中国制造业的现状和发展前景.pptx

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1、中国制造业的现状和发展前景,现代制造企业概况我国制造业面临的新环境和新使命“制造强国”的指导方针和发展目标我国制造业发展路径智能化概述数字化制造概述,1.1 现代制造企业概况,1、现代制造企业制造环境的变化产品生命周期缩短大市场和大竞争交货期成为主要竞争因素用户需求个性化明显多品种、小批量生产比例增大,1.1 现代制造企业概况,2、现代制造企业制造模式的变化,物料需求计划（MRP）,物料需求计划（Material Requirement Planning，MRP）是指根据产品结构各层次物品的从属和数量关系，以每个物品为计划对象，以完工时期为时间基准倒排计划，按提前期长短区别各个物品下达计划时间

2、的先后顺序，是一种工业制造企业内物资计划管理模式。,概 念,特 点,需求的相关性需求的确定性计划的复杂性,目标,物料及产品按需供应库存水平尽可能降低生产活动精确衔接,MRP根据市场需求预测和顾客订单制定产品的生产计划，然后基于产品生成进度计划，组成产品的材料结构表和库存状况，通过计算机系统计算所需物资的需求量和需求时间，从而确定材料的加工进度和订货日程。,原 理,制造资源计划（MRP）,制造资源计划（Manufacturing Resource Planning，MRP II），是在物料需求计划上发展出的一种规划方法。它是以物料需求计划MRP为核心，覆盖企业生产活动所有领域、有效利用资源的生产

3、管理思想和方法的人机应用系统。,概 念,MPR与MRP区别,它围绕企业的基本经营目标，以生产计划为主线，对企业制造的各种资源进行统一的计划和控制，使企业的物流、信息流、资金流流动畅通地动态反馈。,原 理,MPR主要对制造环节中的物流进行管理，使企业达到“既要保证生产又要控制库存”的目的；而MRP则集成了物流和资金流，将人、财、物，时间等各种资源进行周密计划，合理利用，以提高企业的竞争力。,准时生产方式（Just In Time简称JIT），又称作无库存生产方式，零库存，一个流或者超级市场生产方式，是日本丰田汽车公司在20世纪60年代实行的一种生产方式。现在这一方式与源自日本的其它生产、流通方式

4、一起被西方企业称为“日本化模式”。,概 念,准时生产方式是通过生产的计划和控制及库存的管理，追求一种无库存，或库存达到最小的生产系统。它的核心是追求一种无库存的生产系统，或使库存达到最小的生产系统。,原 理,品质 柔性投放市场时间产品多元化效率 适应性学习,特点,生产流程化资源配置合理化生产均衡化,对生产制造的影响,准时制生产（JIT）,精益生产（LP）,精益生产又称精良生产，其中“精”表示精良、精确、精美；“益”表示利益、效益等等。精益生产就是及时制造，消灭故障，消除一切浪费，向零缺陷、零库存进军。,概 念,追求零库存追求快速反应，即快速应对市场的变化。企业内外环境的和谐统一人本位主义、库存

5、是“祸根”,核心,降低在制品数量及其占用资金；降低产品质量损失；缩短订单交货期；减少设备故障停机率；降低生产耗用工时；减少人员。,工具,6S与目视控制准时化生产(JIT)全面生产维护（TPM）价值流图,目标,并行工程（CE）,并行工程(Concurrent Engineering，简称CE)是一种先进的企业全局管理和生产集成模式。它将企业中复杂的工程设计、制造和经营管理过程中的各种作业，按最终目标，在时间和空间上并行交互进行，从而缩短了传统串行作业方式所需的时间和反复修改的次数，大幅度提高了作业质量，加快进程，降低了成本。,概 念,在先进制造技术中的地位与作用,并并行工程强调系统集成与整体优化

6、;并行工程强调面向过程和面向对象;,本质,承上启下的作用;并行工程与面向制造和装配的产品设计;,企业资源计划（ERP）,企业资源计划（Enterprise Resource Planning，简称ERP，它是针对物资资源管理（物流）、人力资源管理（人流）、财务资源管理（财流）、信息资源管理（信息流）集成一体化的企业管理系统，包含客户/服务架构，使用图形用户接口，应用开放系统制作。,概 念,将企业的各个方面的资源（包括人、财、物、产、供、销等因素）合理配置，以使之充分发挥效能，使企业在激烈的市场竞争中全方位地发挥能量，从而取得最佳经济效益。,原 理,体现了对整个供应链资源进行有效管理的思想；体现

7、了精益生产，并行工程和敏捷制造的思想，体现事先计划与事中控制的思想；,管理理念,工 具,ERP信息系统,计算机集成制造（CIMS）,计算机集成制造系统（Computer Integrated Manufacturing System，简称CIMS），它是在信息技术自动化技术与制造的基础上，通过计算机技术把分散在产品设计制造过程中各种孤立的自动化子系统有机地集成起来，形成适用于多品种、小批量生产，实现整体效益的集成化和智能化的制造系统。,概 念,从生产工艺方面分：离散型制造业、连续性制造业、混合型制造业从体系结构来分：集中性、分散性、混合型,分 类,应 用,CIMS的技术,先进制造技术敏捷制造虚

8、拟制造并行工程,保障和提高了新产品开发的质量缩短了新产品的上市周期经营管理科学化同时降低了产品的成本,网络化制造(NM),网络化制造(Networked-manufacturing.NM)是指通过采用先进的网络技术、制造技术及其它相关技术,构建面向企业特定需求的基于网络的制造系统,并在系统的支持下,突破空间对企业生产经营范围和方式的约束,开展覆盖产品整个生命周期全部或部分环节的企业业务活动(如产品设计、制造、销售、采购、管理等)。,概 念,背 景 及 发 展,国外：德国Produktion2000 框架方案；第五框架计划(1998-2002 年)；第六框架计划(2002-2006 年)。,国内

9、：杨叔子院士基于Agent 的网络化制造模式及基于利益驱动的动态重组机制；刘飞教授支撑网络化制造的技术体系;祁国宁和顾新建教授网络化制造的几种发展途径。,智能制造（IM）,智能制造（Intelligent Manufacturing，IM）是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能制造系统。它在制造过程中能进行智能活动，诸如分析、推理、判断、构思和决策等。通过人与智能机器的合作共事，去扩大、延伸和部分地取代人类专家在制造过程中的脑力劳动。,概 念,从智能制造系统的本质特征出发，在分布式制造网络环境中，根据分布式集成的基本思想，应用分布式人工智能中多Agent系统的理论与方法，实现制造单

10、元的柔性智能化与基于网络的制造系统柔性智能化集成。,原 理,前景,智能化是制造自动化的发展方向。在制造过程的各个环节几乎都广泛应用人工智能技术。专家系统技术可以用于工程设计，工艺过程设计，生产调度，故障诊断等。也可以将神经网络和模糊控制技术等先进的计算机智能方法应用于产品配方，生产调度等，实现制造过程智能化。,大规模定制（MC）,大规模定制（Mass Customization，MC）是一种集企业、客户、供应商、员工和环境于一体，在系统思想指导下，用整体优化的观点，充分利用企业已有的各种资源，在标准技术、现代设计方法、信息技术和先进制造技术的支持下，根据客户的个性化需求，以大批量生产的低成本、

11、高质量和效率提供定制产品和服务的生产方式。,概 念,MC的基本思想是通过产品结构和制造流程的重构，运用现代化的信息技术等一系列高新技术，把产品的定制生产全部或部分转化为批量生产，以大规模生产的成本和速度，为单个客户或小批量多品种市场定制任意数量的产品。,基 本 思 想,分 类,按订单销售（Sale-To-Order）按订单装配（Assemble-to-Order）按订单制造（Make-to-Order）按订单设计（Engineer-to-Order）,大规模定制（MC）,产品设计模块化 产品制造专业化生产组织和管理网络化 企业间的合作关系伙伴化,特点,生产制造系统模块化 动态组合的布局方式动态

12、组合的调度方式 动态响应的控制结构,关键技术,大规模定制的企业核心能力表现,准确获取顾客需求的能力面向MC的敏捷产品开发设计能力柔性的生产制造能力,敏捷制造（AM）,敏捷制造（Agile Manufacturing，AM）是指制造企业采用现代通信手段，通过快速配置各种资源（包括技术、管理和人），以有效的方式响应用户的需求，实现制造的敏捷性。其核心是企业在不断变化、不可预测的经营环境中的快速重构能力，具体表现为多个企业的核心制造能力的动态组织。,概念,要提高企业对市场变化的快速反应能力，满足顾客的要求。除了充分利用企业内部资源外，还可以充分利用其他企业乃至社会的资源来组织生产。,核心思想,从产品

13、开发开始的整个产品生命周期都是为满足用户需求的;采用多变的动态组织结构、着眼于长期获取经济效益;建立新型的标准体系，实现技术、管理和人的集成;最大限度地调动、发挥人的作用。,特点,云制造（CM）,云制造（Cloud Manufacturing:CM）是为避免制造资源的浪费，借用云计算的思想，利用信息技术实现制造资源的高度共享。建立共享制造资源的公共服务平台，提供各种制造服务，实现制造资源与服务的开放协作、社会资源高度共享。,概念,面向服务和需求的制造、不确定性制造、透明和集成的制造、支持多用户的制造、支持按需使用和付费的制造、低门槛众包式制造、绿色低碳制造等。,针对大型集团企业的研发设计能力服

14、务平台；区域性加工资源共享服务平台;制造服务化支持平台也是将来云制造重点发展的方向之一;制造更可以服务于量大面广的中小企业;建立物流拉动的现代制造服务平台。,五大应用方向,特征,1.2我国制造业面临的新环境,新的发展阶段 新的挑战新的发展机遇,1.2.1 新的发展阶段,形成比较独立完整体系,告别工业产品短缺时代,产业规模持续扩大,新中国成立后我国制造业经历了三个发展阶段：,2010年，我国制造业产出占世界比重的19.8%，超越美国的19.6%，成为全球制造业第一大国，这一成就世界瞩目。,（19491978年）,（19781990年）,（19902010年）,1.2.1 新的发展阶段,*自主创新

15、能力不强：核心技术对外依存度高，高端装备的关键零部件依赖进口。*处于价值链低端：产品多数处于附加值较低的“制造-加工-组装”环节，产品附加值较低。*生产经营效率不高：2011年我国制造业增加值率为21.5%，发达国家在35%以上。劳动生产率约为发达国家的36%-40%。*产业结构不合理：一般加工工业和资源密集型产业比重过大，技术密集型产业所占比重偏低，为用户提供服务的现代制造服务业占比偏低。*产品质量问题突出：质量直接损失每年1700亿元以上，间接损失超万亿，食品安全事故时有发生，危及人民生命健康和损害国家形象。,但，我国制造业大而不强，不可持续发展问题凸显。,1.2.2 新的挑战,发达国家高

16、端制造业回归本土：美国为首的发达国家鼓励制造业回迁，期望巩固制造强国地位与固有优势，抢占新工业革命先机。发展中国家低端制造业低成本竞争优势：印度、越南、印尼等发展中国家以更低的劳动力成本吸引着越来越多的跨国企业布局，成为低端制造新的转移方向。我国资源和环境双重约束：一方面，石油、铁矿石、水等能源资源约束趋紧。另一方面，牺牲环境的代价越来越大。,1.2.3 新的发展机遇,第三次工业革命给我国制造业带来难得的“机会窗口期”：以数字化制造为标志的第三次工业革命已显端倪，这为我国制造业的超越发展带来机遇。我国将成为第三次工业革命的主要参与者，而不再是前两次工业革命的“看客”。城镇化及消费结构升级提供了

17、巨大的市场需求空间：一个快速增长的10多亿人口的消费市场，是任何一个国家在工业化、现代化过程中都未曾拥有的，这是我国制造业拥有的最大优势也是最大机遇之一。经济体制机制改革将加速制造业转型升级：打造中国经济升级版，依靠改革释放制度红利，将有助于破除制造业发展的体制机制障碍，激发市场活力。,1.3我国制造业面临的新使命,世界历史上三次“世界制造中心”的转移印证了：制造业强则国家强，制造业对促进国家经济繁荣的巨大作用无可替代，因此，我国制造业肩负新的使命：,制造业又大又强以制造业的繁荣和强大托起中国伟大复兴梦。,1.4“制造强国”的指导方针,结构优化 创新驱动 质量为先 绿色发展,1.4.1 结构优

18、化,结构优化是制造业科学发展的主线，是提升国民经济整体素质的主要途径。推动战略性新兴产业和先进制造业健康发展；坚持利用信息技术和先进适用技术改造传统产业；着力发展现代制造服务业；加强基础产业建设，解决关键材料、元器件和零部件及制造工艺严重滞后的局面。,1.4.2 创新驱动,创新驱动是制造业生存和发展的灵魂，是实现制造强国的不竭动力。提高原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新能力，更加注重协同创新，在制造业的优势领域取得突破,成为技术的引领者；以数字化智能化制造为核心，推动制造技术、设计技术和生产模式的创新；加快建设以企业为主体、市场为导向、产学研用相结合的国家技术创新体系。,1.4.3 质量为

19、先,质量为先是制造业生存发展的生命，是国家强盛的关键内核。要制定质量发展政策，强化质量安全监管，夯实质量技术基础，大力实施品牌发展战略，创新质量管理理念，优化质量发展环境。,1.4.4 绿色发展,绿色发展是破解资源环境瓶颈制约，实现制造业可持续发展的必由之路。开发高效率、低消耗、低排放的绿色制造流程；加大节能降耗力度，加快淘汰落后生产能力；大力发展环保装备产业，推行清洁生产和污染治理；倡导绿色产业文化，健全激励和约束机制。,1.5“制造强国”的发展目标,一批优势产业率先实现突破，跻身强国之列。如通信设备、发电与输变电设备、工程机械、轨道交通设备、石油炼制、钢铁、仪器仪表7大产业。,2020年,

20、2030年,我国制造业整体上处于世界前列，成为制造强国，其中通信设备、发电与输变电设备、工程机械、轨道交通设备、石油炼制、钢铁、仪器仪表7大产业处于世界领先地位。,1.6“制造强国”的发展路径,由技术创新战略替代技术引进、跟随战略,由数值化智能化制造替代人工制造,由质量效益型制造替代粗放型制造,由绿色制造替代资源消耗型和环境污染型制造,由服务/生产型制造替代生产型制造,由产业的空间集聚替代产业的分散布局,由电子商务逐步替代店、铺式的商业模式,由输出资本、技术、产品替代单一的产品出口,举例：大力推行数字化和智能化,制造业数字化智能化是信息化和工业化深度融合的重要内容，是实现制造强国的核心技术。实

21、施分两步走的策略 2020年前应全力推行“数控一代工程”，在面上实现产品的数字化和制造过程的数字化。选择信息化和数字化基础好的汽车、机床、工程机械、航空、通信设备制造、仪器仪表等产业的骨干企业，进行智能制造试点示范。2020年后可在全行业分批分期推广智能制造。,制定科学可行的技术路线 以传感器、控制系统和人工智能技术为神经中枢，强化智能制造的智能功能；以工业机器人和传动装置为手臂，增强智能制造的执行功能；以智能制造单元和成套设备、数字化车间和数字化工厂为载体，构建智能制造主体；以工业互联网为智慧通道，加快智能制造信息的传递；以共性关键技术和创新平台为支撑，增强智能制造技术基础；以示范、应用及产

22、业化为手段，推进产业规模化发展。,举例：大力推行数字化和智能化,举例：大力推行数字化和智能化,大力发展智能制造装备：“智能制造装备”是国家战略性新兴产业重点发展方向之一，大力发展智能制造装备，为实施智能制造提供基本条件和物质基础。开展工艺优化和流程的创新：智能制造不仅是“硬件”的智能化，更重要的是工艺优化和工艺流程的再造。对经营管理体系和机制进行改革：使之能适应数字化、智能化改造的需要。对生产模式和商业模式进行创新：在互联网、物联网、云计算、大数据等泛在信息的强力支持下，实现远程定制、异地设计、协同生产的新型生产模式；推行电子商务，逐步代替店铺式的商业模式。,1.7 智能化概述,“智能化”：是

23、指由现代通信与信息技术、计算机网络技术、行业技术、智能控制技术汇集而成的针对某一个方面的应用。“智能化技术”：集成化、模块化、网络化。“智能化系统”：由现代通信与信息技术、计算机网络技术、行业技术、智能控制技术汇集而成的针对某一个方面的应用的智能集合。,1.8 数字化的概念,概念一：数字化就是将许多复杂多变的信息转变为可以度量的数字、数据，再以这些数字、数据建立起适当的数字化模型，把它们转变为一系列二进制代码，引入计算机内部，进行统一处理，这就是数字化的基本过程。概念二：数字化将任何连续变化的输入如图画的线条或声音信号转化为一串分离的单元，在计算机中用0和1表示。通常用模数转换器执行这个转换。数字化是利用数字技术对传统的技术内容和体系进行改造的进程。数字化的核心是离散化，其本质是如何将连续物理现象、模糊的不确定现象、设计制造过程的物理量和伴随制造过程而出现和产生的几何量、设计制造环境、个人的知识、经验和能力离散化，进而实现数字化。,1.9 数字化制造,数字化制造,以设计为中心,以管理为中心,以控制为中心,数字化制造就是指制造领域的数字化，它是制造技术、计算机技术、网络技术与管理科学的交叉、融和、发展与应用的结果，也是制造企业、制造系统与生产过程、生产系统不断实现数字化的必然趋势。,谢谢观看,