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1、企业信息化数字化和智能化工厂智慧工厂报告提纲1、信息化是走新型工业化道路必然选择2、企业信息化的内涵3、流程工业综合自动化系统4、离散工业集成制造系统5、企业信息化的实施策略十六大的报告明确指出：“实现工业化仍然是我国现代化进程中艰巨的历实现工业化仍然是我国现代化进程中艰巨的历史性任务。信息化是我国加快实现工业化和现代史性任务。信息化是我国加快实现工业化和现代化的化的必然选择必然选择。坚持以信息化。坚持以信息化带动带动工业化，以工工业化，以工业化促进信息化，走出一条科技含量高、经济效业化促进信息化，走出一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势益好、资源消耗低、环境污染少
2、、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化路子。得到充分发挥的新型工业化路子。”1、信息化是走新型工业化道路必然选择1)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:“知识生产力将日益成为一个国家、一个产业、一家公司的竞争实力的决定性因素”，“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行了重组。”采用信息化的手段,围绕着生产过程的信息和知识对生产过程进行重组,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中去，极大地提高生产力。金字塔型组织 扁平化组织结构管理组织层次金字塔型组织：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
3、产车间扁平化组织结构：总经理生产制造过程生产指挥中心2)只有通过企业信息化才能实现企业扁平化管理经营决策企业管理生产调度过程优化过程控制Purdue 模型BPS(Business Planning System)PCS(Process Control System)MES(Manufacturing Execution System)BPS/MES/PC S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：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董事长到一般职工，管理层从26 26层减到 层减到5 5层。层。60 60多个部门组合为 多个部门组合为12 12
4、个业务部，管理人员减少 个业务部，管理人员减少1/4 1/4，1996 1996年利润居全美榜 年利润居全美榜首。首。l l日本兴亚电工公司（日本兴亚电工公司（KOA KOA）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%、利、利润增加 润增加37%37%。l l美国 美国IBM IBM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。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
5、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：黄金回收率提高1以上；生产能力由1200吨日提高到2000吨日，剥采比由10：1降低到6.5：1，选矿成本由73.03元吨降为37元吨，采矿成本由57元吨降为43元吨，人均劳动生产率75万元，是同类企业的平均水平的17倍。(图一所示)图一 排山楼金矿据美国据美国MESA1996MESA1996年调查统
6、计结果年调查统计结果n n生产周期时间缩短率为生产周期时间缩短率为35%;35%;n n数据输入时间缩短率为数据输入时间缩短率为36%;36%;n n在制品削减率为在制品削减率为32%;32%;n n文书工作削减率为文书工作削减率为67%;67%;n n交货期缩短率为交货期缩短率为22%;22%;n n不合格产品减低率为不合格产品减低率为22%;22%;n n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 n19991999年年，美美国国“财财富富”杂杂志志发发表表文文
7、章章称称MESMES是是“ERPERP市市场场的的挑挑战战者者”。该该文文介介绍绍年年产产值值1616亿亿美美元元的的美美国国化化纤纤企企业业UnifiUnifi公公司司，其其下下属属YadkinvilleYadkinville厂厂应应用用MESMES软软件件后后，效效益益增增加加69%69%，实际增效，实际增效16001600万美元。万美元。n n基基于于ERP/MES/PCSERP/MES/PCS三三级级结结构构的的MESMES软软件件得得到到广广泛泛应应用用，据据美美国国MESAMESA调调查查，美美国国MESMES软软件件市市场场规规模模：19931993年年为为1.51.5亿亿美美元
8、元，19941994年年和和19951995年年年年增增长长率率为为30%30%，19961996年年达达到到8.658.65亿亿美美元元，19981998年年10.110.1亿美元，予计亿美元，予计20032003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：“对于降低生产成本、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系统的优化设计来实现”。(Charbonnier et al.1999)综合生产指标的分解产量 产量质量 质量成本 成本生产计划 生产计划生产制造执行 生产制造执行优化控制 优化控制消耗 消耗综
9、合生产指标：综合生产指标：产量、质量、产量、质量、成本、消耗 成本、消耗综合 综合生产 生产指标 指标模型 模型各工段 各工段生产指标 生产指标关键 关键工艺 工艺参数 参数设定 设定模型 模型各工序 各工序关键工 关键工艺参数 艺参数指标 指标优化 优化系统 系统 4）生产制造过程的信息化是实现敏捷制造的保证 q q 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，致使产品市场竞争国际化；争国际化；q q 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
10、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。q q 敏捷制造（敏捷制造（Agile Manufacturing Agile Manufacturing）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和高素质的人员进行全面的集成。员进行全面的集成。q q 敏捷制造将使企业实现 敏捷制造将使企业实现FTQCS FTQCS战略目标，即产品的 战略目标，即产品的功能 功能(F)(F)全，开发周期 全，开发周期(T)(T)短，质量 短，质量(Q)(Q)高，成本 高，成本(C)(C)低，并能为用户提供更好的服务
11、低，并能为用户提供更好的服务(S)(S)。q q 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。q q 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。敏捷制造使企业管理从金字塔式的多层结构敏捷制造使企业管理从金字塔式的多层结构走向扁平化结构走向扁平化结构企 业工 厂单 元工作站车 间设 备计 划执 行控 制（a）多级递阶（b）分布式纵向集成纵横向综合集成“小而全 小而全”“”“大而全 大而全”企 企业 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敏捷
12、制造使企业“大而全大而全”“”“小而全小而全”的组的组织模式走向分工协作突出核心竞争力的模式织模式走向分工协作突出核心竞争力的模式零部件1车间零部件2车间零部件n车间零部件车间市场 供应后勤保障设计组装车间企业组织模式零部件1厂零部件2厂 零部件厂n零部件厂设计集成外部企业协作市场供应后勤保障核心零件制造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/仿真和仿真和人工智能等人工智能等;q 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;q 网络平台网络平台
13、(Internet/Intranet/Extranet)(Internet/Intranet/Extranet)。造船工业案例分析造船工业案例分析 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。q 韩国造船业发展纵向比较：q q 韩国与中国造船业的横向比较（韩国与中国造船业的横向比较（2001 2001年）：年）：2、企业信息化的内涵n 制造业特点：离散制造业 流程工业 混合制造业 1、调度和协调复杂 产品部件多，
14、可以独立加工，生产流程能够并行、异步进行；对于某一产品常有多种实现路径可供选择，设备功能冗余度大，因此增加了调度和协调的复杂性。2、资源管理复杂 由于每个操作可能涉及不同的物料、设备、工具及文档等资源，这些资源离散地分布在企业中，因此在异步、并发的离散流程中资源管理复杂。3、控制量相互独立、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，设备控制参数由设计决定，不受物料物性影响，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，主要是加工程序的上载和刀具的更换，所以切换代价较小。4、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
15、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，自动化水平相对较低。n 离散制造业的特点 n 流程工业的特点 1、复杂性主要的流程工业涉及到原材料和能源的生产加主要的流程工业涉及到原材料和能源的生产加工行业，如冶金（钢铁、有色、黄金）、石油工行业，如冶金（钢铁、有色、黄金）、石油化工、电力等；我国资源的特点：贫矿多，难化工、电力等；我国资源的特点：贫矿多，难于提炼，因而其生产加工过程复杂；于提炼，因而其生产加工过程复杂；金字塔式的管理模式是层次多，经营管理、制金字塔式的管理模式是层次多，经营管理、制造执行等过程的信息获取
16、、控制与管理涉及的造执行等过程的信息获取、控制与管理涉及的变量与参数多，过程的模型难于描述。变量与参数多，过程的模型难于描述。2、技术密集型生产过程涉及到工艺、机械装备、自动控制、生产过程涉及到工艺、机械装备、自动控制、工业工程等专业知识、经验、专有技术。工业工程等专业知识、经验、专有技术。人 先进技术 服务型工厂服务生产环保型工厂资源再生创造型工厂先进技术生产自动化工厂基础产品生产信息基础结构生产 应用 应用技术 成熟技术环境技术机器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q 数字化与智能化工厂制造过程数字化、自动化、虚拟化、智能化生产过程数字化、自动化、虚拟化、智能化管理数
17、字化与智能决策设计数字化、协同化、虚拟化、智能化企业数字化与智能化1）离散制造业数字化与智能化n n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n n制造过程数字化、自动化、虚拟化、智能化制造过程数字化、自动化、虚拟化、智能化n n管理数字化与智能决策管理数字化与智能决策2）流程工业数字化与智能化n n工艺设计数字化、协同化、虚拟化、智能化工艺设计数字化、协同化、虚拟化、智能化n n生产过程数字化、自动化、虚拟化、智能化生产过程数字化、自动化、虚拟化、智能化n n生产管理数字化智能决策生产管理数字化智能决策q企业信息化的内涵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。