業中的數控化率極低，不足1.6%，先進加工工藝、技術和裝備的普及程度不足10 % ；CAD／CAM 系統應用的普及率在國內骨干企業僅有35%，產業規模較小。另外，在相關行業中如印刷業、電力行業和醫療器械行業等，技術裝備的低數控化率也遠不能滿足市場對中高檔先進產品的需求。縱觀國際制造業的競爭與發展，面對國際、國內兩個制造業市場的日漸融合，如何立足國內制造業的市場需求，整合分散的科研與企業資源，盡快形成自己在先進制造產業競爭中的技術優勢，已經是擺在我國制造業面前的迫在眉睫的課題了[11]。

總之，重視制造業和現代制造技術已成為全球化的大趨勢。現代制造技術不是一項具體技術，而是利用系統工程技術將各種相關技術集成的一個有機整體；現代制造技術是一種動態技術，而不是一成不變的，它需要不斷吸收各種高新技術成果，并將其滲透到產品的所有領域，結合成一個有機整體，實現優質、高效、低耗、清潔和靈活的生產[12]；現代制造技術的目的是提高制造業的綜合效益，其不摒棄傳統技術，而是有賴于不斷用科技新手段去研究它和傳承它，并應用科技新成果去改造它和充實它；現代制造技術在強調環境保護的同時，還強調各專業學科之間的相互滲透、融合和淡化，并消除其間的界限。我國先進制造技術的發展應結合自身的特點，形成特色，大力發展一些關鍵前沿技術，比如新一代材料成型技術、微米及納米技術、快速原型制造以及智能制造等[13]。在不久的將來，現代制造技術將得到更大的發展和壯大，發展和應用先進制造技術是每個國家為提高企業的國際競爭力和技術創新能力的必然選擇。

參考文獻：

[1]張強.淺談柔性制造技術的現狀及發展[J].技術與市場，2008.（5）:39-40.[2]沈向東.柔性制造技術[M].北京：機械工業出版社，2013.2.[3]吳立.關于柔性制造的研究[J].機床與液壓，2010，38（14）:9-11.[4]陳琪.制造業企業推行柔性制造的意義及對策[J].企業經濟，2005（4）:7-8.[5]崔培枝，朱勝，姚巨坤.柔性再制造系統研究[J].機械制造，2003（11）:7-9

[6]王隆太，朱燈林，戴國洪．機械CAD／CAM技術[M]．北京：機械工業出版社，2005．

[7]盛曉敏，鄧朝輝．先進制造技術[M]．北京：機械工業出版社，2003.[8]李楷模.LI Kai-mo 現代制造技術的發展動向[J]-科技成果管理與研究2008(6）.[9]蔣新松．21世紀企業的主要模式一敏捷制造企業[J]．計算機集成制造系統一CIMS，1996，2(4)：3—8．

[10]羅振壁，周兆英，汪勁松，等．制造的革新[J]．機械工程學報，1995，31(4)：31—37．

[11]王永貴．戰略柔性與企業高成長．天津：南開大學出版社，2003．67—69.[12]張榮，陳大佑．提升國有大中型企業競爭力的新途徑——柔性化管理．當代經濟研究．2006．(1)：33～35.[13]王先逵．制造工藝核心論[J]．世界制造技術與裝備市場，2005(3)：28—32．

第五篇：工信部2015年智能制造專項申報指南

附件1

一、智能制造綜合標準化試驗驗證

（一）實施內容

1、基礎共性標準試驗驗證

開展智能制造基礎共性標準試驗驗證，包括：標準體系試驗驗證；術語和定義；語義化描述和數據字典；參考模型；集成與互聯互通；功能安全和工業信息安全要求和評估；人機交互與協同安全；智能制造評價指標體系及成熟度模型；智能工廠（車間）通用技術要求；工業控制網絡/工業物聯網技術要求；系統能效評估方法；工業云服務模型、工業大數據服務、工業互聯網架構，搭建基礎共性標準試驗驗證體系。

2、關鍵應用標準試驗驗證

重點領域智能制造新模式關鍵應用標準試驗驗證，包括：重點行業的智能工廠（車間）參考模型；通用技術條件（技術要求、試驗方法、試驗大綱）；評價標準及方法；工藝參考模型；一致性和互操作要求；工業安全要求和評估方法；搭建關鍵標準試驗驗證體系。

（二）考核指標

1、技術規范或標準全過程試驗驗證，形成企業標準/行業標準草案/國家標準草案/國際標準草案；

2、建成部件和系統級試驗驗證測試體系；

3、在重點領域智能制造新模式中的應用。

二、重點領域智能制造新模式應用

（一）新一代信息技術產品智能制造新模式

1、實施內容

重點支持智能制造新模式中智能工廠發展的集成應用，支持智能光電傳感器、智能感應式傳感器、智能環境檢測傳感器以及數控加工裝備與機器人大規模協同安全可控應用，實現新一代信息技術產品設計、工藝、制造、檢驗、物流等全生命周期的智能化要求。

2、考核指標 1）綜合指標：

傳感器智能制造新模式：生產效率提高20%以上，運營成本降低20%，產品研制周期縮短30%，產品不良品率降低20%，能源利用率提高10%以上。

移動終端智能制造新模式：生產效率提高20%以上，運營成本降低20%，產品研制周期縮短30%，產品不良品率降低30%，能源利用率提高15%。2）技術指標：

傳感器智能制造新模式： 產品設計全面采用數字化技術，建立產品數據管理系統；主要生產設備數控化率達到80%以上；工序在線檢測和成品檢測數據自動上傳率超過90%，建立產品質量追溯系統；建立生產過程數據庫，深度采集制造進度、現場操作、設備狀態等生產現場信息；建立面向多品種、小批量的制造執行系統（MES），實現10種以上產品/規格混合生產的排產和生產管理；建立企業資源計劃管理系統（ERP），實現供應、外協、物流的管理與優化。

移動終端智能制造新模式：

實現高速高精鉆攻中心、國產數控系統、機器人與收取料系統的協同運動控制，實現多種車間智能裝備之間的協同工作；采用基于工藝知識庫的三維智能工藝規劃，提高研制效率；通過高級計劃排程和實時生產響應技術，減少設備空轉時間；建立生產過程數據庫，充分采集制造進度、現場操作、設備狀態等生產現場信息；提高車間加工過程質量檢測自動化程度，建立產品質量追溯系統，實現全制造過程品檢數字化；建立面向大批量快速響應生產的制造執行系統（MES），實現基于實時制造數據的可鉆取仿真車間。

3）專利、軟件著作權、標準（技術規范）

傳感器智能制造新模式：形成國家/行業標準3項上，發明專利2項以上，研發自主知識產權智能專用裝備2種以上。

智能移動終端智能制造新模式：發明專利5項以上，軟件著作權6項以上，研發自主知識產權智能專用裝備2種以上。

3、安全可控智能制造手段

傳感器智能制造新模式：自動激光切割機，傳感芯體自 動檢測系統，自動視覺檢測系統，傳感器在線激光修調系統，焊接機器人，在線智能測試系統。

智能移動終端智能制造新模式：工業機器人、高速高精加工中心、AGV小車、自動化生產線集中控制系統、視覺化品質檢測設備、RFID標簽與讀寫器及系統、自動化夾具。

（二）高檔數控機床和機器人智能制造新模式

1、實施內容

支持高檔數控機床、數控系統及伺服電機、功能部件及其關鍵零部件等智能制造新模式，實現高檔數控機床智能制造的產品研發、制造、物流、質量控制的全流程智能化。支持鑄、鍛、焊等基礎智能制造新模式，實現基礎制造智能制造新模式的工藝模擬優化、制造、物流、質量追溯和供應鏈管理的全流程智能化。

支持工業機器人及其高精度減速器、機械臂、伺服電機等零部件智能制造新模式，實現機器人智能制造新模式的產品設計、生產加工、識別檢測和物流倉儲的全流程智能化。

2、考核指標 1）綜合指標

高檔數控機床智能制造新模式：運營成本降低10%，產品研制周期縮短50%，生產效率提高30%以上，產品不良品率降低10%，能源利用率提高10%。

基礎智能制造新模式：運營成本降低20%，生產效率提高20%，產品不良品率降低10%，能源利用率提高10%。機器人智能制造新模式：運營成本降低10%，生產效率提高 4 30%以上，產品不良品率降低10%，產品研制周期縮短30%，能源利用率提高4%。

2）技術指標

高檔數控機床智能制造新模式：產品設計全面采用數字化技術，制造過程數控化率達到90%以上，通過網絡實現數字化智能加工裝備、NC系統、智能儀器儀表及傳感器、物流及倉儲系統等設備的互聯與集中監控，采用信息化生產管理，構成集成化的車間現場管控系統。產品優質率達到95%以上。

基礎制造智能制造新模式：產品設計的數字化率達到90%以上、制造過程的數控化率達到80%以上、形成完善工藝與生產的數據平臺、建立完整的產品生命周期管理體系、構建PLM和ICS/MES/ERP等系統并高效無縫集成，實現產品研發、工藝設計、仿真驗證、制造生產的數字化；采用傳感器、在線檢測、數控設備、機器人等智能裝備，實現制造過程的工藝優化、批量定制、混線生產和質量追溯的智能化要求。

機器人智能制造新模式：智能裝備占比達到80%、NC系統、智能儀器儀表及傳感器、物流及倉儲系統等設備，通過網絡實現設備的互聯與集中監控，采用信息化生產管理，構成集成化的車間現場管控系統。可實現日連續三班生產，產品優質頻率 95%。形成完善的設計與生產的數據平臺、實現 產品生產在線監控與測量、建立具有行業及企業特點的基礎數據庫、構建ICS/MES/ERP等系統并高效無縫集成。

3）專利、軟件著作權、標準（技術規范）

形成5-10項智制造新模式標準/行業、國家、國際標準草案。申請3-5項專利、登記10-15項軟件著作權。

3、安全可控的智能制造手段

上下料、噴涂、裝配、打磨、焊接、檢測機器人，智能激光/重力/接近開關/光電開關等智能傳感器，自動識別系統，控制網絡與傳感，測控裝置與系統，功能安全評估系統，誤差檢測及軌跡糾偏等自動檢測系統。

（三）航空裝備智能制造新模式

1、實施內容

重點支持基于模型的工程方法，融合互聯網思維及大數據、云計算等技術，從價值鏈、企業層、車間層和設備層共四個層面，提升航空裝備制造系統的狀態感知、實時分析、自主決策和精準執行水平；以飛機、直升機整機研發、關鍵系統制造以及部/總裝為集成應用，實現設計制造一體化云平臺、廣域協同供應鏈、智能生產制造、敏捷運行支持，形成智能制造體系。

2、考核指標（1）綜合指標

產品研制周期縮短20%，生產效率提高20%，運營成本降低30%，產品不良品率降低10%，能源利用率提高4%。

（2）技術指標

實現供應鏈面向以客戶為中心的能力協同優化及智能感知與決策、生產系統能力仿真、車間/生產線的動態排產與調度、自適應加工與裝配、基于模型的檢測、物流的智能配送。

形成航空智能制造工程環境的方法、流程和工業軟件體系；設計全面采用數字技術；建立協同設計、制造和服務云平臺；開發智能制造運行系統；建立智能部/總裝生產線、智能物流配送系統等。建立具有行業及企業特點的基礎數據庫、實現ICS/MES/ERP的無縫集成。

自主研發自適應加工/裝配工藝設備、柔性工裝、智能測量檢驗設備、高精度復雜構件增材制造設備、機器人自動鉆鉚系統、特種機器人等。

（3）知識產權

形成專利、軟件著作權、標準、技術規范不少于50項。

3、安全可控的智能制造手段

智能部/總裝生產線；智能物流配送系統等；自適應加工/裝配工藝設備；柔性工裝；智能測量檢驗設備；高精度復雜構件增材制造設備；機器人自動鉆鉚系統；特種機器人 等

（四）海洋工程裝備及高技術船舶智能制造新模式

1、實施內容

圍繞各類中間產品柔性、高效、智能化制造的需求，重點支持海洋工程、造船及配套的智能制造新模式。

2、考核指標

（1）綜合指標

產品研制周期縮短20%，生產效率提高30%，運營成本降低20%，產品不良品率達到5%，能源利用率提高12%。

（2）技術指標

產品設計采用三維CAD設計技術，并與CAE、CAPP、CAM有機集成，建設完整的產品數據管理系統（PDM）；在各關鍵工序設備數控化率80%以上。建立車間級的工業通信網絡，實現信息互聯互通和有效集成。建立生產過程數據采集和分析系統，并與車間制造執行系統實現數據集成和分析；配置數字化在線檢測和成品檢測設備，監測數據自動上傳，建立產品質量追溯系統；建設智能物流系統；建立車間制造執行系統（MES）、企業資源計劃管理系統（ERP），實現計劃、排產、生產、檢驗的全過程閉環管理，并實現ICS、MES和ERP的無縫信息集成；采用大數據等新一代信息技術，進行智能制造新模式的經營、管理、決策的優化。

（3）知識產權

關鍵工藝裝備及軟件系統如焊接機器人、柔性自動化焊接系統、柔性裝配在線檢測和自動劃線技術與裝備、自動化開坡口裝備、端部反面自動焊接裝備、車間智能物流管控系統、生產過程數據采集和分析系統等形成自主知識產權。

形成專利、軟件著作權、標準、技術規范15項以上。

3、安全可控的智能制造手段 材料檢測及標識智能單元、智能化加工流水線、智能成型工藝及裝備、智能化裝焊流水線

（五）先進軌道交通裝備智能制造新模式

1、實施內容

支持基于機車車輛、信號系統、工程養護裝備及其關鍵零部件等智能制造新模式，實現先進軌道交通裝備產品研發、制造、物流、質量控制全流程的智能化。

2、考核指標 1）1）綜合指標

運營成本降低20%，產品研制周期縮短50%，生產效率提高30%，能源利用率提高5%。

2）技術指標

產品設計的數字化率達到90%以上、制造過程的數控化率達到80%以上、形成完善的設計與生產的數據平臺、實現產品生產在線監控與測量、建立具有行業及企業特點的基礎數據庫、構建ICS/MES/ERP等系統并高效無縫集成，實現產品研發、工藝設計、仿真驗證、制造執行的數字化；采用傳感器、測控設備、數控加工設備、增材制造、機器人等智能裝備，實現制造過程的自動化和網絡化、物流采集信息化、物料傳送自動化。

3）專利、軟件著作權、標準（技術規范）

形成5-10項軌道交通智能制造新模式標準/行業、國家、國際標準草案。申請3-5項專利、登記10-15項軟件著作權。

3、安全可控的智能制造手段

上下料機械手，焊接機器人，噴涂機器人，激光焊接與切割設備，增材制造裝備，智能物流裝備，自動檢測設備，智能傳感器，工業信息安全防護裝備。

（六）節能與新能源汽車智能制造新模式

1、實施內容

支持以用戶訂單為基礎的柔性化生產體系和多種車型的任意順序的混流智能化生產，打造高效協同的汽車制造供應體系，大幅提升新能源汽車智能制造水平。

2、考核指標

1）1）綜合指標

生產效率提升20%以上，資源綜合利用率提升20%，產品不良品率降低20%，產品研制周期縮短20%，運營成本降低20%。

2）2）技術指標

節能與新能源汽車智能制造新模式：生產節拍實現每小時60臺；實現任意車身產品平臺、各種車型的柔性生產；生產線工序間實現自動輸送，傳輸時間5～6秒；產品個性化配置率達到10%；可遠程升級的汽車電子控制單元（ECU）比例達到10%。

新能源汽車電池智能制造新模式：單工位生產節拍每分鐘60件以上；整線直通率>97%；合格率>99.5%；稼動率>95%。面向多規格的生產制造執行系統，實現供應、外協、物流的管理和優化。

3）專利、軟件著作權、標準（技術規范）

專利10項以上（發明2項以上），軟件著作權10項，企業標準（技術規范）4項。

3、安全可控的智能制造手段 伺服點焊焊接機器人、弧焊機器人、搬運機器人；機器人智能視覺識別系統；機器人智能協同系統；基于工業總線技術的可編程控制系統；智能切換定位裝置；閉環伺服位置傳感裝置；數字智能裝配設備、智能生產信息管理系統、數據庫管理系統、基于工業總線技術的可編程控制系統、在線產品質量檢查系統、智能自動化物流傳輸系統等。

（七）電力裝備智能制造新模式

1、實施內容

支持建設發電設備核心零部件及智能電網中低壓配電設備和用戶端設備智能制造制造新模式。

2、考核指標 1）綜合指標

運營成本降低20%，產品研制周期縮短20%，生產效率提高20%，產品不良品率降低10%，能源利用率提高4%。

3）2）技術指標

建立產品模型、制造模型、管理模型、質量模型等數字模型，優化配置互聯互通的產品全生命周期管理系統（PLM）、企業資源計劃管理系統（ERP）和車間制造執行系統（MES）。實現基于模型的產品設計數字化、企業管理信息化和制造執行敏捷化，形成企業統一的數據平臺，產品設計的數字化率達到100%。建立生產過程數據采集分析系統和車間級工業通信網絡，充分采集制造進度、現場操作、質量檢驗、設備狀態等生產現場信息，并與車間MES實現數據集成。建立自動化智能化的加工、裝配、檢驗、物流等系統，并通過工業通信網絡實現互聯和集成，關鍵加工工序數控化率達到80%。

4）3）專利、軟件著作權、標準（技術規范）專利3項以上（發明專利1項以上），軟件著作權10項、企業標準（技術規范）4項，安全可控裝備（裝置）形成自主知識產權。

3、安全可控的智能制造手段

智能化加工流水線、機器人、智能檢測裝置、精益電子看板、制造執行系統（MES）、產品全生命周期管理系統（PLM）。

（八）新材料智能制造新模式

1、實施內容

針對我國能源、環境、柔性電子、航空航天、國防裝備等高科技領域對石墨烯、碳纖維的迫切需求，以石墨烯結構與功能多樣化和可控化為目標，支持石墨烯智能制造成套裝備；支持年產1000噸的T700級碳纖維材料智能制造新模式，實現在生產執行管理、先進過程控制與優化、物流與質量追溯等方面的智能化，形成具有知識產權的裝備與技術。

2、考核指標 1）綜合指標

石墨烯：實現石墨烯粉體材料規模化清潔生產，石墨烯膜片材料穩定化批量生產，在異質結太陽能電池、選擇性滲透膜以及穿戴顯示器件上開展石墨烯應用示范。

碳纖維：生產效率提高30%，產品不良品率降低20%，運營成本降低20%，能源綜合利用率提高25%。

2）技術指標

石墨烯：建立多級（多維多尺度）隨機模型結構設計系統；建立智能制造裝備組件耦聯與參數逐級優化系統，通過 元素、電場、缺陷、應變等手段對材料物性原位實時調控。實現高質量石墨烯規模化低成本制備與功能調制技術的突破；實現石墨烯粉體材料層數和尺寸控制、可控表面改性和功能化的規模化制備；實現單層石墨烯薄膜的大面積連續制備和無損低成本轉移技術，單晶尺寸、導電性和透光度可控。薄膜室溫體電荷遷移率>104 cm2/(V·s)，面電阻達50 Ω/sq（可見光透過率>90%）；缺陷密度在103~1012/cm2之間可控。粉體比表面積>2600m2/g。年產能達20萬平方米（薄膜）/500噸（粉體）。異質結太陽能電池的光電轉換效率>20%，選擇性滲透膜的脫鹽率>95%，柔性應變傳感器的靈敏系數>105。

碳纖維：關鍵設備數控化率超過80%，關鍵智能部件國產化率達到85%；實現全系統的傳動比控制等高精度運動控制和針對時變、非線性、大時滯等工藝對象的先進控制；建立企業內部智能物流系統和產品追溯系統；建立橫跨化工、紡織、新材料多個領域的、行業特點鮮明的MES系統。

3）專利、論著、標準（技術規范）

形成石墨烯國家/行業標準1項，發明專利6項，論著15篇。形成碳纖維及復合材料國家/行業標準3項，發明專利2項，軟件著作權3項

3、安全可控的智能制造手段 DCS系統，專用控制系統，運動控制系統，智能檢測設備，基于條形碼的物流裝置，先進控制軟件，MES管理系統等。

（九）農業機械裝備智能制造新模式

1、實施內容

支持基于大中型拖拉機、收獲機械、大型農機具及關鍵零部件智能制造新模式，實現農業機械裝備產品設計、加工、檢測、裝配的全流程智能化。

2、考核指標 1）綜合指標

生產效率提高50%，產品不良品率降低10%，能源利用率提高40%，運營成本降低20%，產品研制周期降低20%。

2）技術指標

產品設計的數字化率達到80%以上、制造過程的數控化率達到80%以上、形成完善的設計與生產的數據平臺、實現產品生產在線監控與測量、建立具有行業及企業特點的基礎數據庫。實現農機企業的設計、生產和控制與ERP、MES的智能整合。通過RFID和光感倉儲和物流設備實現生產和物流的一體化。

3）專利、軟件著作權、標準（技術規范）

形成3-5項農業機械裝備智能制造新模式標準/行業、國家、國際標準草案。申請2-3項專利、登記5-8項軟件著 14 作權。

3、安全可控的智能制造手段

自動柔性生產線，高檔數控機械加工系統，現代化涂裝生產線，智能化物流系統，焊接機器人系統及專用智能工裝夾具，MES／ERP管理系統，自動引導小車，數字化測量檢驗設備等。