工信部發(fā)布
制造業(yè)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型典型場景參考
全文如下
制造業(yè)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型典型場景參考
聚焦產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造、運(yùn)維服務(wù)、經(jīng)營管理、供應(yīng)鏈管理等場景,以場景為切入點(diǎn)梳理數(shù)字化轉(zhuǎn)型痛點(diǎn)需求,繪制重點(diǎn)行業(yè)、重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)字化轉(zhuǎn)型場景圖譜(簡稱“一圖譜”),明確企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型路徑,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)協(xié)同開展轉(zhuǎn)型升級。分場景梳理數(shù)據(jù)要素、知識模型、工具軟件、人才技能等數(shù)字化轉(zhuǎn)型要素清單(簡稱“四清單”,合稱“一圖四清單”),助力政產(chǎn)學(xué)研各界聯(lián)合攻堅場景數(shù)字化轉(zhuǎn)型關(guān)鍵難點(diǎn)。
一、場景參考架構(gòu)
場景是制造業(yè)全生命周期的基本單元,也是供需雙方協(xié)同推進(jìn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的紐帶。制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型可以轉(zhuǎn)化為多個更具操作性的場景轉(zhuǎn)型,通過打造標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)字場景解決方案,實(shí)現(xiàn)以場景轉(zhuǎn)型之“和”形成行業(yè)整體轉(zhuǎn)型之“解”。
(一)場景分類
基于企業(yè)或產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)造價值的過程,將場景劃分為研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造、運(yùn)維服務(wù)、經(jīng)營管理、供應(yīng)鏈管理等,同時區(qū)分跨環(huán)節(jié)協(xié)同類(如圖 1 所示)。具體如下:
圖 1 場景分類
1. 研發(fā)設(shè)計:利用計算機(jī)輔助設(shè)計、數(shù)字化仿真、數(shù)字樣機(jī)、模型驅(qū)動設(shè)計等數(shù)字技術(shù)和工具,開展產(chǎn)品樣品或服務(wù)樣例設(shè)計和仿真,包含產(chǎn)品平臺化設(shè)計、產(chǎn)品協(xié)同測試驗(yàn)證、產(chǎn)品工藝虛擬仿真、產(chǎn)線及工廠三維優(yōu)化設(shè)計等細(xì)分場景。
2. 生產(chǎn)制造:利用物聯(lián)網(wǎng)、計算機(jī)輔助生產(chǎn)、數(shù)字化制造執(zhí)行系統(tǒng)等數(shù)字技術(shù)和工具,將原材料、零部件、能源、信息等批量轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品或服務(wù),包含多工廠/多基地協(xié)同排產(chǎn)、生產(chǎn)工藝優(yōu)化、質(zhì)量智能檢測、遠(yuǎn)程能耗監(jiān)測、安環(huán)監(jiān)測與監(jiān)管等細(xì)分場景。
3. 運(yùn)維服務(wù):利用互聯(lián)網(wǎng)連接、數(shù)字化售后服務(wù)等,開展企業(yè)設(shè)備健康管理,并為客戶提供產(chǎn)品售后跟蹤和技術(shù)支持,包括設(shè)備在線監(jiān)測維護(hù)、產(chǎn)品運(yùn)維及后市場服務(wù)等細(xì)分場景。
4. 經(jīng)營管理:利用數(shù)字化技術(shù)手段和信息管理系統(tǒng),對企業(yè)經(jīng)營過程進(jìn)行計劃、組織、指揮、協(xié)調(diào)和控制,包括財務(wù)智能化管理、客戶洞察與營銷管理、人員數(shù)字化管理等細(xì)分場景。
5. 供應(yīng)鏈管理:利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等數(shù)字技術(shù)和企業(yè)資源計劃(ERP)、供應(yīng)鏈管理(SCM)、客戶關(guān)系管理(CRM)等數(shù)字化工具,對產(chǎn)品從原材料采購到產(chǎn)品質(zhì)量追溯全流程的計劃、過程進(jìn)行管理,包括多級供應(yīng)商管理、無人倉儲及智能物流、供應(yīng)鏈產(chǎn)品質(zhì)量追溯、供應(yīng)鏈斷鏈預(yù)測預(yù)警等細(xì)分場景。
6. 跨環(huán)節(jié)協(xié)同:應(yīng)用數(shù)據(jù)集成、模型打通等方式,聯(lián)通企業(yè)不同業(yè)務(wù)管理環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)跨環(huán)節(jié)整體協(xié)同優(yōu)化,包括基于系統(tǒng)工程(MBSE)的產(chǎn)品全生命周期管理、基于從消費(fèi)者到生產(chǎn)者(C2M)的大規(guī)模定制化生產(chǎn)等細(xì)分場景。
(二)場景數(shù)字化要素
場景的數(shù)字化轉(zhuǎn)型需要相配套的數(shù)字化要素支撐。圍繞場景轉(zhuǎn)型所需的“人、機(jī)、料、法、環(huán)”等資源,將場景數(shù)字化要素劃分為數(shù)據(jù)要素、知識模型、工具軟件、人才技能等 4 類要素以及數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施保障(如圖 2 所示)。
圖2場景的數(shù)字化要素
1. 數(shù)據(jù)要素:以電子形式存在,利用運(yùn)算、挖掘、建模等方式,支撐實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)營業(yè)務(wù)活動并發(fā)揮重要價值,是場景數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵驅(qū)動要素。
2. 知識模型:利用數(shù)據(jù)挖掘、機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能等技術(shù),對場景中對象、現(xiàn)象和原理進(jìn)行數(shù)字化、結(jié)構(gòu)化處理,形成反映工業(yè)機(jī)理、業(yè)務(wù)邏輯等現(xiàn)實(shí)場景的算法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或數(shù)字模塊等,是場景數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要載體。
3. 工具軟件:場景數(shù)字化轉(zhuǎn)型所需的各類數(shù)字化工具,包括數(shù)字化集成工具、通用軟件工具、專用軟件工具等,是場景數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵支撐要素。
4. 人才技能:場景數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中相關(guān)決策者、管理者、執(zhí)行者等應(yīng)當(dāng)具備的關(guān)鍵能力要求,包含技術(shù)研發(fā)類、應(yīng)用實(shí)施類、業(yè)務(wù)管理類等所需相關(guān)技能,是場景數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵保障要素。
(三)場景數(shù)字化協(xié)同
依據(jù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型場景圖譜(如圖 3 所示),通過工具打通、數(shù)據(jù)互連、模型互認(rèn)等要素連接,暢通場景間工具鏈、數(shù)據(jù)鏈、模型鏈等數(shù)字主線,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈上下游各環(huán)節(jié)以及企業(yè)內(nèi)研、產(chǎn)、管、服等各類業(yè)務(wù)活動的數(shù)字化貫通和網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同。通過提質(zhì)、降本、節(jié)能等價值標(biāo)簽明確場景轉(zhuǎn)型成效,將數(shù)字化語言轉(zhuǎn)化為企業(yè)管理語言,更高效助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)精益化管理。
圖 3 數(shù)字化轉(zhuǎn)型場景圖譜
二、典型場景示例
(一)研發(fā)設(shè)計
1. 產(chǎn)品平臺化設(shè)計
引導(dǎo)企業(yè)應(yīng)用云化軟件工具,按需訂閱產(chǎn)品設(shè)計、仿真模擬等軟件服務(wù),提升產(chǎn)品設(shè)計和仿真效率,降低軟件運(yùn)維成本。鼓勵企業(yè)應(yīng)用基于 AI 的創(chuàng)成式設(shè)計軟件工具,構(gòu)建設(shè)計模型、仿真模型等數(shù)據(jù)集,開展模型訓(xùn)練,快速生成固定參數(shù)和約束條件下的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)性能設(shè)計方案,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品敏捷研發(fā)。
2. 產(chǎn)品協(xié)同測試驗(yàn)證
鼓勵制造業(yè)企業(yè)開展協(xié)同設(shè)計,支持企業(yè)建設(shè)協(xié)同設(shè)計平臺,集成常用研發(fā)設(shè)計軟件和產(chǎn)品模型庫,打造統(tǒng)一在線協(xié)同研發(fā)環(huán)境,整合需求開發(fā)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計、功能性能仿真等環(huán)節(jié),聯(lián)合配套零部件企業(yè)基于平臺開展協(xié)同測試驗(yàn)證,縮短產(chǎn)品設(shè)計和求解時間。鼓勵企業(yè)應(yīng)用數(shù)字孿生技術(shù)構(gòu)建產(chǎn)品數(shù)字樣機(jī),利用云平臺存儲和共享數(shù)字樣機(jī)數(shù)據(jù),支撐跨部門、跨區(qū)域?qū)崟r訪問和性能評估,通過機(jī)器學(xué)習(xí)快速定位數(shù)字樣機(jī)潛在問題,降低中試成本。
3. 產(chǎn)品工藝虛擬仿真
引導(dǎo)企業(yè)利用虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù),在數(shù)字化環(huán)境中創(chuàng)建產(chǎn)品加工過程的仿真模型,結(jié)合人工智能算法和大數(shù)據(jù)分析,根據(jù)產(chǎn)品特征和生產(chǎn)要求,模擬產(chǎn)品實(shí)際生產(chǎn)過程的工藝參數(shù),自動生成工藝加工路線,實(shí)現(xiàn)工藝過程快速設(shè)計優(yōu)化。
4. 產(chǎn)線及工廠三維優(yōu)化設(shè)計
鼓勵企業(yè)基于數(shù)字孿生建立工廠、產(chǎn)線、物流系統(tǒng)的數(shù)字化模型,開展虛擬環(huán)境下的仿真分析,靈活調(diào)整設(shè)備位置、產(chǎn)線走向等,對工廠生產(chǎn)運(yùn)作進(jìn)行可視化設(shè)計、驗(yàn)證,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線性能、生產(chǎn)流程和資源配置的優(yōu)化。
(二)生產(chǎn)制造
1.多工廠/ 多基地協(xié)同排產(chǎn)
支持企業(yè)應(yīng)用基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的訂單管理工業(yè)APP,集成集團(tuán)采購、生產(chǎn)、倉儲等多環(huán)節(jié)數(shù)據(jù),建立統(tǒng)一的生產(chǎn)計劃管理體系,結(jié)合各工廠產(chǎn)能情況,綜合制定跨工廠/跨基地生產(chǎn)訂單執(zhí)行計劃,實(shí)現(xiàn)集團(tuán)效益的最大化。
2.生產(chǎn)工藝優(yōu)化
支持企業(yè)部署分布式控制系統(tǒng)(DCS)、先進(jìn)控制系統(tǒng)(APC)、實(shí)時優(yōu)化控制系統(tǒng)(RTO),構(gòu)建推廣基于數(shù)字孿生、大模型的產(chǎn)線智能控制應(yīng)用,以大模型方式比較不同生產(chǎn)條件下產(chǎn)品收率變化情況,形成最佳工藝參數(shù)控制策略,疊加數(shù)字孿生技術(shù),支撐制造過程傳感、監(jiān)測與自適應(yīng)控制等,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝、裝備調(diào)參、物料平衡等生產(chǎn)作業(yè)的智能化提升。
3.生產(chǎn)流程優(yōu)化
支持企業(yè)開發(fā)部署高級計劃排產(chǎn)系統(tǒng)(APS),基于云平臺打通設(shè)計、計劃、加工、檢測等數(shù)據(jù)并實(shí)時分析。鼓勵企業(yè)按需打造柔性生產(chǎn)應(yīng)用,根據(jù)生產(chǎn)執(zhí)行情況,實(shí)時監(jiān)控計劃異常,提供可視化的插單、異常處理機(jī)制,支持基于約束規(guī)則的最優(yōu)生產(chǎn)能力配置,并在業(yè)務(wù)持續(xù)運(yùn)行中智能優(yōu)化排程與調(diào)度模型,實(shí)現(xiàn)模型在車間智能排產(chǎn)與調(diào)度系統(tǒng)中固化及復(fù)用。
4.質(zhì)量智能檢測
鼓勵企業(yè)應(yīng)用基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的質(zhì)量管理工業(yè)APP,建立貫穿產(chǎn)品全生命周期的質(zhì)量管控體系,融合機(jī)器視覺、缺陷機(jī)理分析、工業(yè)大模型、標(biāo)識解析等,開展產(chǎn)品質(zhì)量在線檢測與分析,快速識別缺陷種類與影響因素,推動產(chǎn)品全生命周期質(zhì)量精準(zhǔn)追溯,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品迭代優(yōu)化。
5.遠(yuǎn)程能耗監(jiān)測
鼓勵企業(yè)部署基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的能耗管理工業(yè)APP,應(yīng)用智能傳感、大數(shù)據(jù)等技術(shù),開展全環(huán)節(jié)能耗數(shù)據(jù)可視化監(jiān)測,建立能效平衡與優(yōu)化模型,進(jìn)行能源平衡智能優(yōu)化分析,結(jié)合大模型、尋優(yōu)算法等技術(shù),實(shí)現(xiàn)工廠能源綜合平衡與優(yōu)化調(diào)度,提高企業(yè)綠色化水平。
6.安環(huán)監(jiān)測與監(jiān)管
鼓勵企業(yè)部署基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的安環(huán)管理工業(yè)APP,采用智能傳感、機(jī)器視覺、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù),動態(tài)感知危化品、危險環(huán)節(jié)、污染源等各類安環(huán)風(fēng)險,開發(fā)安全生產(chǎn)風(fēng)險監(jiān)測與污染物管理模型,實(shí)現(xiàn)智能預(yù)測、預(yù)警及全過程檢測,提高企業(yè)安全生產(chǎn)水平。
(三)運(yùn)維服務(wù)
1.設(shè)備在線監(jiān)測維護(hù)
鼓勵企業(yè)部署基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的設(shè)備管理工業(yè)APP,運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能等技術(shù)進(jìn)行在線診斷,智能分析設(shè)備狀態(tài)并進(jìn)行預(yù)測性維護(hù),提升設(shè)備可靠性和運(yùn)營效率,實(shí)現(xiàn)長期的成本節(jié)約。
2.產(chǎn)品運(yùn)維及后市場服務(wù)
鼓勵企業(yè)搭建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,結(jié)合人工智能等技術(shù),實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品配件采購、庫存和物流的可視化管理與分析,并通過平臺管理產(chǎn)品信息,探索提供設(shè)備租賃與產(chǎn)能共享等一站式配套服務(wù),促進(jìn)資源共享,優(yōu)化資源配置,提高設(shè)備利用效率。鼓勵企業(yè)開展平臺化設(shè)計、定制化服務(wù)、供應(yīng)鏈管理和產(chǎn)品全生命周期管理等服務(wù),探索產(chǎn)品服務(wù)化、工程服務(wù)化和知識服務(wù)化等創(chuàng)新服務(wù)模式,加快企業(yè)沿產(chǎn)業(yè)鏈向高附加值環(huán)節(jié)躍升。
(四)經(jīng)營管理
1.財務(wù)智能化管理
面對企業(yè)財務(wù)管理流程長、重復(fù)工作多、人為失誤不可避免等問題,鼓勵企業(yè)針對財務(wù)管理,應(yīng)用機(jī)器人流程自動化(RPA)技術(shù)改進(jìn)流程,推動重復(fù)性工作的自動化處理,減少人工操作和失誤。引導(dǎo)集團(tuán)型企業(yè)部署統(tǒng)一的財務(wù)管理平臺,推動財務(wù)管理系統(tǒng)與業(yè)務(wù)系統(tǒng)集成,支持基于平臺的線上實(shí)時協(xié)作管理,實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)活動全流程資金及時響應(yīng)。
2.客戶洞察與營銷管理
引導(dǎo)企業(yè)基于人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)構(gòu)建商業(yè)智能(BI),通過集成客戶關(guān)系管理(CRM)、辦公自動化(OA)、企業(yè)資源計劃(ERP)等不同業(yè)務(wù)信息系統(tǒng),開展經(jīng)營數(shù)據(jù)匯聚和經(jīng)營分析模型應(yīng)用,快速分析客戶需求,識別高價值客戶群體,實(shí)現(xiàn)基于模型的客戶洞察與營銷智能決策。
3.人員數(shù)字化管理
支持企業(yè)部署云化人員績效管理系統(tǒng),實(shí)時記錄績效表現(xiàn),并分析績效趨勢和問題。部署在線學(xué)習(xí)平臺和數(shù)字化培訓(xùn)工具,依托虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等技術(shù),實(shí)現(xiàn)虛擬化環(huán)境下的知識和操作技能學(xué)習(xí),并在線追蹤學(xué)習(xí)進(jìn)展,提高人員培訓(xùn)效率。
(五)供應(yīng)鏈管理
1.多級供應(yīng)商采購管理
支持企業(yè)構(gòu)建基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的多級供應(yīng)商采購管理系統(tǒng),基于模型優(yōu)化供應(yīng)資源結(jié)構(gòu),將一級供應(yīng)商管理延伸至二級供應(yīng)商或多級供應(yīng)商,引導(dǎo)一級、二級供應(yīng)商上鏈鏈,開展多級供應(yīng)商臺賬管理,應(yīng)用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)開展供應(yīng)商尋優(yōu),及時備份關(guān)鍵供應(yīng)節(jié)點(diǎn),開展供應(yīng)商提前接入,保障零部件的質(zhì)量穩(wěn)定、交付及時,提升最終成品綜合性能。
2.無人倉儲及智能物流
支持企業(yè)基于數(shù)字化平臺開展訂單全流程跟蹤,建設(shè)自動化立體倉庫和無人搬運(yùn)車(AGV),重點(diǎn)部署和打通生產(chǎn)計劃、倉儲管理等環(huán)節(jié),應(yīng)用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)優(yōu)化倉儲布局和出入庫管理,基于模型算法開展貨物裝載、卸載、搬運(yùn)的路徑優(yōu)化,提高倉儲物流效率,實(shí)現(xiàn)訂單精準(zhǔn)配送和準(zhǔn)時交付。
3.供應(yīng)鏈產(chǎn)品質(zhì)量追溯
支持企業(yè)利用數(shù)字化供應(yīng)鏈開展售后質(zhì)量追溯,打通出廠產(chǎn)品和供應(yīng)鏈系統(tǒng)數(shù)據(jù),實(shí)時響應(yīng)用戶產(chǎn)品維保需求,針對反饋的產(chǎn)品數(shù)據(jù)開展大數(shù)據(jù)分析,為產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計階段的參數(shù)優(yōu)化提供依據(jù),提升產(chǎn)品售后服務(wù)滿意度和交付質(zhì)量,增強(qiáng)用戶粘性。
4.供應(yīng)鏈斷鏈預(yù)測預(yù)警
鼓勵企業(yè)建立供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng),整合企業(yè)資源計劃、生產(chǎn)執(zhí)行、倉儲管理、客戶管理等系統(tǒng)數(shù)據(jù),利用大數(shù)據(jù)建模構(gòu)建供應(yīng)鏈風(fēng)險評估模型,針對供應(yīng)商交貨延遲、物流運(yùn)輸堵塞等關(guān)鍵指標(biāo)設(shè)定報警閾值,實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈斷鏈的提前報警以及應(yīng)急調(diào)度。
(六)跨環(huán)節(jié)協(xié)同
1.基于 MBSE 的產(chǎn)品全生命周期管理
支持企業(yè)開展產(chǎn)品全生命周期管理,構(gòu)建基于模型的系統(tǒng)工程(MBSE)平臺工具,支持各類產(chǎn)品模型在需求、設(shè)計、分析、驗(yàn)證等全生命周期貫通,并進(jìn)一步與產(chǎn)品實(shí)時運(yùn)維數(shù)據(jù)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)基于全生命周期數(shù)據(jù)和模型集成融合的智能決策,進(jìn)而達(dá)到產(chǎn)品最優(yōu)設(shè)計、最優(yōu)制造和最優(yōu)運(yùn)維。
2.基于 C2M 的大規(guī)模定制化生產(chǎn)
鼓勵企業(yè)搭建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,構(gòu)建用戶參與設(shè)計的功能模塊,打造可以模塊化編排的數(shù)字工藝和柔性產(chǎn)線,建設(shè)按需生產(chǎn)的彈性供應(yīng)鏈系統(tǒng),打通用戶訂單、生產(chǎn)計劃、采購管理、加工生產(chǎn)、物流管理等數(shù)字化系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)用戶可自行搭建產(chǎn)品、工廠可按需柔性生產(chǎn)、配送可按時指定送達(dá)。
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1.需求背景1)建立覆蓋加工車間的分布式控制網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)NC程序的有效調(diào)用、穩(wěn)定有效傳輸和在線加工等,
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汽車行業(yè)與人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展確實(shí)正在形成一條高潛力的產(chǎn)業(yè)鏈,兩者的技術(shù)共享、供應(yīng)鏈整合和市場聯(lián)