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隨著中國經濟發展的戰略轉型及、概念的提出，制造業迎來了新的發展浪潮。在這個背景下，越來越多的傳統企業感受到了重重壓力，開啟了轉型與變革之路。對于制造企業而言，如何部署企業智能制造解決方案？如何建立企業自身特色的智能制造建設體系？如何規劃企業數字化轉型升級平臺？您將從“SAP智造社區”精心撰寫的“制造業智能變革之道”系列主題文章中，找到一些靈感。該系列文章將圍繞智能制造的關鍵技術，智能制造的核心解決方案以及各行業企業如何推進智能制造三大版塊展開，希望能給您和您的企業一絲啟發。

當前，隨著制造業智能制造戰略的穩步推進，有越來越多的智能化技術被應用到工業的智能化轉型過程中。當企業的產品變得更加智能、人與物之間開始實現互聯、個性化定制消費觀念實現了消費者與生產廠家的信息對接，新的產品創新模式也在不知不覺中逐漸形成，進而催使制造企業不得不去重新思考如何推進新時代的產品創新？如何適應在產品生命周期越來越短的競爭環境中滿足客戶越來越個性化的產品需求？

傳統產品設計過程面臨的挑戰

通過對當前制造企業的產品設計過程進行調研發現，在很多企業的生產研發過程中平均有33%的時間浪費在無價值增值的工作上；工程師和產品研發者有20%的時間以過時資訊為基礎展開工作；70%的工程師和產品研發者需要等待兩天或者更多時間才能得到內部或外部相關人員的更新設計和信息；37%的項目失敗源于無法正確的管理客戶需求。調查結果已清楚表明，傳統的產品創新模式已經很難適應智能化時代的產品設計需求。

面對這種現狀，企業必須重新定位和思考產品創新模式。到底企業應該使用什么樣的工具進行協同？如何利用正確的產品數據進行產品設計？如何在自上而下的業務流程中掌握更多信息？如何將客戶的需求與產品相連？如何判斷變更對產品各對象造成的影響？有一系列問題都需要去解決。

要實現產品設計模式的轉型創新，就必須在智能制造系統架構下建立設計信息、生產信息、用戶使用及反饋信息的高度智能化集成，從智能化需求產生到基礎設計數據獲得的過程，從智能化的用戶參與式設計到能夠直接轉變為生產信息并被執行。

智能化時代的產品設計新思路

智能化時代的產品設計新思路主要體現在三個方面，即新的產品、新的商業模式和新的流程。

1）新的產品。如今智能化產品既能作為工具支撐起智能化的產品設計，同時也對新時代的產品設計理念提出了新要求。一方面工程師可以利用智能化產品實現研發模式的創新與變革。同時從功能上講，智能化產品復雜的結構也讓產品的設計創新過程更為復雜。

2）新的商業模式。隨著用戶個性化需求的凸顯，為更好的推進市場發展，讓消費者參與到產品的創新設計中來有利于企業對市場需求的把控。通過多元化化協同、需求驅動的智能產品研發、以及貫穿整個價值鏈進行實施的產品智能分析，能幫助企業加速智能產品創新。

3）新的流程。通過建立多元化系統設計以及需求驅動的智能研發兩大基礎，企業的研發流程也會進行相應的調整來適應這一需求。企業可以通過邀請內部或外部參與者，為不同角色分配權限，安全可靠的集中存儲數據，通過內置的三維查看器實現遠程協同交互，集成的收件箱能及時的查看工作項目并直接打開內容和共享文件。

德國雄克公司（Schunk）是全球最大的靜壓膨脹式夾具系統生產廠和全球最大的卡爪生產廠，其自動抓取機構的開發和生產則始終位于歐洲乃至世界同業之最前列。雄克公司的產品主要應用于機械和領域，現有上千種不同規格的產品系列。為推動需求驅動的數字化創新在實時工程場景中的實現，雄克公司使用了SAP智能產品設計方案，實現了基于數字化雙胞胎理念的虛實融合，讓工程師可以根據實時數據提供夾具的360度全息視圖深入地了解設備的細節。

利用SAP智能產品設計方案，產品經理可以直接訪問夾具相關信息，比如產品結構或三維模型，也可以跟蹤現場資產的性能。同時可以根據現場的數據可以看到夾具設計的馬力與客戶實際消耗的馬力數據。這意味著企業可以利用這些信息促發工程變更。除此之外，產品經理還可以輕松啟動一個新產品的設計研發來滿足市場需求。通過產品設計協同為各部門之間的實時研發協作提供強大的虛擬平臺。對于像雄克這樣的制造商來說，SAP智能產品設計具有很大的應用潛力。

通過綜合分析當前制造企業的產品設計需求并結合雄克公司的SAP智能產品設計應用案例，可以梳理出SAP智能產品設計方案能幫助傳統產品設計向智能化產品設計的主要價值點，包括：

1）通過云端應用可以簡單地以邀請函的方式將供應商或者合作伙伴加入協同，并支持各種類型的移動設備的線下同步。

2）與后臺DMS系統集成后，能方便的上傳和下載產品相關的工程結構，發布已有的可重復利用的產品模型。

3）在自上而下的業務流程中掌控更多的產品訊息，讓工作狀態一目了然，同時可以工具三維視圖對設計做出判斷。

4）結構化的定義和管理需求，將客戶需求與產品相連。可以直接將需求關聯到文件、產品主數據以及物料清單上。

5）判斷變更對產品造成的影響，并分析受影響的對象，以直接采取相應措施。

柔性制造生產線

ZRFMS-1000柔性制造生產線

一、 柔性制造生產線,智能制造生產線,工業4.0柔性制造系統項目建設簡介

(一) 柔性制造生產線,智能制造生產線,工業4.0柔性制造系統建設目標

本項目建設方案以客戶應用需求出發，圍繞“工業4.0”及“中國制造2025”進行項目設計，結合工業互聯網、智能制造、工業機器人、數控加工、自動檢測、虛擬仿真、自動化控制、數字化信息管理、RFID識別技術、AGV小車……等相關應用。緊密結合“互聯網+工程實踐教學”的建設思路，以智慧工廠和智能制造為主題，以信息化與模塊化為核心思想，所搭建的一個既貼近于工業化生產又立足于教學，既能充分地體現學生參與性、又能使教學與工業實際無縫對接的能體現出多種專業特色的智能制造綜合教學平臺系統。

是一個圍繞著培養數字化集成制造技術相關的訓練與培訓平臺，體現了信息化生產運作與物流自動化思想。它包含有：設計、安裝、PLC控制、人機交互、數控加工、機器人搬運、RFID射頻識別、工業網絡、軟件管理與開發等多方面內容，是一個較為完整的標準數字化自動生產系統，同時也是一個內容豐富的教學應用系統，著重于體現數字化集成對接應用，自動化及智能化產品設計開發兩方面內容，是對相關教學課程的深入展示與直觀體現。

(二) 柔性制造生產線,智能制造生產線,工業4.0柔性制造系統建設特點

本系統建設依據高校教學體系/課程與資源，結合當前主流成熟技術、主流成熟裝備進行技術和系統集成，專門針對高校教學需求定制與研發的“柔性智能制造系統”。該系統在確保每個組成單元穩定可靠的基礎上、考慮技術的先進性、可行性和工業化，有機的將各個單元組合成具有一定創新性、先進性和實用性的數字化柔性制造系統。

▲高度集成

系統建立在工業工程、柔性制造、自動控制、物流工程、質量管理、生產管理以及先進制造等技術基礎之上，將各個加工執行單元、物流系統、機器人、RFID、倉儲系統和數字信息管理系統進行有機集成、貼近工業生產流程的教學實訓柔性制造系統。

▲適度柔性

系統能方便地調整工藝路線，重設加工流程，能夠適應小批量、多品種的柔性制造要求，能體現夾具、加工、刀具、工藝路線等柔性生產。

▲高度開放

在最大程度上為客戶開放,可以和工業上眾多工業裝備進行技術集成，軟件系統由于采用通用軟件開發平臺，用戶可以用我司提供的接口進行深層次的系統二次開發，以便于開發出適合用戶需求的系統調度程序和單機運行程序，極大程度上方便了課題研究工作。

▲模塊化

系統中的加工執行單元、立體倉儲、物流運輸、機器人上下料、自動檢測設備等具有“聯機/單機”兩種操作模式，所有的單元設備均可進行單項教學和部分系統聯機教學，有利于學生參與和實踐教學。

▲工業化

系統雖為教學系統，但所有單元設備乃至整個系統都采用了標準工業級的裝備和技術集成，真實貼近工業化生產。

▲多層網絡結構

系統具有多層網絡結構（管理層<應用層級>、監控層及和設備層級）構成，體現現代柔性制造系統中的物流及生產信息流的交匯關聯、數字化設計與生產的緊密關聯。

(三) 柔性制造生產線,智能制造生產線,工業4.0柔性制造系統建設內容

柔性制造生產線,智能制造生產線,工業4.0柔性制造系統是一個由數控機床、自動烘干/稱重/檢測工作站、移動式工業機器人、機器人夾具庫、AGV運載、智能倉儲等機構和數字化信息控制系統有機結合而組成的柔性智能制造系統；將加工制造、物料流、信息流三個系統深度融合與高度集成，在加工自動化的基礎上實現物料流和信息流的自動化、數字化與智能化，是典型的信息技術與制造技術的深度融合。該系統可承擔數據采集與分析、生產任務一鍵式下發、生產信息化實時顯示（數字化生產看板系統）、設備狀態實時監控、生產任務詳細進度、可有效實現制造層與計劃層的信息交互等任務。同時在工業軟件和智能機器設備下，實現了軟硬結合、相得益彰,本質是人機一體化。

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本文關鍵詞：智能制造,工業4.0

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