工程机械行业工业互联网实践.docx

1、工程机械行业工业互联网实践工程机械行业工业互联网实践1行业基本情况工程机械行业属于技术密集、 劳动密集、 资本密集型的行业。 在装备工业中 占有举足轻重的地位， 工程机械的发展与国民经济密切相关。 在国家宏观经济政 策的调控下， 近年来我国工程机械制造行业发展迅速， 形成了国营民营企业齐头 并进的良好竞争关系与发展局面。在近两年， 受到金融政策、 项目开工和市场饱和度等多种因素的影响， 中国 工程机械行业传统行业正在摆脱低迷萎缩的局面进入新常态， 更多的企业加强对 制造业智能化产品的研究， 以通过技术革新向市场发起挑战， 开辟新的市场。“智 能制造”正成为一批中国制造业企业发展的新方向。体现在

2、如下几个方面：一是工程机械行业逐渐复苏，回归平稳增长。 2016 年，在经历了连续多年 的市场需求不足， 产销量持续下降， 企业经营难度不断加大的背景下， 行业企业 克服外部环境带来的困难， 坚定信心，积极应对，实现了工程机械行业稳中向好。 工程机械主要产品在经历了上半年的惯性下滑之后，下半年市场需求逐渐增加， 部分产品出现了淡季热销的局面。 主要产品中， 挖掘机、推土机、 平地机、叉车、 汽车起重机、压路机、摊铺机，以及掘进机械等都实现了多年未见的增长，部分产品还出现了较大幅度的增长二是扎实推进国际化， “走出去”实现新突破。我国工程机械行业在前几年 海外投资快速发展基础上， 继续实施国际化

3、发展战略， 进一步深耕国际市场， 整 合现有对外投资， 研发推广新型适用目标市场的产品， 不断健全海外营销服务体 系，加大力度培养国际化人才和营销队伍， 拓展新型营销渠道， 积极培育融资租 赁市场， 海外事业进一步取得实效， 重点国家海外销售出现明显增长， 海外工厂 经济效益水平明显改善。三是产业进一步实施转型升级， 科技创新不断向前发展， 高端设备不断取得 新成果。工程机械行业在近几年的徘徊中， 众多企业开始了求新求变求转型之路， 从苦练内功开始， 努力寻求低迷市场中的机遇， 全面贯彻实施 工程机械行业 “十 三五”发展规划 ，在推进转型升级方面取得重大进展，高端新型装备创新发展 出现新亮点

4、。在高端产品及关键配套件的核心技术研发、应用等方面取得突破。 为响应智能制造“十三五”发展规划 ，一批企业在智能制造领域积极推进， 实现智能转型， 针对不同用户提供定制化的价值增值服务与解决方案， 进一步推 进向服务型制造的转型。行业企业实施了各有特色的转型升级战略举措和创新， 为企业带来了新的增长点。生产特点工程机械企业的生产模式是典型的离散制造模式， 生产的主要特点是： 离散 为主、流程为辅、装配为重点。工程机械企业普遍面临三个方面问题。一是工程机械行业企业生产物流效率低下。 绝大多数工程机械制造企业的生 产特点是产品由多种零部件构成， 再将制成的零部件组装总装为成品， 在这个过 程中，各

5、零部件的加工生产过程相互独立，互不配合，生产工艺及过程离散，生 产环节不能有效的衔接，造成了各生产环节的库存积压。二是工程机械企业管理普遍存在诸多问题。 离散制造模式的特点是： 产品品 种多，生产批量小，每批次产品复杂，生产周期长，大型设备单台套生产周期长 达半年甚至一年；工艺复杂，包括磨、切、钻、铣、焊接、喷砂、油漆、装配等 多道工艺处理；组织生产难度大，既有自己组织生产，又有大量采购，还有很多 外协加工。 大多数工程机械企业普遍存在由于计划、 管理不善， 造成的库存在制 品储备高，流动资金占用大，不能准时交货等问题。三是智能化已成为工程机械行业的主要趋势和方向发展。 随着工业转型升级 需求

6、释放、 生产力成本上升等问题的凸显， 再加上科技进步后的工业机器人性价 比临近拐点，接受度渐增，工业机器人在不少领域已隐隐形成替代人工的趋势， 而在工程机械行业这一趋势同样适用， 智能化已成为工程机械行业的主要趋势和 方向发展。2行业对工业互联网实施的业务需求一是提升生产过程智能制造水平， 提高装备核心零部件生产效率与质量稳定 性。核心自主研制零部件是产品功能、 安全的重要保障， 如何通过产线的互联改 造、智能控制、大数据分析，缩短核心零部件新产品研制周期、有效降低不良品 率、提升生产效率，提高设备能源利用水平，成为当务之急。二是实现人、机、料、管理流程、管理系统的广泛互联，提高流程效率，降

7、低运营成本。 随着企业全球化业务的发展和产品市场占有率的提高， 产品的种类 越来越多， 客户对产品的个性化定制需求越来越广泛， 零部件种类和供应渠道也 越来越多， 物流模式越来越复杂， 如何实现跨业务模块的流程优化、 多信息化平 台的高效集成应用，公司与客户、代理商、供应商、第三方物流公司之间的横向 端对端集成，其需求越来越迫切三是高度离散场景下， 用户个性定制化需求不断增加。 对于复杂的工程机械 等大宗型产品如何有效的基于用户的需求研发设计， 如何高效的将客户的需求转 换成可供生产使用的制造工艺技术文件， 以及如何在有限的成本范围内快速的交 付小批定制化产品，是工程机械行业面临的新命题。四是

8、智能化服务能力提升是实现工程机械可持续发展的必要前提。 装备制造 厂商在主机市场渐趋饱和的环境下， 实现企业可持续发展， 必须严格控制主机故 障率， 延长设备服役时间， 降低工厂生产设备及工程机械产品能耗。 而运用大数 据分析、互联网、物联网等手段，加强服务全生命周期管理，促进主机合理使用 及设备残值再利用，完全符合市场、政府导向及环境需求。未来以企业为主导的产业互联网蓬勃兴起， 以物联网、 大数据、 云计算为代 表的信息技术深化应用， 将成为改造、 提升工程机械产业的强大力量。 随着互联 网及信息技术的飞速发展， 让以工程机械企业为代表的传统工业企业感觉到转型 升级实乃燃眉之急。只有充分借助

9、大数据、物联网、信息化等数字化技术，在产 业互联网的热潮中， 帮助企业深度挖掘潜在用户， 有效进行全网布局， 才能降低 企业运营成本，提升企业综合实力。3细化应用场景一：供应链协同创新应用应用场景描述在国内经济全面进入新常态大环境下，工程机械行业持续低迷的发展态势， 传统制造业的发展愈发进入瓶颈状态。 企业之间的竞争， 逐步演变成供应链和供 应链之间的竞争， 传统的供应链管理模式下， 存在诸多现实问题， 如成本控制问 题、可视化问题、编码不统一的问题、业务协同问题、全球化问题等，这些问题 成为阻碍企业和行业健康发展的瓶颈。随着国务院关于深化“互联网 + 先进制 造业” 发展工业互联网的指导意见

10、 和国家工业互联网发展战略的相继出台， 新 兴信息技术与工业技术的融合成为传统企业发展的全新助力， 亟需探索标识解析 技术在工程机械行业的深度集成应用。建设工程机械领域的智能供应链管理系统， 利用工业互联网平台的数据集成 与物联接入能力 ,将领域内供应链上下游重点企业的信息系统数据和设备、产品 或零部件的物理采集数据与平台进行对接， 基于标识解析技术建立标识解析体系 在智能供应链建设中进行深度应用。智能供应链系统基于工业互联网平台形成一套编码规则与接口模型， 对物联 网对象进行全球唯一标识， 通过标识解析服务实现异构系统间信息共享与实时追 踪，形成易操作、可定制、可复制的综合解决方案，实现产业

11、链各方协作，推进 物流、信息流、资金流全方位融合，供应链运营成本显著降低，供应链智能化水平显著提升。应用场景实施架构针对供应链管理存在的信息不透明、 协同性差、 流程不统一、 成本控制及供 应链风控难度大等问题， 构建面向工程机械行业智能供应链管理平台， 满足工程 机械行业采购管理、物流管理、智能仓储管理、产业链协同、产品可追溯等业务 需求。面向工程机械行业的智能供应链管理平台从上至下由终端访问层、 应用服务 层、标识解析层、工业互联网平台层与边缘层构成。1銅特厕经销服务商堆修服务商i l y、 7应用服翁层少贈理采购计划J企业信息管理仓匍产品信aw 馈薛1平台站11 、标识解析中间件信息烦|

12、7L数捱管僅| SIA证 |I标识注珊中间件工业一互联网平台层哋存储与处頤J) |计算资源 1 网T |3信&紊0Z |物連设备终端访问层面向零部件制造商、经销服务商、整机制造商、物流服务商 与维修服务商提供用户访问入口，不同类型用户可以通过传统 PC端、智能手机端、专用查询工具或微信二维码等方式访问获取系统的智能供 应链系统服务。应用服务层基于工业互联网平台微服务框架进行构建，面向终端访问层 提供系统核心服务，包括用户权限、采购库存、产品信息溯源、质量反 馈等，各类微服务能够实现跨平台、跨语言的互联互通，支持各类不同 的终端访问设备。标识解析层为智能供应链系统的核心，基于标识解析技术，提供标

13、准的 标识注册、分配、解析、关联、身份认证等服务，将设备进行唯一标识 管理。工业互联网平台层为智能供应链系统提供 IT基础设施资源，基于微服务的开发运行环境与大数据存储管理服务，能够对接信息系统与物理设 备进行数据采集与处理。边缘层为各类信息系统与物理设备，信息系统通过 ETL数据集成工具将数据提取到工业互联网平台中，物理设备通过边缘信息采集终端与设备 的物理接口（如RS232/485/以太网/CAN总线等）对接，将各类工业协 议转换后提取设备实时工况信息通过云端网络传输至平台。预期应用价值采购需求实时发布生产计划实时转为采购计划，供应商可通过标识解析自主解析实时获取新的采购需求及计划变动情况

14、，安排生产及备货。可视化仓库整机制造企业可实时获取到不同供应商系统的备货情况、物流配送情况, 仅需对异常情况（如备货不及时、超量备货等）进行跟踪，大幅降低人 力及时间成本，降低供应商库存成本，降低因供应商超量备货面临的产 品改型风险，促进零库存管理目标实现。整机及核心零部件信息追溯整机制造商、物流商、经销商及客户、维修服务商可通过标识解析授权 机制获取到整机自装配、下线、发车、运输、整机运行状态等全生命周 期的相关业务信息与实时数据，并为用户提供产品一体化增值服务。探索新后市场服务模式根据市场质量反馈数据，通过标识解析反向解析获取同批次零部件产品 潜在质量问题，为维修服务商及备件服务网点提供数

15、据支持，向用户提 供主动检测及维修服务，提高市场服务响应速度；同时倒逼整机制造商 及供应商进行质量改进提升。应用案例一：徐工集团协同供应链平台徐工集团以大型主机厂为核心， 联合核心零部件制造企业， 基于汉云工业互 联网平台打造企业柔性、 敏捷、 智能的供应链体系， 打破组织内部及组织间已存 在的业务孤岛、信息孤岛，将上下游企业组成整个产业系统的协同供应链网络， 集成各成员的核心能力和资源， 有效地规划和管理产业链上发生的供应采购、 生 产运营、分销和所有的物流活动，特别是产业链所有相关方之间的协调和合作， 实现采购、物流、信息流、资金流的全方位融合，获得供应链在管理、技术、资 源等各方面的强大

16、竞争优势。 通过标识解析技术实现对象的标识、 解析和信息互 通，包括在工厂内部，根据需求对拟跟踪对象进行标识，既包括设备、零部件、 在制品、产品，也包括部门机构、订单、工艺、人、行为等对象；部署标识解析 管理系统，实现高效率、低成本战略支撑，提升生产体系协同；实现对产品全生 命周期管理以及各级异构系统之间的信息交互及管理。ML Sf云工业互麻嗣平吕供应链运营成本降低 20%，供应链上的节点企业按时交货率提高 15%以上,订货到生产周期时间缩短 20%-30%，供应链上的节点企业生产率增值提高 15% 以上,实现整个供应链网络的增值，从而提高供应链的整体竞争力。同时借助智 能供应链体系打造新型全

17、价值链生态圈，重塑产业链、供应链、价值链，引领工 业企业向服务型制造的转变。JiK17-4MI IftKF j3THOC中JUl锁1如1 jWHMIttiFMlSiflT】,“ .KJF-O17oi那as QAhftAI ?K5k*M DOOJIlU/OI 储bdm 1:1仙性卫別hM耐i3 ITT 4X1-17E II 出r*血删仲a vwaO urdklFMftHiO 5育片拡宙 aQ扈島0 iHNWat (MMftB 1W*gg SI 耿岀I#r I in I rftXJ.4C . BUM&离停5； STS I-vpFTicn电生卢绎制育执佇出I SAPtWM乩3应用场景的实施架构（1）

18、厂内设备互联与数据采集利用智能装备实现生产过程自动化、 机器换人，提升生产效率；同时搭建工业生产物联网，通过网络连入机台，实现机台的生产信息采集、机台互联，实现API , DLLOPCC/C+1 .NET,匚川卄控制与数据传输，使机台使用率最大化。以太网软件解析収衣网硕存时护 非以木网底速来棗 菲氐木网扁速采集（2）智能化生产执行过程管控通过对现场设备的物联集成（如：生产设备、物流设备、检测设备） ，实时采集设备运行参数，通过工业云将数据传送至 MES，同时实时接收 MES下发 的控制指令，最终反馈至相应设备， 从而实现对现场设备的数字化管理； 通过对 现场设备运行数据的实时分析处理，对生产过

19、程控制、工艺优化具有重要意义。*ir上弊：喷AMira:卜rmuTHi(3 )智能化立体仓库和物流运输系统智能化立体仓库和物流运输系统实现装配线及部装线所需物料的暂存、 拣选、配盘功能，并与AGV配智能化立体仓库和物流运输配套实现工位物料自动配送至各个工位。实现生产车间的工单管理、物料追溯、物流缺料超龄预警。根据生产过程监控及排产计划，自动提前下库，波次下架；依据先进先出原则，防止呆滞料产生；智能化的分拣、盘整指引。从零部件出库到工位的定位，至用装配时间相吻合的物料配送管控。(4)智能化生产控制中心根据未来需要帮助MES系统打通底层生产设备的连接以及总控平台， 建议建设生产控制中心 PCC。P

20、CC生产控制中心，通过对生产过程中物料、设备、 辅助生产资源等数据采集，并集成 PDMERPCRMMES 等应用系统，实现订单执行与生产现场的集中管理与调度。 核心业务包括生产计划与执行管控、 质量管控、物流管控，以及生产现场视频监控等。管控对象由人变为机器，信息指令 底层化，生产加工、物料配送、质量检测自动化、柔性化。应用案例：三一重工 18号智能工厂18号厂房是三一重工为打造世界一流混凝土泵送机械制造基地投资兴建的重大项目，主要用于泵车、拖泵、车载泵和搅拌主机生产。 18号智能工厂从产品设计一工艺一工厂规划一生产一交付，打通产品到交付的核心流程。苗邛化心卒 Mi站袒锄心 g些更下宦宜第毘4

21、巾町和丰駆字乂啦1=梵C找事比衣寸烂心琶龍加工斗叮三生円卡缈攪iJS葩与無料晦*11芒龍社逹卫蛊0能迂拧网病荃匱荷駅优住傭阿运1C黄首PC9产中央删 豳ECN：厂武匸冃雀匠已嚨fHWLi制珮场An穿冲 朋圈18裝国扒右过国用更18号智能工厂总体架构如图所示1）通过全三维环境下的数字化工厂建模平台、工业设计软件，以及产品全寿命周期管理系统的应用，实现研发的数字化与协同;2）通过多车间协同制造环境下计划与执行一体化、物流配送敏捷化、质量 管控协同化，实现混流生产与个性化产品制造，以及人、财、物、信息的集成管理；3）基于物联网技术的多源异构数据采集和支持数字化车间全面集成的工业互联网络，驱动部门业务

22、协同与各应用深度集成；4）通过新技术的应用，实现公共资源精细化管理，包括在制品资源跟踪定 位、叉车定位、人员定位、设备资源定位、 数据采集、 无线通信与数据传输平台；5）通过自动化立库 / AGV 、自动上下料等智能装备的应用，以及设备的M2M 智能化改造，实现物与物、人与物之间的互联互通与信息握手；6）利用信息系统，并借助与 PDA 、平板电脑等移动设备，支撑检测数据的 采集、以及质量体系的建设；利用 SPC 分析，提升过程质量的监控；7 ）借助企业 ECC 的硬件平台（大屏、监控设备）及现场 PCC 生产中心设 备，对生产现场进行集中管理与调度。18 号智能工厂建成投产后，成功打造从订单到

23、制造的过程自动化管理、符合工业 4.0 纵向集成模型的样板工厂，实现“产品混装 + 流水”线的高度柔性生 产，具备 20 个工位， 30 余种型号混装、年产 300 亿的生产能力， 2015 年成 为国家首批智能制造试点示范项目。经过几年的运营， 18 号智能工厂取得了令人瞩目的效果：1 )人均产值提高 24% ，可比制造成本节约 1 亿元，直供上线率提高到 24% ；2)在制品减少 8% ，刀具消耗量降低 12% ，线边缺件率降低 75% ；3) 现场问题对象质量信息匹配率 100% ；4) 物料齐套性提高 14% ；5) 单台 / 套能耗平均降低 8%；6) 原材料库存降低 30% 。5细

24、化应用场景三：产品全生命周期智能服务 应用场景描述随着工程机械行业市场疲软、 竞争加剧、产品和服务同质化日趋严重， 亟需 借助互联网、物联网、大数据分析等新技术，打造新常态下在售后服务领域的领 先优势，引领行业产品售后服务和质量保障体系达到新的高度， 带动装备制造业整体售后服务水平提升，提升国际市场竞争力。（1 ）行业发展提出实时设备状况管理要求。装备制造厂商在主机市场渐趋饱和的环境下，实现企业可持续发展， 必须严格控制主机故障率， 延长设备服役时间，降低工厂生产设备及工程机械产品能耗。而运用大数据分析、互联网、物 联网等手段，加强服务全生命周期管理，促进主机合理使用及设备残值再利用， 完全符

25、合市场导向及环境需求。（2）客户需求和售后服务脱节要求工程机械提升服务能力。工程机械往往在环境复杂的建筑工地作业， 设备运营管理的好坏直接影响客户的收入， 而作为一台复杂的机械设备， 操作及维修保养的技术水平往往要求较高， 目前国内外各大厂商服务水平，均仅仅停留在通过有限的技术熟练人员实施服务的狭义服务上， 遭遇诸多问题：远程售后无法实时操控了解情况。巡检人员繁忙无法及时响应、巡检周期长。无法进行售后维护数据采集、售后分析困难故障排除滞后，等等。如何降低设备管理及服务人员技术要求，实现设备智慧管理及“人人皆可服 务”的广义，是工程机械服务能力提升必须考虑的问题， 也是引领行业变革的重大机遇。（3）经营模式变化推进行业改进。当前工程机械行业受困于宏观经济形势 而市场需求降低，工程机械企业为寻求新的利润增长点， 在主机销售受阻的前提下，必须加强零部件再制