工业领域数字化转型主要场景、重点行业特点及转型路径建议、专业术语解释.docx

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1、附件1工业领域数字化转型主要场景数字化改造场景是智能工厂的核心组成部分,是指面向制造过程各个环节,通过新一代信息技术、先进制造技术的深度融合,部署高档数控机床与工业机器人、增材制造装备、智能传感与控制装备、智能检测与装配装备、智能物流与仓储装备、行业成套装备等智能制造装备,集成相应的工艺、软件等,实现具备协同和自治特征、具有特定功能和实际价值的应用。结合国内企业实践应用情况,以及技术创新和融合发展等趋势,借鉴有关研究资料,梳理了工业领域16个环节45个数字化改造典型场景,为智能工厂建设提供参考。一、工厂建设通过三维建模、系统仿真、设计优化,实现基于模型的工厂设计、交付和建设,提高建设效构口质量

2、降低成本。场景1:工厂数字化设计。应用工厂三维设计与仿真软件,集成工厂信息模型、制造系统仿真、专家系统和AR/VR等技术,高效开展工厂规划、设计和仿真优化,实现数字化交付。场景2:数字挛生工厂。应用建模仿真、多模型融合等技术,构建装备、产线、车间、工厂等不同层级的数字挛生系统,通过物理世界和虚拟空间的实时映射,实现基于模型的数字化运行和维护。二、产品研发通过设计建模、仿真优化和测试验证,实现数据驱动的产品研发提高设计效率,缩短研发周期。场景1：产品数字化研发与设计。应用设计软件和知识模型库,基于复杂建模、物性表征与分析、AR/VR、数字挛生等技术搭建数字化协同设计环境,开展产品、配方等研发与设

3、计。场景2:虚拟实验与调试。面向产品功能、性能、可靠性、寿命等方面,通过模拟仿真开展试验、调试,缩短研发周期,降低研发成本提高产品质量。场景3:数据驱动产品设计优化。打通产品设计、生产作业、售后服务等环节数据,结合人工智能、大数据等技术才采索创成式设计、持续迭代产品模型、驱动产业化创新。三、工艺设计通过制造机理分析、工艺过程建模和虚拟制造验证,实现工艺设计数字化和工艺技术创新提高工艺开发效率,保障可行性。场景1:工艺数字化设计。应用工艺仿真软件和工艺知识库,基于机理、物性表征和数据分析技术,建立加工、检测、装配、物流等工艺模型,进行工艺全过程仿真,预测加工缺陷并改进工艺方案和参数。场景2:可制

4、造性设计。打通工艺设计、产品研发、生产作业等环节数据,开展产品制造全过程仿真,优化工艺方案和物料清单,改善工艺流程,降低制造与维护的复杂性及成本。四、计划调度通过市场订单预测、产能平衡分析、生产计划制定和智能排产,开展订单驱动的计划排程,优化资源配置提高生产效率。场景1:生产计划优化。构建企业资源管理系统,应用约束理论、寻优算法和专家系统等技术,实现基于采购提前期、安全库存和市场需求的生产计划优化。场景2:车间智能排产。应用计划排程系统,集成调度机理建模、寻优算法等技术,实现基于多约束和动态扰动条件下的车间排产优化。场景3:资源动态配置。依托制造执行系统,集成大数据、运筹优化、专家系统等技术,

5、开展基于资源匹配、绩效优化的精准派工,实现人力、设备、物料等制造资源的动态配置。五、生产作业通过精益生产管理、工艺过程控制优化、产线灵活配置、设备协同作业,实现智能化生产作业和精细化生产管控提高生产效率,降低成本。场景1：精益生产管理。应用六西格玛、5S管理和定置管理等精益工具方法,开展相关信息化系统建设,实现基于数据驱动的人、机、料等精确管控提高效率,消除浪费。场景2:先进过程控制。部署智能制造装备,依托先进过程控制系统,融合工艺机理分析、多尺度物性表征和建模、实时优化和预测控制等技术实现精准、实时和闭环的过程控制。场景3:工艺动态优化。部署智能制造装备搭建生产过程全流程一体化管控平台,应用

6、工艺机理分析、多尺度物性表征和流程建模、机器学习等技术,动态优化调整工艺流程/参数。场景4:产线柔性配置。部署智能制造装备,应用模块化、成组和产线重构等技术,搭建柔性重构产线,根据订单、工况等变化实现产线的快速调整和按需配置,实现多种产品自动化混线生产。场景5:智能协同作业。部署智能制造装备,基于5G、TSN等新型网络技术建设及现场设备控制系统,实现生产设备、物流装备、生产线控制和高效率作业。六、质量管控通过智能在线检测、质量数据统计分析和全流程质量追溯,实现精细化质量管控,降低不合格品率,持续提升产品质量。场景1：智能在线检测。部署智能检测装备,融合5G、机器视觉、缺陷机理分析、物性和成分分

7、析等技术,开展产品质量等在线检测、分析、评级、预测。场景2:质量精准追溯。建设质量管理系统,集成5G、区块链、标识解析等技术,采集产品原料、设计、生产、使用等质量信息,实现产品全生命周期质量精准追溯。场景3:质量动态优化。依托质量管理系统和知识库,集成质量设计优化、质量机理分析等技术,进行产品质量影响因素识别、缺陷分析预测和质量优化提升。七、设备管理通过运行监测、故障诊断和运行优化,实现设备全生命周期管理和预测性维护提升设备运行效率、可靠性和精度保持性。场景1:在线运行监测。集成智能传感、5G、机器视觉、故障检测等技术,通过自动巡检、在线运行监测等方式,判定设备运行状态,开展性能分析和异常报警

8、,提高控制效率。场景2:设备故障诊断与监测。综合运用物联网、机器学习、故障机理分析等技术,建立设备故障诊断和预测模型,精准判断设备失效模式,开展预测性维护,减少意夕M亭机降低运维成本。场景3:设备运行优化。建设设备健康管理系统,基于模型对设备运行状态、工作环境等进行综合分析,调整优化设备运行参数,提高产量,降低能耗,延长设备使用寿命。八、仓储物流通过精准配送计划、自动出入库（进出厂）、自动物流配送和跟踪管理,实现精细仓储管理和高效物流配送,提高物流效率和降低库存量。场景1：智能仓储。建设智能仓储系统,应用条码、射频识别、智能传感等技术,依据实际生产作业计划,实现物料自动入库（进厂）、盘库和出库

9、（出厂）。场景2:精准配送。集成智能仓储系统和智能物流装备,应用实时定位、机器学习等技术,实现原材料、在制品、产成品流转全程跟踪,以及物流动态调度、自动配送和路径优化。九、安全管理通过安全风险实时监测与应急处置、危险作业自动化运行,实现面向工厂全环节的安全综合管控,确保安全风险与隐患的可预知、可控制。场景1：安全风险实时监测与应急处置。依托感知装置和安全生产管理系统,基于智能传感、机器视觉、物象分析、专家系统等技术,动态感知、精准识别危化品、危险环节等各类风险,实现安全事件的快速响应和智能处置。场景2:危险作业自动化。部署智能制造装备,集成智能传感、机器视觉或机器人、5G等技术,打造自动化产线

10、,实现危险作业环节的少人化、无人化。十、能源管理场景1：能耗数据监测。基于能源管理系统,应用智能传感、大数据、5G等技术,开展全环节、全要素能耗数据采集、计量和可视化监测。场景2:能耗平衡与优化。应用能效优化机理分析、大数据和深度学习等技术,优化设备运行参数或工艺参数,实现关键设备、关键环节等能源综合平衡与优化调度。十一、环保管控场景1：碳资产管理。开发碳资产管理平台和行业成套装备,集成智能传感、大数据和区块链等技术,实现全流程的碳排放追踪、分析、核算和交易。场景2:污染检测与管控。搭建环保管理平台,应用机器视觉、智能传感和大数据等技术,开展排放实时监测和污染源管理,实现全过程环保数据的采集、

11、监控与分析优化。场景3:废弃物处置与利用。搭建废弃物管理平台和行业成套装备,融合条码、物联网和5G等技术,实现废弃物处置与循环再利用全过程的监控、追溯。十二、营销管理场景1：市场快速分析预测。应用大数据、深度学习等技术,实现对市场未来供求趋势、影响因素及其变化规律的精准分析、判断和预测。场景2:销售驱动业务优化。应用大数据、机器学习、知识图谱等技术,构建用户画像和需求预测模型,制定精准销售计划,动态调整设计、采购、生产、物流等方案。十三、售后服务场景1：主动客户服务。建设客户关系管理系统,集成大数据、知识图谱和自然语言处理等技术,实现客户需求分析、精细化管理提供主动式客户服务。场景2:产品远程

12、运维。建立产品远程运维管理平台,集成智能传感、大数据和5G等技术,实现基于运行数据的产品远程运维、预测性维护和产品设计的持续改进。十四、供应链管理场景1：采购策略优化。建设供应链管理系统,集成大数据、寻优算法和知识图谱等技术,实现供应商综合评价、采购需求精准决策和采购方案动态优化。场景2:供应链可视化。建设供应链管理系统,融合大数据和区块链等技术,打通上下游企业数据,实现供应链可视化监控和综合绩效分析。场景3:物流实时监控与优化。依托运输管理系统,应用智能传感、物联网、实时定位和深度学习等技术,实现运输配送全程跟踪和异常预警、装载能力和配送路径优化。场景4:供应链风险预警与弹性管控。建立供应链

13、管理系统,集成大数据、知识图谱和远程管理等技术,开展供应链风险隐患识别、定位、预警和高效处置。十五、数字基建场景1：数字基础设施集成。部署工业互联网、物联网、5G、千兆光网等新型网络基础设施,建设工业数据中心、智能计算中心、工业互联网平台以及网络、数据、功能等各类安全系统,完善支撑数字业务运行的信息基础设施。场景2:数据治理与疏通。应用云计算、大数据、隐私计算、区块链等技术,构建可信数据空间,实现企业内数据的有效治理和分析利用,推动企业间数据安全可信流通,充分释放数据价值。场景3:工业知识软件化。应用大数据、知识图谱、知识自动化等技术,将工业技术、工艺经验、制造方法沉淀为数据和机理模型,与先进

14、制造装备相结合,建设知识库和模型库,开发各类新型工业软件,支撑业务创新。十六、模式创新场景1：网络化协同制造。建立网络协同平台,推动企业间设计、生产、管理、服务等环节紧密连接,实现基于网络的生产业务并行协同,并将富余的制造能力对外输出,优化配置制造资源。场景2:大规模个性化定制。部署智能制造装备,通过生产柔性化、敏捷化和产品模块化,根据客户的个性化需求,以大批量生产的低成本、高质量和高效率提供定制化的产品和服务。场景3:人机协同制造。应用人工智能、AR/R、5G、新型传感等技术提高高档数控机床、工业机器人、行业成套装备等智能制造装备与人员的交互、协同作业等能力,实现基于高精度空间定位与追踪、动

15、作感知、自然语言处理、情绪识别等功能的自主协同。场景4:数据驱动服务。分析产品运行工况、维修保养、故障缺陷等数据,应用大数据、专家系统等技术,开拓专业服务、设备估值、融资租赁、资产处置等新业务,创造新价值。附件2重点行业特点及转型路径建议管道式物料输送,生产连续 性强、流程规范,一般具有 较为稳定的工序,工艺柔性 较小主要存在总体产能过剩、安 全风险高、环保压力大、产 品高端化不足等痛点主要存在产品结构多元、市 场迭代快、质量要求高、库 存压力大等痛点1.数字普及:完善生产全流程的数字基础设施，以及改善安全、环保等痛点:景,维系现场的连续、安全、绿色生产,解决“能不能生产”的问题。2 .定向优

16、化:对生产控制、设备管理等重点环节的优化,并推动实现企业内:务线条的初步对接,解决“效率如何提高”的问题。3 .产业协同:全产业链供应链价值链深度协同，实现技术、资金、人才、数.生产要素和资源的配置优化,达到“全局效益最优”。现代化工:加快生产现场自动化改造、数字化升级,推进5G、物联网、巡检器人、无人机等应用,提升数据获取、传输、分析等能力，实时了解和应对:状况。落实“双碳”要求,部署高耗能环节能源管理系统,结合“工业互联危化行业”需求,打造安全生产管理系统,综合提升能耗分析、安全管控等力。利用数字挛生等技术,推动全环节、全流程的数据建模,通过可视化方.观呈现生产情况,支撑现场及管理部门的决策需求。基础材料:通过工业互联网打通业务全流程,通过一体化协同