1. 智能化生产
这家模具制造公司成立于2007年，是一家融合精密模具研发、生产、销售以及五金加工的高新技术公司，拥有超过500名员工，其中技术人员比例高达75%以上，企业生产模式以小批量、多品种、订单式生产为主要特色，目前正处于快速发展期，由于模具订单数量庞大，企业发展受到设备能力和管理水平的限制，具体体现在以下几个方面：
公司生产潜力不够，难以满足接下来几年生产规模扩大的要求，员工过多，直接参与生产的劳动力比例过高，公司运营成本很高，生产线上的自动化和智能化程度不高，造成产品品质不高，必须改进产品质量，增强在国际市场上的竞争力。
设备运用程度不高，资源配置存在浪费。公司资源运用状况不佳，生产任务分配不均衡，难以达成年度生产指标，必须借助大量外部协作来满足生产要求。
该企业所用设备类型繁多，涉及海量数据，缺乏有效管理措施。公司生产过程中运用着数十种不同设备，每种设备均需处理大量信息，并且要实时追踪其运行状况，然而公司并未建立功能完善的管理平台，也没有相应的管理方法。
针对这些情况，项目团队深入探究并实践了工业云平台的开放接口技术、云采购等核心支撑技术，搭建了基于工业云平台的智能工厂，形成了可推广的汽车冲压模具行业单件定制化，订单主导的精益柔性生产新方法。先展开智能生产线构思，构思要体现弹性，能适应模具制造多种类状况；调整设备摆放，在符合建设条件的同时，还要考虑当前生产格局，防止新旧设备无法配合；调整资源分配，物料，工件运输，周转空间路径规划力求资源运用最优化；重新组织流程，改善既有生产环节，重新组织生产环节。
接下来开展生产计划制定与模拟改进工作，借助模拟系统对生产线配置，操作顺序，物料运输路径进行模拟测试核实，根据测试结果有重点地调整方案，增强设计水平及方案的科学性，从而提升公司实施智能化升级后的综合效益。生产线模拟包含以下技术步骤：
识别出生产流程中的薄弱点，改善生产线的均衡程度，增强生产线的设计合理性。
计划核实：核实生产计划的妥当性，为排产计划优化提供指引，
算法的检测，是为了确认AGV调度系统、物流调度系统等系统内算法的精准度，目的是发现算法中存在的不足之处。
设备模拟检测：在生产线实际采购调试之前，开展诸如机械臂工作区域冲突检测，自动导引车行驶路径碰撞确认等模拟检测工作；
生产线运作状况清晰呈现：通过图表形式列出输出产线制造各个环节的数据信息，能够对建成后的生产线运作情形形成事先判断。
仿真部分结果如图1所示。
图1 某模具车间产线仿真结果
接着部署云端系统，用以获取INDICS平台下达的指令，据此创建销售单据，为有限资源规划提供依据，协调生产能力，达成线上线下一体化运营，强化生产安排能力，并连接客户与供应方，促成信息在各方间流转，形成企业协作网络。立足于整个产业环节，创建了依托工业云平台，促成全部企业参与全价值链整合与协同运作的新型模式，云制造运作系统参见图2。
图2 天倬模具云制造运营系统
将生产设备信息、生产线作业信息、工作情况信息以及品质信息即时传送到云端，借助数据挖掘手段，达成对制造企业生产环节的洞察，达成数据主导的生产线设备运作清晰化、高效率管控，设备运作情形如图3所示。
图3 天倬模具设备智能监控界面
智能化的制造过程融合了自动化柔性生产线以及云端资源规划与执行功能,构成一个以制造执行系统为枢纽的工厂管理网络,该网络向上连接企业信息模型和云数据系统,向下延伸至数控机床、自动导引运输车和机械臂控制系统,从而构建起一个高度集成化的智能生产环境。系统整合了公司资源供给链与生产单元的各个流程环节，构建了企业同生产单元间紧密相连的网络体系，并设计了信息模型，确保信息即时传送，达成产品按需组合的灵活制造，让公司内部各层级系统融合及设备互通、资料收集、工艺监控等可视化生产合作模式成为可能，显著提升了公司的数字化与智能水平。
2. 网络化协同
这家领先的高科技电子零件公司研发制造的电气接插件专注于尖端市场，其产品具备先进技术水平、种类丰富多样、耐磨损及抗干扰能力强等优势，制造方式以多样化、少数量、个性化为主该集团采用母公司下设事业部的管理结构，在贵州、上海、江苏等区域设有科研机构或制造工厂公司运营过程中存在若干难题
设计合作层面，不同业务单元之间的远程联合构思缺乏相应的管理措施，企业目前缺少一个整体性的平台结构来辅助设计工艺流程，在与客户及供应方交流时主要借助纸质的产品目录或电子邮箱，合作方式陈旧，因此联合研发所需时间过长，成效不高。
生产配合存在不足。计划安排缺少可靠方法，物料分配不科学，制造过程难以掌控，资源运用不充分，产品按期交货表现不佳。国际客户群体庞大，外包供应网络错综复杂，合作效能不高，管理开销大，缺少有效途径整合产业链上下游企业。
在合作管理层面，公司内部众多平台与实地运作信息各自为政，制造环节的信息化水平有待提升，设备运用、品质监控、制造活动及整体管理等领域积累的庞大信息，未能得到充分解读，难以辅助公司制定业务策略。
针对这些挑战，项目集体依托航天云网INDICS平台推行云端制造方案，攻克了工业云体系、工业云根基支撑与运用中的若干核心通用技术，诸如工业海量数据核心引擎技术，虚拟仿真制造技术，以及依托互联网集体智慧的同享设计技术等，构筑了基于云端体系的智慧化工厂，开创了数据主导的企业数字化整合，连通了公司“生产安排、物料清单及工艺流程、公司信息”三条业务脉络，塑造了数据主导的企业智能制造新范式。架构如图4所示。
图4 基于云平台的智能工厂架构
开发CPDM云端工艺设计合作平台，作为与各业务单元、合作方、供应方的工艺设计合作渠道。该平台能够支持公司依据三维模型或图纸资料开展跨部门合作设计的新产品开发模式，促成公司与供应方、合作方超越不同系统及软件限制，实现三维模型或图纸资料的网络化合作开发新格局，有助于提升研发效能、优化产品质量，并压缩产品开发时间。
开发CRP云端资源合作平台，独创订单引导的满足个性化需求的生产方式，依靠云端处理的多用户订单，推动生产管理系统、生产线自动化设备高效运作新局面，给予资源合作、外包采购合作等附加功能，达成不同业务单元间库存数据、生产设备状况、生产辅助器具状况等资源共享，协助不同业务单元的资源规划合作。接下来发布生产安排，让这个安排推动公司的制造执行系统，达成订单导向，在有限的制造能力、公司资源（比如制造能力、仓库存储、人力资源等）的前提下，完成车间层面的生产调度优化，达成数据主导的网络化智能型混线作业，有助于合理分配公司的仓库存储、制造能力等资源，增加生产效能，提升计划实现程度。
构建CMOM制造运营管理系统，借助工业物联网网关SmartIOT，完成产线数据和生产信息的即时获取，并实施数据分析工作。通过处理、探索、研究数据，开展品质改进措施和远程设备管理方案，落实核心设备的定期保养计划；收集线下不同系统和部门的销售、财务等管理信息，达成数据实时刷新效果，系统内含关联规则运算方法，达成多角度、跨范围的精确管理评估，构建数据主导、支撑企业智能运作的新模式。
依托航天云网平台和云服务功能，构建以数据为核心驱动的业务流程，该流程能够关联各个业务单元、客户群体以及供应方，实现从需求指令到研发规划、资源调配、生产排程以及售后支持的全链条信息整合，从而有效提升与客户及供应伙伴的合作水平，增强供应链的整体表现，同时减少企业运作过程中的开销。运用产品整个发展过程和价值网络多样化整合方案，结合射频识别与物联网方案，融合自动化机械手、图像分析装置等操作单元和感应设备，构建了互联化智慧化制造线，达成灵活化智能制造，塑造了制造与支持服务相融合、虚拟与现实相联合的全新模式。
3. 个性化定制
红领集团在1995年建立，主要制造西装这类服装。这家公司起初和国内许多同行一样，承接外贸加工业务，属于典型的传统代工企业。
制衣行业长久以来被束缚在产业链的最底层，利润分配极不均衡，制造环节仅贡献总收益的百分之十，同时深受供应链上下游的掣肘，自身发展极为受限。劳动力开销持续攀升，加上商场租赁、店铺管理等流通成本日益增加，代工模式的利润日益微薄，公司的发展空间不断受到压缩。网络与电子交易日渐兴盛，客户对服饰品期待持续攀升，定制化、独特性要求更加突出，旧式服装制作流程已难以适应产品快速更新换代以及顾客个性化需要。
服装行业迫切需要借助网络技术和自动化生产实现转型，既能维持原有模式下的批量制造能力与运作效率，也能应对数字时代消费者对定制化产品的要求。
红领集团自2003年起着手谋划从成衣制造向个性定制服务过渡的革新。借助工业云的营销供应链管控方案、工业大数据等核心技术，打造出以客户需求为核心导向的新式制造流程，有效应对了市场的多元需求；借助网络理念及信息化工具，成功研发出个性化西装制造的灵活生产体系。借助海量信息，打造融合人类与机器的专属制造体系，用以达成计算机辅助下定制服装的迅速高效产出，构建了C2M（顾客对制造商）的经营模式，以客户个性化要求，推动数字智能制造开展工业化制造。
打造专属产品首先要统一资料格式，红领集团通过建立数据模型，将过往顾客的定制信息进行剖析，涵盖领子样式、袖口形态、纽扣类型、口袋布局、布料部件等，然后自由组合搭配，最终构成一个涵盖丰富设计款式的资料库。智能量体仪能够精确获取人体体型信息，这些信息被传输到数据定制平台，平台据此构建三维人体模型，并将该模型与现成的二维裁片数据进行比对，进而推算出所需面料的用量、裁剪方案、制作流程等细节，最终将顾客的定制要求转化为具体的尺码参数、规格标准、衣片样式、排料图纸以及工艺操作指南、材料清单等规范化数据。数据库能够实时调整内容，依据版型资料的变化持续改进并生成多种新方案，此外还要分析腰围同立裆、肩宽同前后片等数据的相互关系，以此满足拥有驼背、腹部突出、肩膀倾斜、臀部下垂等特殊体态顾客的个性化要求。
大规模个性化定制要克服传统个性化定制中周期过长、产能不足、成本偏高的难题，需要采用流水线生产模式，把个性化需求融入标准化的流水线流程中。红领集团运用工艺拆解的方法，将传统工艺中单人承担的操作，依据工艺规范细化为多个步骤，并整合进生产流程里，每个工人都只负责其中一个步骤，每个步骤所需时长即为标准工时，某一工艺的标准工时就是该工艺所有步骤标准工时的累计，如此通过一个个标准作业单元组成了整个服装产品的制作流程，这些作业单元所需的工时、工作内容、物料、工艺条件等信息都是规范化的，能够依照既定工艺规则预先配对妥当，从而让每个作业单元都能开展流水线作业，显著推动了生产效能和制造能力的显著增强。
智能化升级之后，红领集团形成了公司内外部营销管理整合的新模式，增强了供应链中营销配合的水平与速度；多样化定制、远程定制的全新应用，也推动了企业产销之间的动态协调，把“产销统一”落到了实处。红领集团现在每天可以完成3000件定制衣物的制作，客户订单的完成时间从三个月压缩到七天，尽管全球经济不景气，红领的年产值已经连续五年实现了超过100%的增长，利润水平超过了25%，具体情况请参见图5。
图5 红领生产周期缩短至7天
4. 服务化延伸
工程机械制造领域，过去的研发工作主要基于工作人员的直接考察，或是公司内部信息渠道的市场反响来优化和规划产品方案，销售层面的规划或者管理层面的选择，也多采用个人经验判断，容易导致信息偏差，公司制定的设计方案和管理策略，常常无法适应实际的客户需求。当前阶段用户迫切希望清晰掌握产品运作过程、实际运作情形、作业效能，同时要求获得设备维护保养、运营前景预判的智能支持。这些方面构成了厂商提供优质服务的核心较量。
三一重工于2008年着手开展工业互联网计划，到了2016年又成立了树根互联技术有限公司，着手构建工业互联网平台根云，并启动了自主运营模式。公司给所有出厂的设备都装配了智能终端，并且为售后车辆及工程师配备了智能终端或手机，借助后台管理系统，能够清晰掌握服务资源的位置分布以及工作负荷情况。借助智能安排，一旦发现用户机器出现毛病，企业能够迅速派遣技术员，同时送来所需零件，这样既能改善服务水准，也能降低用户设备停运带来的损失，并且可以显著降低服务开销，同时也更加节省能源和减少污染。三一集团借助工业互联网平台，达成人与机器、设备与场景的全面对接，整合了机器与服务资源，彻底革新了既有服务形态，将滞后响应转为预先干预，完成了从产品供应者到服务提供者的角色转换。
借助工业云的网络传输手段、工业大数据处理等辅助技术，三一公司独立研发了大型数据存储处理系统，运用大数据处理，持续改进智能制造单元物料流动的情形，在维持服务品质水准不变的情况中，物料储备量削减了将近一半，对物料需求估计的精准度提高了四分之一。经过数据建模分析，设计师了解到起重机第五节臂承受的负荷最为突出，因此对这一节臂进行了加强改造，改进了产品构造，显著增强了为顾客提供服务的水平，达成了售后支持全面覆盖网络，并确保保障资源研发流程中用户能够深度介入的新模式。
借助工业云平台的智能检测、设备维护等运维支持技术，三一集团构建了自动化服务系统，主要服务四个用户群体：操作员、设备所有者、分销商和科研人员，可以提供包含设备监控、售后援助、市场调研、数据统计和海量信息处理等五大类别共计100多个具体功能，达成了装备整个使用阶段信息记录和用户操作活动全程网络监控的新模式。
三一集团研制的易维讯智能服务软件（图6），能够对设备进行智能化管控，用户借助该软件，可以无成本地刊发租赁资讯与需求资讯，便捷地寻获所需的操作人员或适配的工作岗位。为机主、操作人员、客户构建一个高效沟通的桥梁，达成信息互通，促进不同角色间的互动；整合设备、用户、厂商等资源，打造以用户为核心理念，融合人机物一体的智能化、服务型、协作型、定制化、灵活化和社会化的工业云服务体系；三一重工对国内众多设备运行状态的统计信息，甚至成为我国整体经济走势分析的重要参考。
图6 三一重工推出的易维讯智能服务APP
引自：《工业云研究与实践》（作者：李伯虎，柴旭东）
