1、1723456如何实施装备数字化如何实施装备数字化11.1.1 1 企企业业生生存存发发v v 如果金字塔最下面如果金字塔最下面一层都不牢靠的话，一层都不牢靠的话，那么企业存在基础都那么企业存在基础都是不牢靠的。是不牢靠的。利润利润 企业生存的基企业生存的基础和发展的保础和发展的保证。证。1.1.2 2 企企业业如如v 特殊材料特殊材料 极端制造极端制造装备、产品与先进信装备、产品与先进信息化技术相结合息化技术相结合 极端制造是指在极端条件下，制造极端尺度或极高功能的器件和功能系统，集中表现在微细制造、超精密制造、巨系统制造等方面。如汽车安全气囊、医疗用的微管道试剂测试设备等。这些产品的技术和
2、生产特征使得多数企业难以进入，从而形成了少数企业的垄断局面,并获得了高额利润。特殊材料的制造需要大量先进技术和先进制造工艺，研发成本和制造成本高昂，在市场需求方面空间狭小、不具备大规模生产和销售的可能，但市场需求又具有不可替代性特点，因此特殊材料制造历来都是高利润率产业。先进信息化技术集成了电子信息、自动控制、现代管理、先进制造等多项高新技术。使得制造企业能够同时调控物流、资金流、信息流，从而有效提高产品质量和劳动生产率，降低生产成本，最终获得先进制造业的高利润率。总结对于多数企业而言，利用先进的信息化技术是提高利润率对于多数企业而言，利用先进的信息化技术是提高利润率的最快途径。的最快途径。2
3、.2.企企业业信信息息22.2.1 1 信信息息化化发发展展出出19831983年，出台了年，出台了机械工业若干技术政策要点机械工业若干技术政策要点，提出要积极发展，提出要积极发展机械电子技术，开发机械电子产品，不断提高机械电子产品的功能机械电子技术，开发机械电子产品，不断提高机械电子产品的功能水平和自动化水平，就是后来的水平和自动化水平，就是后来的“机电一体化产品机电一体化产品”，在政策的层，在政策的层面把观念、概念提出来了，具有重大意义面把观念、概念提出来了，具有重大意义。19861986年年“七五七五”期间把期间把CADCAD、机器人、计算机集成、机器人、计算机集成/制造列为我们国制造列
4、为我们国家的科技发展技术，从国家计划层面上，将技术发展内涵变成了国家的科技发展技术，从国家计划层面上，将技术发展内涵变成了国家发展计划。家发展计划。20012001年年“十五十五”科技计划，作为一个重大转向，科技部组织实施了科技计划，作为一个重大转向，科技部组织实施了“制造业信息化工程制造业信息化工程”。国家决策部门早已认识到数字化对企业提高效率、获得高附加值利润的意义国家决策部门早已认识到数字化对企业提高效率、获得高附加值利润的意义v 第一阶段第二阶段第三阶段第四阶段刚刚闭幕的中共十七大，胡主席六次提及信息化，并将信息化排在刚刚闭幕的中共十七大，胡主席六次提及信息化，并将信息化排在“五化五化
5、”中的第二位，并且发布和实施中的第二位，并且发布和实施国务院关于加快振兴装备国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见制造业的若干意见。2.2.2 2 装装备备制制造造v中国已具备制造中国已具备制造航空航空v母舰的能力，中母舰的能力，中国航国航v空母舰呼之欲出空母舰呼之欲出20072007年年3 3月国务院正月国务院正式对外宣布中国造大式对外宣布中国造大飞机立项飞机立项2007 2007 年年2 2 月月3 3 日日,第四颗北斗导航试第四颗北斗导航试验卫星在西昌卫星验卫星在西昌卫星发射中心发射中心,由由“长长征三号甲征三号甲”运载火运载火箭成功送入太空箭成功送入太空3.3.2 2 三三一一装装备备
6、制制v 神州第一挖神州第一挖v三一履带式液压挖掘机三一履带式液压挖掘机SY2000C专门针对风力发电设计的专门针对风力发电设计的履带起重机履带起重机SCC2800WE全硬岩掘进机全硬岩掘进机E-BZ200H2.2.3 3 我我国国信信息息化化v p 设计部门尽管使用一些设计部门尽管使用一些CAXCAX系统，但结果仅仅是甩掉了绘图板系统，但结果仅仅是甩掉了绘图板或提高了产品的某些设计加工和分析的能力，体现的仅仅是个或提高了产品的某些设计加工和分析的能力，体现的仅仅是个体效率。体效率。p 工艺部门尽管在使用一些办公或是绘图软件来进行工艺设计，工艺部门尽管在使用一些办公或是绘图软件来进行工艺设计，但
7、基本停留在但基本停留在“电子表格电子表格”状态。同时虽然有些企业也应用了状态。同时虽然有些企业也应用了一些商品化的一些商品化的CAPPCAPP软件，但解决的只是工艺设计的软件，但解决的只是工艺设计的“工具工具”问问题。题。p 一些企业也采用了一些企业也采用了PDMPDM系统，但大部分仅仅只是用来管理产品系统，但大部分仅仅只是用来管理产品的图档。对设计制造过程中的中间数据或阶段性的结果缺乏有的图档。对设计制造过程中的中间数据或阶段性的结果缺乏有效的协同管理和控制。效的协同管理和控制。我我国国信信息息化化实实v p 在制造管理过程中，由于缺少科学完善的生产计划和作业管在制造管理过程中，由于缺少科学
8、完善的生产计划和作业管理工具，未形成严密高效的计划与控制体系。理工具，未形成严密高效的计划与控制体系。p 有些企业已经实施了有些企业已经实施了MRPII/ERPMRPII/ERP工程，但是由于缺乏与产品数工程，但是由于缺乏与产品数据的管理平台据的管理平台PDMPDM的紧密集成。的紧密集成。p 还有些企业的财务部门先行使用了一些财务专用软件，但库还有些企业的财务部门先行使用了一些财务专用软件，但库存及现金管理基本处于存及现金管理基本处于“空白空白”和和“游离游离”状态。状态。企业企业数字化数字化生产装备生产装备数字化数字化生产过程生产过程数字化数字化设计设计数字化数字化管理管理数字化数字化五五个
9、个生产装备数字化生产装备数字化 实现了加工和装配的自动化和精密化，提高产品的精度和加工装配的效率；实现了加工和装配的自动化和精密化，提高产品的精度和加工装配的效率；生产过程数字化生产过程数字化 实现了生产过程控制的自动化和智能化，提高企业生产过程自动化水平；实现了生产过程控制的自动化和智能化，提高企业生产过程自动化水平；设计数字化设计数字化 实现了产品设计手段与设计过程的数字化，缩短产品开发周期，提高企业的产品创新能实现了产品设计手段与设计过程的数字化，缩短产品开发周期，提高企业的产品创新能力；力；管理数字化管理数字化 实现了企业内外部管理的数字化和最优化，提高企业管理水平；实现了企业内外部管
10、理的数字化和最优化，提高企业管理水平；企业数字化企业数字化 实现了全球化环境下企业内外部资源的集成和最佳利用，促进制造企业的业务过程、组实现了全球化环境下企业内外部资源的集成和最佳利用，促进制造企业的业务过程、组织结构与产品结构的调整，提高我国企业、区域和行业的竞争能力。织结构与产品结构的调整，提高我国企业、区域和行业的竞争能力。国内外实践业已证明，正确的路径是在实现装备和产品的数字化基础上国内外实践业已证明，正确的路径是在实现装备和产品的数字化基础上，才能实现管理数字化，以应用需求为引导，拉动信息化的推进，效益，才能实现管理数字化，以应用需求为引导，拉动信息化的推进，效益与动力均显著，企业才
11、能健康发展。与动力均显著，企业才能健康发展。3.3.装装备备数数 装备数字化概念装备数字化概念 装备数字化作用与意义装备数字化作用与意义装备数字化主要技术及发展方向装备数字化主要技术及发展方向 33.3.1 1 装装备备v 装备数字化是在传统制造技术的基础上装备数字化是在传统制造技术的基础上,不断不断吸收和发展机械、电子、信息吸收和发展机械、电子、信息(计算机通信、控制理论计算机通信、控制理论等等)、材料、能源及现代管理技术的成果、材料、能源及现代管理技术的成果,将其综合应将其综合应用于产品设计、制造、检验、管理、服务等产品生命周用于产品设计、制造、检验、管理、服务等产品生命周期的全过程期的全
12、过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产技术模式生产技术模式,取得理想的技术经济效果的制造技术的取得理想的技术经济效果的制造技术的总称。总称。新新旧旧机机床床v 传统机床：传统机床：简单、能力有限简单、能力有限检测：人工检测、非精密检测：人工检测、非精密运算：无运算能力运算：无运算能力执行：简单加工执行：简单加工人机界面：没有人机界面人机界面：没有人机界面通讯：无通讯能力通讯：无通讯能力数控机床：数控机床：完成高精器件的加工完成高精器件的加工检测：在线检测、实时反馈、精密检测：在线检测、实时反馈、精密运算：运算：3232位到位到6464位位CPU,CP
13、U,频率最高到几百兆赫、频率最高到几百兆赫、上千兆赫上千兆赫执行：多轴同步，在分辨率为执行：多轴同步，在分辨率为0.01um0.01um时，最大时，最大进给率达进给率达240m/min240m/min，且可获得复杂型面的精确，且可获得复杂型面的精确加工加工人机界面：提供状态监控、提供可编程界面等人机界面：提供状态监控、提供可编程界面等通讯：实现与物料配送通讯、进行加工进程数通讯：实现与物料配送通讯、进行加工进程数据上传和下达等。据上传和下达等。装备数字化带给机械制造业带来了革命性的变化装备数字化带给机械制造业带来了革命性的变化3.3.2 2 装装备备数数字字用用v 在新的时期，制造业信息化，最
14、重要的、首位的应该是在新的时期，制造业信息化，最重要的、首位的应该是装备的数字化装备的数字化，装备或者说产品的信息化，装备或者说产品的信息化就是说把机械产品、传统产品与信息技术高度融合。在某种意义上，很可能比生产过程、管理的信息化更重要。就是说把机械产品、传统产品与信息技术高度融合。在某种意义上，很可能比生产过程、管理的信息化更重要。为什为什么么装备制造业的目的是什么？装备制造业的目的是什么？就是为国民经济和国防建设，为人民生活提供产品和装备，因此，信息化应当更直接就是为国民经济和国防建设，为人民生活提供产品和装备，因此，信息化应当更直接地反映在产品上。地反映在产品上。如果以产品如果以产品/装
15、备数字化为龙头、重点，企业在产品设计中应用装备数字化为龙头、重点，企业在产品设计中应用CADCAD、企业管理应用、企业管理应用现代化管理手段，比单纯的推广设计方法，推广现代化管理手段，比单纯的推广设计方法，推广ERPERP，可能更有意义。首先抓住产品，围，可能更有意义。首先抓住产品，围绕产品去推进其他信息技术应用，都是为产品提供支撑和服务。绕产品去推进其他信息技术应用，都是为产品提供支撑和服务。我们国家现在的企业，领导素质，管理的基础，就凭中国的管理水平，要用德国的我们国家现在的企业，领导素质，管理的基础，就凭中国的管理水平，要用德国的ERPERP系统，肯定是不适应的，太超前。系统，肯定是不适
16、应的，太超前。ERPERP实施的失败比例很高，这是客观存在的事实。实施的失败比例很高，这是客观存在的事实。产产品品和和装装备备数数v 我们应该将产品数字化和装备数字化放在制造业信息化的首位，放我们应该将产品数字化和装备数字化放在制造业信息化的首位，放在更突出的位置。以产品的信息化来带动企业制造过程的数字化、管理在更突出的位置。以产品的信息化来带动企业制造过程的数字化、管理数字化。这样才会使得企业投入产生效果。数字化。这样才会使得企业投入产生效果。生产装备的数字化，说到底生产装备的数字化，说到底是以具有一定智能的装备取是以具有一定智能的装备取代无智能的装备，给制造业代无智能的装备，给制造业带来质
17、的飞跃，走现代制造带来质的飞跃，走现代制造业必经之路。业必经之路。生产效率生产效率服务质量服务质量产品性能产品性能3.3.3 3 装装备备数数集成制造技术集成制造技术柔性制造系统柔性制造系统工业机器人工业机器人计算机数控技术计算机数控技术过程与设备工况过程与设备工况的监测的监测自动检测及信号自动检测及信号识别技术识别技术传感技术传感技术装备数字化装备数字化技术技术传传感感v 人们常常把传感技术同计算机技术和通信技术一人们常常把传感技术同计算机技术和通信技术一起称为信息技术的三大支柱。如果把计算机堪称处理信息起称为信息技术的三大支柱。如果把计算机堪称处理信息的的“大脑大脑”，把通信系统看成传递信
18、息的，把通信系统看成传递信息的“神经系统神经系统”，那么传感器就是那么传感器就是“感觉器官感觉器官”。v 人们只能利用由传感器技术研究开发的传感器信息人们只能利用由传感器技术研究开发的传感器信息采集系统才能获取环境和内部的信号。因此，它是信息技采集系统才能获取环境和内部的信号。因此，它是信息技术系统的基础。术系统的基础。自自动动检检测测及及v 自动检测的技术：自动检测的技术：是以多种先进的传感技术为基础的，是以多种先进的传感技术为基础的，与计算机系统相结合。在软件的支持下，自动完成数据采与计算机系统相结合。在软件的支持下，自动完成数据采集、处理、特征提取和识别，以及多种分析与计算的技术。集、处
19、理、特征提取和识别，以及多种分析与计算的技术。v 信号识别技术：信号识别技术：是指按照规定的目标，对过程中各种现是指按照规定的目标，对过程中各种现象或对事件进行检测、分析、描述、辨识和判断的过程的象或对事件进行检测、分析、描述、辨识和判断的过程的技术。其目的在于快速、经济而又精确地实现制造过程的技术。其目的在于快速、经济而又精确地实现制造过程的监视和控制。监视和控制。过过程程与与设设v 通过及时和足够的传感检测信息实现对过程通过及时和足够的传感检测信息实现对过程监视和在其变化出现脱离目标值时的反馈控制，以监视和在其变化出现脱离目标值时的反馈控制，以保证保证“多品种、多批量多品种、多批量”条件下
20、的产品质量和实现条件下的产品质量和实现对过程的装备运作状态（工况）的自诊断与自调整。对过程的装备运作状态（工况）的自诊断与自调整。计计算算机机v 计算机数控系统计算机数控系统CNCCNC（Computerized Numerical ControlComputerized Numerical Control）：v 采用先进微处理器对机床进行控制，完成零件采用先进微处理器对机床进行控制，完成零件自动加工的专用电子装置。自动加工的专用电子装置。v 它接受了数字化的零件图样和工艺要求等信息，它接受了数字化的零件图样和工艺要求等信息，按照一定的数字模型进行查补运算，用运算结果实时按照一定的数字模型进行
21、查补运算，用运算结果实时地对机床的各运动坐标进行速度和位置控制，完成零地对机床的各运动坐标进行速度和位置控制，完成零件的加工。件的加工。工工业业v 工业机器人是典型的机电一体化高技术产品。工业机器人是典型的机电一体化高技术产品。在许多生产领域，它对提高生产自动化水平，提高劳在许多生产领域，它对提高生产自动化水平，提高劳动生产率、产品质量和经济效益，改善工人劳动条件动生产率、产品质量和经济效益，改善工人劳动条件的作用日见显著，不少劳动条件恶劣、生产要求苛刻的作用日见显著，不少劳动条件恶劣、生产要求苛刻的场合，工业机器人代替人力劳动已是必然的趋势。的场合，工业机器人代替人力劳动已是必然的趋势。柔柔
22、性性v 柔性制造系统柔性制造系统FMS FMS(Flexible Manufacturing System):(Flexible Manufacturing System):v 是一种能迅速响应市场需求而相应调整生产品种是一种能迅速响应市场需求而相应调整生产品种的制造技术。的制造技术。v 是由若干台数控设备、物料运储装置和计算机是由若干台数控设备、物料运储装置和计算机控制系统组成的，并能根据制造任务和生产品种变化而控制系统组成的，并能根据制造任务和生产品种变化而迅速进行调整的自动化制造系统。迅速进行调整的自动化制造系统。集集成成v 集成制造就是使制造业企业的各个环节、各个集成制造就是使制造业企
23、业的各个环节、各个组成部分更好的协调一致，更有效地为企业整体目标组成部分更好的协调一致，更有效地为企业整体目标服务，从而使企业在整体上达到最优。服务，从而使企业在整体上达到最优。v 集成制造所研究的，就是制造业企业全局优化集成制造所研究的，就是制造业企业全局优化的问题和方法。的问题和方法。v 集成制造技术就是制造业企业全局优化的使能集成制造技术就是制造业企业全局优化的使能技术。技术。装装备备数数字字化化 装备数字化融合现代通信、网络装备数字化融合现代通信、网络的手段，系统工程理论和方法不仅对的手段，系统工程理论和方法不仅对各种技术、物料、能源、信息等实现各种技术、物料、能源、信息等实现集成集成
24、,更是对经营和人的集成更是对经营和人的集成,是从企是从企业内部向外部动态集成。业内部向外部动态集成。更侧重于企业之间的集成与信息更侧重于企业之间的集成与信息交流，并积极运用企业外社会环境向交流，并积极运用企业外社会环境向企业提供的可用资源。从而达到通过企业提供的可用资源。从而达到通过快速配置各种资源快速配置各种资源,以有效和协调的以有效和协调的方式响应用户需求的目的。方式响应用户需求的目的。精密化精密化 绿色化绿色化开放化开放化 敏捷化敏捷化 智能化智能化 虚拟化虚拟化 网络化网络化 柔性化柔性化集成化集成化 4.4.如如何何实实施施 装备本身的数字化装备本身的数字化 装备产品融入信息技术装备
25、产品融入信息技术 在装备产品数字化基础上实施企业数字化在装备产品数字化基础上实施企业数字化 44.4.1 1 装装备备传统装备传统装备其他信息技术其他信息技术传感器传感器嵌入式软件嵌入式软件数字化装备数字化装备数字化装备是深度机械和信息相结数字化装备是深度机械和信息相结合的一体化的装备，使得装备本身合的一体化的装备，使得装备本身实现数字化、智能化、自动化，使实现数字化、智能化、自动化，使得装备本身发生一个革命性的变化得装备本身发生一个革命性的变化v 装装备备数数字字控制器控制器动力源动力源执行机构执行机构工作装置工作装置传统液压技术是一传统液压技术是一种模拟量控制技术种模拟量控制技术,这种系统
26、结构复杂、这种系统结构复杂、可靠性差，不利于可靠性差，不利于大规模的推广应用。大规模的推广应用。如今随着信息技术如今随着信息技术的高速发展的高速发展,我们我们应直接大规模采用应直接大规模采用数字技术数字技术,实现中实现中国工业的数字化革国工业的数字化革命。命。国产控制器与国外国产控制器与国外产品的差距，主要产品的差距，主要表现在质量和技术表现在质量和技术先进性两个方面，先进性两个方面，有些普遍应用的控有些普遍应用的控制器的核心部份仍制器的核心部份仍为进口，具有独自为进口，具有独自知识产权的控制器知识产权的控制器很少，对行业的影很少，对行业的影响不大，离产业化响不大，离产业化的目标相差甚远。的目
27、标相差甚远。国内柴油机的总体技国内柴油机的总体技术状况落后于国外，术状况落后于国外，许多国外已经普遍采许多国外已经普遍采用的技术用的技术,在我国仍在我国仍处于研究阶段，有些处于研究阶段，有些甚至仍是空白。国外甚至仍是空白。国外发动机已广泛采用第发动机已广泛采用第三代的电喷系统，满三代的电喷系统，满足欧足欧排放标准的环排放标准的环保动力，而国产发动保动力，而国产发动机仍在为满足欧机仍在为满足欧排排放标准而苦苦探索。放标准而苦苦探索。v 我国工程机械的整我国工程机械的整体性能参数与国外体性能参数与国外先进水平差距不是先进水平差距不是很大很大，制造能力相，制造能力相对成熟，在传统机对成熟，在传统机种
28、上有着绝对的竞种上有着绝对的竞争优势争优势 众所周知，所有的自动化均离不开旋转运动和直线运动，旋转运众所周知，所有的自动化均离不开旋转运动和直线运动，旋转运动已经非常完善，可以实现全程数字化，而直线运动、尤其是大力量动已经非常完善，可以实现全程数字化，而直线运动、尤其是大力量的直线运动，必然要走到液压传动中来，这是因为液压传动具有一系的直线运动，必然要走到液压传动中来，这是因为液压传动具有一系列电传动不具备的优点，因而在国民经济各领域中获得了极为广泛的列电传动不具备的优点，因而在国民经济各领域中获得了极为广泛的应用，但遗憾的是，液压传动发展到今天，全世界仍然没有找到一条应用，但遗憾的是，液压传
29、动发展到今天，全世界仍然没有找到一条捷径能将液压技术和计算机技术、数字技术很好的结合起来，从而制捷径能将液压技术和计算机技术、数字技术很好的结合起来，从而制约了液压技术的进步，也制约了中国工业自动化的快速发展，解决这约了液压技术的进步，也制约了中国工业自动化的快速发展，解决这一难题，已经成了当务之急。一难题，已经成了当务之急。数数字字液液v 目前几乎所有传动和精确控制国内外都采用了传统的伺服液压技术。伺服液压技术是一种十分娇目前几乎所有传动和精确控制国内外都采用了传统的伺服液压技术。伺服液压技术是一种十分娇气和难于伺候的复杂技术。其中的核心部件是伺服阀，该阀不但结构复杂，而且十分娇气，抗干气和
30、难于伺候的复杂技术。其中的核心部件是伺服阀，该阀不但结构复杂，而且十分娇气，抗干扰、抗污染能力弱，维护难度高，极易出故障，并且它不能直接接受计算机发出的数字脉冲信号，扰、抗污染能力弱，维护难度高，极易出故障，并且它不能直接接受计算机发出的数字脉冲信号，还需要模数转换和数模转换，增加了系统的复杂性。伺服系统是靠位置传感器进行闭环控制的，还需要模数转换和数模转换，增加了系统的复杂性。伺服系统是靠位置传感器进行闭环控制的，因而离不了电子传感器，如果娇气的传感器出现故障，则整个系统都将失灵，必将造成重大事故。因而离不了电子传感器，如果娇气的传感器出现故障，则整个系统都将失灵，必将造成重大事故。而这种复
31、杂的系统包括了机械、液压、电气、控制、计算机、传感器、控制软件、数学模型等等而这种复杂的系统包括了机械、液压、电气、控制、计算机、传感器、控制软件、数学模型等等一大堆高深知识的大集合，这种高技术的集合，即使好用也不适合我国现场的维护水平，因而寻一大堆高深知识的大集合，这种高技术的集合，即使好用也不适合我国现场的维护水平，因而寻找一条适合我国国情又十分先进的技术，就具有了十分重大的战略意义找一条适合我国国情又十分先进的技术，就具有了十分重大的战略意义数字液压技术是二十一世纪的技术，它克服了传统伺服液数字液压技术是二十一世纪的技术，它克服了传统伺服液压技术的众多缺点。我们以数字液压缸为例：数字液压
32、缸压技术的众多缺点。我们以数字液压缸为例：数字液压缸集机械、液压、传感和控制于一身的高科技产品，它完全集机械、液压、传感和控制于一身的高科技产品，它完全接收计算机发出的数字脉冲信号而可靠工作，脉冲频率代接收计算机发出的数字脉冲信号而可靠工作，脉冲频率代表液压缸运动速度，脉冲总数代表液压缸运动行程，一一表液压缸运动速度，脉冲总数代表液压缸运动行程，一一对应，它既不要伺服阀，也无需传感器，既高抗干扰，又对应，它既不要伺服阀，也无需传感器，既高抗干扰，又高抗污杂，把极为复杂的伺服闭环控制技术变成了简单的高抗污杂，把极为复杂的伺服闭环控制技术变成了简单的数字开环控制，便于就能熟练掌握，而它优良的性能和
33、极数字开环控制，便于就能熟练掌握，而它优良的性能和极为方便的可操作性，尤其是它与现代控制中的核心计算机为方便的可操作性，尤其是它与现代控制中的核心计算机接口十分方便，确定了它在高精度、大力量的自动控制中接口十分方便，确定了它在高精度、大力量的自动控制中具有十分良好的应用前景，特别在需要高度可靠、快速响具有十分良好的应用前景，特别在需要高度可靠、快速响应、高度自动化的重要领域，有着极好的应用前景。应、高度自动化的重要领域，有着极好的应用前景。4.4.2 2 装装备备产产品品v 从我国信息化发展的历史经验可以得到，制造业从我国信息化发展的历史经验可以得到，制造业信息化还需要在信息化过程中把应用的单
34、元技术集成起来，信息化还需要在信息化过程中把应用的单元技术集成起来，形成系统化，打通信息孤岛。要做好产品，先把装备产品形成系统化，打通信息孤岛。要做好产品，先把装备产品的信息化抓上去。的信息化抓上去。v 一个企业，要想跨越式发展，要想保持新产品，一个企业，要想跨越式发展，要想保持新产品，超过国际上的一些跨国公司，这条路超过国际上的一些跨国公司，这条路v 是一条很现实的路，日本人走的就是一条很现实的路，日本人走的就v 是这样一条路是这样一条路,成功了。成功了。v 遥控器遥控器称量仪表称量仪表倾角传感器倾角传感器力矩限制器力矩限制器分布式分布式IOSYMC控制器控制器SYLD显示屏显示屏SYMT移
35、动终端移动终端v 长度、角度传感器有杆腔压力传感器无杆腔压力传感器 高度限位保护器三圈过放保护器SYMC工 程 机 械专 用 控 制器蜂鸣器黄、红灯报警指示各种动作的电磁阀SYLD液晶显示器CANHCANL全新的高速硬件平台全新的高速硬件平台软件下载软件软件下载软件基于基于ARM9ARM9内核的工业级高速处理单元，主频内核的工业级高速处理单元，主频200MHz200MHz，程序综合执行，程序综合执行效率提升效率提升1010倍。倍。全新设计的电路结构，大幅提升外围通信性能全新设计的电路结构，大幅提升外围通信性能全新的软件开发环境全新的软件开发环境与德国与德国KWKW合作，引入其功能强大的软件开发
36、环境合作，引入其功能强大的软件开发环境全新的技术支持全新的技术支持软件下载软件软件下载软件便携下载工具便携下载工具 v全新的显示界面开发环境全新的显示界面开发环境v S SY YM MT T远远程程网元实时状态监控网元实时状态监控SYMTSYMT工作模式工作模式SYMTSYMT远程维护远程维护SYMTSYMT自动复位自动复位GPSGPS定位数据回传定位数据回传设备工况数据回传设备工况数据回传GSM/GPRSGSM/GPRS模块异常监测。模块异常监测。有线与无线相结合；有线与无线相结合；CAN2.0BCAN2.0B标准接口，与标准接口，与SYMCSYMC等无障碍通信；等无障碍通信；高可靠性双向无
37、线通信；高可靠性双向无线通信；主机工况彩色显示界面；主机工况彩色显示界面；基于自主通信协议的系统信息显示与维护；基于自主通信协议的系统信息显示与维护；可以直接接收监控中心命令和提示信息；可以直接接收监控中心命令和提示信息；丰富的操作手柄、开关和旋钮。丰富的操作手柄、开关和旋钮。v v v u信号的实时采集和处理；信号的实时采集和处理；u与与SYMCSYMC无缝集成，直接数字传输，现场组网无缝集成，直接数字传输，现场组网;u0-3600-360全范围测量，精度全范围测量，精度0.20.2/全量程全量程,敏感度敏感度0.010.01，线性度，线性度0.06%;0.06%;u-20-70-20-70
38、范围内温度补偿范围内温度补偿,热漂移热漂移0.01 0.01/u宽范围电源电压输入：宽范围电源电压输入：9-36V;9-36V;u造型新颖，安装方便，高防护等级造型新颖，安装方便，高防护等级;u完全自主开发，成本低廉，性价比高完全自主开发，成本低廉，性价比高;v高防护等级，安装不受限制高防护等级，安装不受限制v CAN2.0B CAN2.0B接口接口v智能自动节点识别技术智能自动节点识别技术v丰富的丰富的IOIO类型，并且用户可订制类型，并且用户可订制专用关键控制技术的研究专用关键控制技术的研究l泵车智能操控系统泵车智能操控系统 l泵车底盘及发动机诊断与节能控制系统泵车底盘及发动机诊断与节能控
39、制系统 l全系列起重机安全保护系统全系列起重机安全保护系统工程机械仿真平台工程机械仿真平台l多软件系统仿真技术多软件系统仿真技术l半实物仿真辅助调试系统半实物仿真辅助调试系统工程机械核心控制对象工程机械核心控制对象l发动机发动机l液压泵液压泵l液压马达液压马达l发动机发动机/液压泵功率匹配液压泵功率匹配l液压泵液压泵/液压马达协同控制技术液压马达协同控制技术典型主机特性研究典型主机特性研究l泵车泵车/起重机起重机/其它主机其它主机泵泵车车智智能能u基于三一自制控制器、遥控器和倾角传感器设计；基于三一自制控制器、遥控器和倾角传感器设计；u具备智能泵送功能；具备智能泵送功能；u具备智能防倾翻功能；
40、具备智能防倾翻功能；u具备柔性臂操作功能；具备柔性臂操作功能；u具备施工视频监视功能；具备施工视频监视功能；u不增加控制系统的现有成本，成为三一产品的标准配置。不增加控制系统的现有成本，成为三一产品的标准配置。泵泵车车底底盘盘及及发发动动机机u开发泵车底盘开发泵车底盘ECUECU的信息采集系统的信息采集系统,读取奔驰、沃尔沃，五十读取奔驰、沃尔沃，五十铃、日野等主要型号底盘及康明斯发动机的实时数据、故障铃、日野等主要型号底盘及康明斯发动机的实时数据、故障信息信息 u并在此基础上开发泵车及其它车辆的智能控制、节能控制并在此基础上开发泵车及其它车辆的智能控制、节能控制 全全系系列列起起重重机机u力
41、矩限制力矩限制u防倾翻防倾翻u支撑调平支撑调平 v发动机特性研究发动机特性研究v发动机节能方法研究发动机节能方法研究v电磁阀电特性研究电磁阀电特性研究v电控变量液压泵特性研究电控变量液压泵特性研究v电控变量液压马达特性研究电控变量液压马达特性研究v发动机与液压泵功率匹配研究发动机与液压泵功率匹配研究v液压泵与液压马达协调控制研究液压泵与液压马达协调控制研究例：例：三三一一先先针对工程机械的三大基本需求：针对工程机械的三大基本需求：l 经济性经济性l 动力性动力性l 舒适性舒适性 从控制专业的角度，在主机产品控制系统从控制专业的角度，在主机产品控制系统研发研发、生产调试生产调试、使用操作使用操作
42、、售后维护售后维护推出一系列的支持技术和工具，全面提推出一系列的支持技术和工具，全面提升整个行业的效率和能力。升整个行业的效率和能力。v快速原型快速原型v所见所得（所见所得（HMIHMI）v即插即用即插即用v自助服务自助服务v用户定制用户定制 主要基于机电液联合仿真技术、显示屏组态开发技术、主要基于机电液联合仿真技术、显示屏组态开发技术、总线节点自动识别技术等总线节点自动识别技术等v在线调试在线调试v远程调试远程调试v动态分析动态分析v整车自检整车自检主要基于控制器组态、端口录波、在线分析技术、远程宽带主要基于控制器组态、端口录波、在线分析技术、远程宽带通信等通信等聪明机器聪明机器:主机具有自
43、学习、自适应能力主机具有自学习、自适应能力用户习惯记忆用户习惯记忆工作模式识别工作模式识别工作环境识别工作环境识别自动参数优化自动参数优化故障自动诊断故障自动诊断主要基于参数学习与收敛算法、模式匹配等主要基于参数学习与收敛算法、模式匹配等 v透明机器透明机器:工况与健康参数的记录；工况与健康参数的记录；统一的传输协议，数据无障碍访问；统一的传输协议，数据无障碍访问；故障的在线诊断与预测；故障的在线诊断与预测；远程监控远程监控主要基于海量参数存储、透明传输、无线通信等主要基于海量参数存储、透明传输、无线通信等 v 要求具有市场需求反应快，效率高，要求具有市场需求反应快，效率高，周期短，成本低，产
44、品技术含量高，周期短，成本低，产品技术含量高，更新换代快，竞争力强的现代生产制更新换代快，竞争力强的现代生产制造企业，没有相当高的制造装备数字造企业，没有相当高的制造装备数字化率，是绝对不行的。化率，是绝对不行的。当前推进装备制造业信息化，要突出当前推进装备制造业信息化，要突出强调从信息化的底层做起，必须不断强调从信息化的底层做起，必须不断提高装备和产品的数字化程度提高产提高装备和产品的数字化程度提高产品的技术含量、质量和可靠性。品的技术含量、质量和可靠性。在装备数字化基础的数据和信息的积在装备数字化基础的数据和信息的积累上，获得真实有效数据实现研发数累上，获得真实有效数据实现研发数 字化，以
45、满足字化，以满足客户愈来愈多样化的期望客户愈来愈多样化的期望在此基础上实施在此基础上实施管理、企业数字管理、企业数字化化设计数字化设计数字化生产数字化生产数字化 装备产品装备产品数字化数字化 三一重工生产装备与生产制造数字化建设三一重工生产装备与生产制造数字化建设 三一重工产品与服务数字化建设三一重工产品与服务数字化建设 三一重工生产与产品数字化拉动研发手段数字化三一重工生产与产品数字化拉动研发手段数字化 三一重工管理数字化三一重工管理数字化 三一重工向企业数字化迈进三一重工向企业数字化迈进 总结总结5v 工程机械行业是连续的流程型企业，工艺复杂，工程机械行业是连续的流程型企业，工艺复杂，生产
46、条件严格，并且是多工厂联合生产，生产设备多，生产条件严格，并且是多工厂联合生产，生产设备多，自动化程度比较高，有大量的自动化设备、数据采集自动化程度比较高，有大量的自动化设备、数据采集系统和检化验系统。系统和检化验系统。v 工程机械行业的这些行业特点决定了工程机械工程机械行业的这些行业特点决定了工程机械制造企业的信息化具有其自身的特点，即不仅要进行制造企业的信息化具有其自身的特点，即不仅要进行业务层的系统建设，还要考虑底层与设备相关的控制业务层的系统建设，还要考虑底层与设备相关的控制和生产管理系统。和生产管理系统。生生产产生产数字化生产数字化过程过程管理管理质量质量管理管理维护维护管理管理文档
47、文档控制控制数据数据采集采集性能性能分析分析人力人力资源资源管理管理生产生产单元单元分配分配工序工序详细详细调度调度资源资源分配分配和状和状态管态管理理产品产品跟踪跟踪和产和产品清品清单管单管理理p加工批量减少、加工周期缩短、存货降低和库存周转率加快加工批量减少、加工周期缩短、存货降低和库存周转率加快的效果，实现对生产经营全过程管理，由于库存系统可以为的效果，实现对生产经营全过程管理，由于库存系统可以为生产经营管理提供准确的库存数据，通过制定合理的物资储生产经营管理提供准确的库存数据，通过制定合理的物资储备定额，成功地实现了对库存总量的控制，可以在原有库存备定额，成功地实现了对库存总量的控制，
48、可以在原有库存总量的基础上，下降总量的基础上，下降40%40%。p加强了公司车间计划的管理，基本杜绝了以往由于人工计划加强了公司车间计划的管理，基本杜绝了以往由于人工计划管理控制力度弱，产品技术更新快所带来的自制件的浪费，管理控制力度弱，产品技术更新快所带来的自制件的浪费，再加上对制造成本的控制力度加强，可以使产品制造成本下再加上对制造成本的控制力度加强，可以使产品制造成本下降降8%8%。三三一一重重工工生生产产数数字字v 制造执行系统制造执行系统（MESMES）信息管理系统信息管理系统（ERPERP等）等）基础自动化系统基础自动化系统过程控制系统过程控制系统（PLC/DCSPLC/DCS）决
49、策决策支持支持系统系统 Level 1Level 1和和Level 2Level 2与生产设备结合紧密，关与生产设备结合紧密，关注与设备相关的自动控制和优化，包括整个注与设备相关的自动控制和优化，包括整个生产线的过程控制和单体设备基础自动化，生产线的过程控制和单体设备基础自动化，是整个工程机械企业信息化的基础。是整个工程机械企业信息化的基础。Level 3 Level 3 其主要功能是负责生产管理和调度执行，强调其主要功能是负责生产管理和调度执行，强调制造计划的执行和产品制造过程的控制，使生产现场的制造计划的执行和产品制造过程的控制，使生产现场的信息收集、传递、处理和反馈做到准确。信息收集、传
50、递、处理和反馈做到准确。Level 4 Level 4针对企业业务层面的管理，以针对企业业务层面的管理，以ERP ERP 为核心应用，还包括为核心应用，还包括C CRM RM、SCMSCM、电子商务等业务运作管理系统，对企业的内、外部供、电子商务等业务运作管理系统，对企业的内、外部供应链进行系统、高效的整合和管理。应链进行系统、高效的整合和管理。Level 5 Level 5在整个企业层次模型的最高层，对在整个企业层次模型的最高层，对Level 4 Level 4 应用系统提供的应用系统提供的大量业务数据进行挖掘、分析，得出各维度的分析建议，为企业管理大量业务数据进行挖掘、分析，得出各维度的分
