高端装备制造业智能工厂建设思路和构想

    1 企业简介

    山西汾西重工有限责任公司(简称汾西重工)始建于1954年，隶属于中国船舶重工集团公司。现有职工3000余人。汾西重工经过60多年的发展建设，已成为一个具有高端研发制造能力的高端装备制造企业，产品广泛应用于船舶、海洋工程、煤矿、油田等行业。2003年，汾西重工成立信息化管理部门，主要承担企业的信息化战略规划、信息化项目的开发和实施应用、网络建设、管理及维护、网络安全等，同年被太原市认定为“太原市信息化与工业化深度融合示范企业”：2014年被山西省认定为“省级信息化与工业化深度融合示范企业”，2015年6月被国家工业和信息化部确认为国家第二批“两化融合管理体系贯标试点企业”。汾西重工经过15年的信息化建设，信息化与工业化融合取得显著成效，数字化工厂初具规模，科技创新能力明显提升，有效推动了企业的快速发展。

    2 智能工厂建设的背景和发展趋势

    2.1 国外背景和发展趋势

    新一代信息技术与制造业深度融合，正在引发影响深远的产业变革，形成新的生产方式、产业形态、商业模式和经济增长点。以德国工业4．0、美国先进制造战略计划为代表，发达国家正积极谋划部署对高端制造业进行再调整再布局．根本出发点都是为了打造国家制造业竞争新优势。基于赛博一物理系统(Cyber—Physical System，CPS)的智能装备、智能工厂等智能制造正在引领制造方式变革；网络众包、协同设计、大规模个性化定制、精准供应链管理、全生命周期管理、电子商务等正在重塑产业价值链体系。

    国外制造企业已将信息技术、先进制造技术与现代管理技术相结合．综合应用于武器装备设计、制造管理、试验、测试和维护全生产周期的各个阶段及各个方面。波音、洛克希德·马丁和空客等航空工业企业均全面推行了产品数字化研制模式。波音777飞机在研制过程中，全部基于三维设计，采用数字化装配验证、数字化工装定义，300万个零件全部使用三维来表达。波音787在装配环境下进行上下关联设计，实现了数字化生产。这些信息技术的成功应用，推动了制造业生产方式的巨大转变，大幅降低了生产费用、缩短了生产周期、提升了产品质量，减少了投资风险。

    2.2 国内现状和发展趋势

    我国从党的十六大提出“以信息化带动工业化，以工业化促进信息化”，到十七大提出“大力推进信息化与工业化融合”，再到十七届五中全会、十八大进一步明确要求“推动信息化和工业化深度融合”。2013年8月，国家工业和信息化部印发了《信息化和工业化深度融合专项行动计划(2013—2018年)》，提出到2018年，全国两化融合发展水平指数达到82。其中，重点行业大中型企业两化融合水平逐级提升．处于集成提升阶段以上的企业达到80％；中小企业应用信息技术开展研发、管理和生产控制的比例达到55％，应用电子商务开展采购、销售等业务的比例达到50％。2015年5月我国正式发布了《中国制造2025}，计划通过3个十年的行动纲领和路线图，完成从制造业大国向制造业强国的转变 。以制造业数字化、网络化、智能化为标志的智能制造是信息化与工业化深度融合的切人点和主攻方向。坚持信息主导、体系建设．统筹兼顾、突出重点的原则，大力发展智能制造，推动工业化和信息化深度融合，推进信息技术综合集成应用和融合创新，鼓励各地先行先试，实施智能制造试点示范专项行动．充分调动企业积极性．全面加快工业转型升级。

    具体来看，以航空工业为代表的高端装备制造业企业已经建立起较完善的信息化与工业化深度融合体系，包括面向设计的PDM系统．面向工艺的三维结构工艺系统，面向车间的制造执行系统(MES)等。设计管理方面，已经建立起三维数字化设计标准和规范，全型号产品的三维设计模式，多学科协同仿真应用；工艺管理方面，建立全三维结构化工艺设计能力。支撑三维机加工序模型和装配模型，以及加工仿真、装配仿真、人机仿真的能力；生产制造管理方面，通过数字化手段实现生产计划排产，工位扫描、物料配送、工具配送、再制品跟踪、生产状态监控、生产设备数据采集和监控、三维设计和工艺信息工位展示等能力：售后服务方面，引入了交互式电子手册的制作能力以及面向服务的售后服务系统。

    3 智能工厂建设的基本原则和目标

    3.1 基本原则

    以企业现行信息技术为基础，以业务发展需求为导向，遵循“五统一”的基本原则，即“统一规划、统一组织、统一标准、统一平台、统一管理”，同时，在具体智能工厂项目建设上，强调如下原则。

    1)统筹管理，突出重点。根据智能工厂规划进行统筹管理，确保以产品智能研制、生产管理和智能车间为重点的项目落实，推动公司整体研制能力提升。

    2)信息主导，体系建设。坚持信息主导、体系建设，加快构建适应面向未来发展的产品研制体系，为实现企业转型发展提供技术支撑。

    3)完善基础，深化应用。在完善网络与硬件基础的同时，通过数据规范、标准支撑、制度约束的方式构建智能工厂数据基础．开展深化应用工作，分析评估基于智能工厂的重大问题研究，解决瓶颈问题、优化流程。

    4)立足当前，着眼长远。智能工厂的建设必须立足企业信息化基础．准确把握智能制造是推进两化深度融合的核心目标．是建立国家制造业创新体系的关键。

    3.2 战略目标

    智能工厂的建设按照《中国制造2025》战略目标制定企业总体目标：建立基于模型的系统工程架构，实现产品全生命周期的基于全价值链的数字化应用，以相关车间为试点进行智能车间的建设，建成以降低成本、缩短研制周期、提升产品质量为核心的全价值链的智能工厂。

    1)智能化管理：通过梳理、优化和固化公司职能管理部门的流程，全面实现信息化管理，建成快捷、高效的信息化综合管理系统。

    2)构建基于模型的系统工程架构，全面实现基于模型的设计、仿真、工艺、制造、维护保障的全生命周期管理。形成产品设计知识库和工艺知识库；建成产品的全生命周期管理，包括采购、生产、销售、质量、成本等；以核心车间为试点进行智能车间的建设。

    3)建立智能工厂驾驶舱(数字中心)，实现管理数据、产品设计、制造等数据的统一管理和展示，实现虚拟制造和物理生产深度融合的智能研制体系的建设。

    通过以上目标的实现．到“十三五”末。智能工厂水平整体达到国内领先水平。