經(jīng)過近十幾年的發(fā)展，流程工業(yè)在企業(yè)信息化建設(shè)方面，基本形成了以 DCS-MES-ERP三層模型為代表的信息化體系，不同程度上滿足了企業(yè)在過程控制、生產(chǎn)管理、經(jīng)營管控等方面的應(yīng)用需求。

然而，從另一方面看，企業(yè)通過信息化系統(tǒng)建設(shè)，雖積累存儲了大量數(shù)據(jù)，但對數(shù)據(jù)價值的挖掘和應(yīng)用還較少；雖然實現(xiàn)了生產(chǎn)過程自動化控制與管理過程的電子化記錄，但對復雜工藝裝置的先進控制、生產(chǎn)計劃及加工方案的優(yōu)化與排程，還非常缺乏有效的建模工具與應(yīng)用軟件支撐；雖然實現(xiàn)了自動化報表及信息的綜合展示，但在數(shù)據(jù)鉆取、決策輔助方面，仍然存在數(shù)據(jù)不標準、模型不統(tǒng)一、信息未集成等難題。流程工業(yè)智能工廠建設(shè)是企業(yè)“兩化”深度融合的集中體現(xiàn)和必然選擇，是一項長期、復雜、創(chuàng)新的工程，并不是一蹴而就的。

智能工廠的新思考

流程工業(yè)智能工廠可以從 4 個視角來剖析，即工廠本體、智能化方案、智能工廠評價體系、核心支撐要素。

1.1 工廠本體

工廠管理目標

從工廠本體運營管理的視角看，企業(yè)管理者主要關(guān)注三大類問題。

（1）增加銷售、降低成本，提升工廠的盈利能力，解決企業(yè)的生存問題。關(guān)注效率提升，保障企業(yè)的產(chǎn)品及服務(wù)能更快速的滿足用戶需求。

（2）加快新產(chǎn)品研發(fā)、新市場開拓、新生態(tài)打造等問題，解決企業(yè)由大到強的可持續(xù)發(fā)展問題。

（3）加強風險管控，包括融資風險、投資風險、經(jīng)營風險等，解決因決策失誤造成重大損失問題。關(guān)注風控，要求企業(yè)適應(yīng)復雜多變的市場環(huán)境。

工廠運營管理

為了能系統(tǒng)性地分析評估工廠運營效率，一方面可以從工廠價值創(chuàng)造的過程入手建立工廠價值樹模型；另一方面可以從企業(yè)經(jīng)營管理目標、制度、流程入手建立企業(yè)運營管理績效樹模型。

運營管理績效樹是以價值創(chuàng)造為出發(fā)點，追溯關(guān)鍵績效指標與其層層牽連的因果邏輯關(guān)系?；诳冃шP(guān)系樹的分析，可以快速診斷、定位提高工廠運營績效的關(guān)鍵環(huán)節(jié)與瓶頸制約，有針對性地指導企業(yè)管理者進行管理的持續(xù)改善與科學決策。

決策者主要關(guān)注

從改善企業(yè)經(jīng)營視角看，企業(yè)決策者主要關(guān)注3 個方面的解決途徑，即新技術(shù)應(yīng)用、商業(yè)模式創(chuàng)新及人才培養(yǎng)。所以，任何管理咨詢、信息化規(guī)劃及系統(tǒng)建設(shè)工作，均應(yīng)與企業(yè)經(jīng)營決策者的主要關(guān)注密切結(jié)合，支持企業(yè)經(jīng)營決策者把握發(fā)展方向、科學決策控制風險以及優(yōu)化資源配置并使資源效能更多發(fā)揮。

1.2 智能化方案

工廠本體視角

以企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略為導向，圍繞企業(yè)的生產(chǎn)裝備、工藝路線、組織架構(gòu)、流程制度、經(jīng)營模式、人才培養(yǎng)、企業(yè)文化等維度都存在著優(yōu)化和改進的巨大空間。比如企業(yè)組織應(yīng)要用“體系”的視角去觀察，企業(yè)的經(jīng)營思路應(yīng)從“生產(chǎn)獨尊”和“銷售為大”的傳統(tǒng)“工廠智能”中跳脫出來，整體調(diào)動企業(yè)經(jīng)營各個要素，用綜合化、體系化的方式來看待經(jīng)營活動。這是一張由工廠本體、客戶、供應(yīng)商、競爭者等組成的一張復雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，對企業(yè)意味著可選擇“路徑”的多樣性，也就意味著“智能化”的維度與空間。

信息化視角

從信息化看系統(tǒng)建設(shè)的視角，綜合了通訊技術(shù)、控制技術(shù)、優(yōu)化技術(shù)、軟件技術(shù)的企業(yè)信息化整體解決方案，也是工廠智能化的主要途徑之一。

融合創(chuàng)新視角

以支撐生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略為根本，以智能制造的新思維、新技術(shù)、新業(yè)態(tài)為手段，深入分析企業(yè)經(jīng)營目標、組織架構(gòu)、管理制度，業(yè)務(wù)流程的現(xiàn)狀與瓶頸制約，優(yōu)化企業(yè)的生產(chǎn)要素、管理經(jīng)營業(yè)務(wù)，改善并升級企業(yè)生產(chǎn)鏈、供應(yīng)鏈、管控鏈、價值鏈，提高企業(yè)個性化定制、柔性生產(chǎn)及體驗化服務(wù)的能力和水平，構(gòu)建生產(chǎn)制造新業(yè)態(tài)、生產(chǎn)管控新模式、企業(yè)發(fā)展新動力，實現(xiàn)企業(yè)智能制造的轉(zhuǎn)型與升級。

1.3 智能工廠評價體系

流程工業(yè)智能工廠建設(shè)相關(guān)的理論、技術(shù)、應(yīng)用還在不斷探索和發(fā)展之中，對于智能工廠建設(shè)的范疇、目標、進程、效果等，業(yè)界仍未形成統(tǒng)一的共識和標準。

作為智能工廠建設(shè)的主角，生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)以自身發(fā)展的內(nèi)生需求為導向推進智能工廠建設(shè)。當然，智能工廠建設(shè)的效果評估，理應(yīng)回到對企業(yè)發(fā)展需求的滿足程度方面，以定量分析的經(jīng)濟技術(shù)指標和定性分析的總體先進性作為主要評估要素。同時，圍繞全面感知、協(xié)同執(zhí)行、預(yù)測預(yù)警、科學決策等維度綜合評估工廠數(shù)字化、工廠自動化、工廠信息化等輔助信息化技術(shù)指標。企業(yè)結(jié)合績效關(guān)系樹與智能工廠評估體系，可以對企業(yè)管理及智能工廠建設(shè)效果進行持續(xù)改善與優(yōu)化。

1.4 核心支撐要素

流程工業(yè)企業(yè)信息化解決方案的核心支撐要素包括以下方面。

（1）數(shù)據(jù)與標準 通過實時/關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)，實現(xiàn)工廠人、機、料、法、環(huán)、測等生產(chǎn)要素數(shù)據(jù)與采購、銷售、生產(chǎn)、安全、質(zhì)量、環(huán)保、物流、運維等經(jīng)營動態(tài)數(shù)據(jù)的采集和存儲，建立基于統(tǒng)一編碼體系的主數(shù)據(jù)管理和企業(yè)服務(wù)總線（ESB），實現(xiàn)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通與共享。同時，需要對企業(yè)的技術(shù)標準、管理標準及工作標準體系進行梳理和數(shù)字化轉(zhuǎn)化，這是信息化系統(tǒng)進行初始化和分析診斷，進而輔助管理決策的基礎(chǔ)和基準。

（2）軟件與內(nèi)容 流程工業(yè)軟件包括運營管理類軟件（如 ERP、CRM 等）、生產(chǎn)控制類軟件（如MES、DCS、APC、SCADA 等）以及研發(fā)設(shè)計類軟件（如 CAD、PDM、PLM 等）。尤其在智能制造背景下，還需要工廠統(tǒng)一建模軟件、企業(yè)服務(wù)總線平臺、信息綜合展示等軟件，實現(xiàn)各類工業(yè)軟件的集成與互聯(lián)，支撐企業(yè)管控業(yè)務(wù)的協(xié)同。不同行業(yè)的流程企業(yè)進行信息化系統(tǒng)建設(shè)，應(yīng)結(jié)合自身行業(yè)特點，選擇專業(yè)性強、針對性好的工業(yè)軟件并考慮綜合集成，避免出現(xiàn)“應(yīng)用孤島”。內(nèi)容是指建立行業(yè)知識數(shù)據(jù)庫，包括過程性知識（如物料衡算、熱量衡算、相平衡計算、反應(yīng)動力學計算、工藝指標分析、平穩(wěn)率分析等）、描述性知識（如物理性質(zhì)、化學性質(zhì)、催化劑活性等）、方法性知識（如設(shè)備結(jié)構(gòu)力學計算、氣體擴散模型、爆炸模型、腐蝕模型等）以及手冊性知識（化工工藝設(shè)計手冊、化工設(shè)備設(shè)計手冊、化工管道設(shè)計手冊等）。企業(yè)可以先行購買一個通用的商業(yè)數(shù)據(jù)庫作為基礎(chǔ)，再將自身的管理實踐與知識經(jīng)驗不斷向這個數(shù)據(jù)庫中轉(zhuǎn)移，形成企業(yè)自己的經(jīng)營管理數(shù)據(jù)，并持續(xù)維護更新這一影響企業(yè)管控水平的軟資產(chǎn)。

（3）行業(yè)經(jīng)驗實踐 通過企業(yè)自身內(nèi)生動力等推動，與智能制造的技術(shù)、服務(wù)供應(yīng)商等進行融合創(chuàng)新，共同創(chuàng)造可以使生產(chǎn)或管理實踐的結(jié)果達到更優(yōu)，并減少出錯的可能性，將這些技術(shù)、方法、活動或是機制進行固化，形成企業(yè)自身智能工廠建設(shè)的行業(yè)經(jīng)驗實踐。

（4）新一代信息技術(shù) 企業(yè)信息化系統(tǒng)解決方案應(yīng)充分利用物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、工業(yè)大數(shù)據(jù)（Big data）、云平臺（Cloud）、仿真優(yōu)化（Simulation）、工業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)空間（iCPS）等為代表的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化新一代信息技術(shù)，幫助企業(yè)提升信息感知能力、管理執(zhí)行能力以及科學決策能力，增強企業(yè)持續(xù)發(fā)展的市場競爭力。

（5）專業(yè)化服務(wù) 信息化系統(tǒng)供應(yīng)商應(yīng)該在項目建設(shè)、系統(tǒng)應(yīng)用及價值創(chuàng)造的各個階段提供全流程的專業(yè)化服務(wù)，確保信息化系統(tǒng)解決方案能夠在企業(yè)經(jīng)營管理中落地生根，為企業(yè)創(chuàng)造價值。專業(yè)化服務(wù)的內(nèi)容包括需求分析、方案設(shè)計、建模分析、系統(tǒng)開發(fā)、運行驗證、技能培訓、知識轉(zhuǎn)移等，既需要專業(yè)化專家團隊，也需要專業(yè)化的行業(yè)知識庫與標準化模版。

企業(yè)信息化系統(tǒng)頂層設(shè)計

企業(yè)信息化系統(tǒng)頂層設(shè)計就是基于物理工廠對象采用可配置的多層建模方法，設(shè)計工廠統(tǒng)一數(shù)字化資產(chǎn)模型，服務(wù)于新產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)制造管控、供應(yīng)鏈集成等管理業(yè)務(wù)，重構(gòu)人、物理工廠、技術(shù)與知識等生產(chǎn)要素的運轉(zhuǎn)方式，創(chuàng)造綠色、有效、高質(zhì)、安全、環(huán)保的新型生產(chǎn)力，推動制造企業(yè)升級轉(zhuǎn)型，而進行的一種具有戰(zhàn)略高度的新型工廠規(guī)劃。

智能工廠數(shù)據(jù)采集包括兩大類數(shù)據(jù)，即靜態(tài)數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù)。靜態(tài)數(shù)據(jù)包括工廠設(shè)計數(shù)據(jù)、地理信息數(shù)據(jù)、工藝設(shè)備特性數(shù)據(jù)、工廠物理結(jié)構(gòu)、文檔圖片等，這些數(shù)據(jù)大多來自于工廠設(shè)計、設(shè)備供應(yīng)商、工廠建造、工藝包等。工廠動態(tài)數(shù)據(jù)包括安全環(huán)保、生產(chǎn)執(zhí)行、設(shè)備運行、質(zhì)量管控、能源產(chǎn)耗、經(jīng)營決策、倉儲物流、銷售采購等。

數(shù)字化資產(chǎn)模型是物理工廠從設(shè)計、建造到運維全生命周期靜態(tài)信息和動態(tài)信息的結(jié)構(gòu)化、集成化、數(shù)字化統(tǒng)一表達。以一個泵為例，它的數(shù)字化資產(chǎn)模型內(nèi)容包括設(shè)計階段的信息（如泵的邏輯圖、泵的三維立體結(jié)構(gòu)模型、泵的設(shè)計結(jié)構(gòu)參數(shù)等）、采購階段信息（如品牌廠商、規(guī)格型號、使用方法等）、安裝調(diào)試階段信息（如安裝的空間位置信息、安裝的地面及周邊環(huán)境信息等）、運行維護階段信息（如泵的運行負荷、輸送的介質(zhì)及流量、泵的運行壓力、泵運行電壓電流、泵的相關(guān)備品備件、泵歷史維護維修等）以及全生命周期各階段信息之間的聯(lián)系，共同構(gòu)成了泵這個物理資產(chǎn)的數(shù)字化資產(chǎn)模型。

智能工廠信息化管理系統(tǒng)的各類應(yīng)用均基于工廠數(shù)字化資產(chǎn)模型，以三維可視化平臺作為統(tǒng)一的人機交互界面，實現(xiàn)對生產(chǎn)、設(shè)備、物流、環(huán)保、安全、質(zhì)量、風險等業(yè)務(wù)的可視化監(jiān)控與管理。以數(shù)字化資產(chǎn)模型作為橋梁，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)提供與數(shù)據(jù)應(yīng)用的松耦合，當企業(yè)集成信息、生產(chǎn)運營系統(tǒng)發(fā)生變化時，不會對上層應(yīng)用產(chǎn)生架構(gòu)上的影響?；跀?shù)字化資產(chǎn)模型的智能工廠功能架構(gòu)，可以保障整體系統(tǒng)的可伸縮性，從而既能滿足系統(tǒng)擴容的問題，也能對企業(yè)前期的信息化資產(chǎn)實現(xiàn)價值提升。

· 對于新建工廠或是大型集團企業(yè)，可以考慮通過“正向工程”構(gòu)建智能工廠數(shù)字化資產(chǎn)模型，也即與設(shè)計院、工程建筑公司等單位合作，打通工廠數(shù)字化設(shè)計與交付到工廠數(shù)字化建造再到工廠數(shù)字化運營的信息集成模型體系。

· 對于已經(jīng)投產(chǎn)的工廠或是中小型企業(yè)而言，考慮到成本及技術(shù)可行性，可考慮通過“逆向工程”構(gòu)建智能工廠的數(shù)字化資產(chǎn)模型，即通過紅外成像加 3D 繪制的模式，建立關(guān)鍵設(shè)備、關(guān)鍵工藝裝置三維可視化模型，然后再通過熱點關(guān)聯(lián)技術(shù)，實現(xiàn)工廠建造信息、設(shè)備信息及工廠運維信息的集成，逐步建立豐富企業(yè)的數(shù)字化資產(chǎn)模型，為工廠運營管控系統(tǒng)的應(yīng)用提供模型和數(shù)據(jù)支持。

優(yōu)德普-流程工業(yè)智能工廠建設(shè)服務(wù)商

需要注意的是，我國流程工業(yè)企業(yè)門類眾多，發(fā)展階段各異，各企業(yè)應(yīng)結(jié)合自身發(fā)展戰(zhàn)略、建設(shè)基礎(chǔ)條件、資源投入保障等因素，參考此流程工業(yè)智能工廠建設(shè)通用參考模型，要具體情況具體分析，制定適合企業(yè)發(fā)展階段及自身特點的實效性解決方案。

SAP服務(wù)商優(yōu)德普深耕厚植信息化行業(yè)十余年，從業(yè)務(wù)流程開始，為流程工業(yè)企業(yè)提供整體信息化管理解決方案，實現(xiàn)數(shù)字營銷、標準采購、智慧工廠、敏捷供應(yīng)鏈、財務(wù)集成、商業(yè)智能、辦公協(xié)同等信息化管理。

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