作者：辛国斌,田世宏
出版社：电子工业出版社
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智能制造标准案例集试读：
前言
标准化建设是推进智能制造的先机和制高点，是产业发展和企业竞争的关键所在。与工业强国相比，我国智能制造领域标准建设还比较滞后，标准缺失、交叉重复、行业发展不平衡等问题还比较突出，严重制约了智能制造推进的速度和质量，引起了国家相关部门的高度重视。为充分发挥标准在推进智能制造发展中的基础性和引导性作用，根据《中国制造2025》的战略部署，工业和信息化部、国家标准化管理委员会于2015 年12 月联合制定并发布了《国家智能制造标准体系建设指南（2015 年版）》（以下简称“《建设指南》”）。《建设指南》以聚焦制造业优势领域、兼顾传统产业转型升级为出发点，明确了建设智能制造标准体系的总体要求、建设思路、建设内容和组织实施方式，从生命周期、系统层级、智能功能 3 个维度建立了智能制造标准体系参考模型，并由此提出了“5+5+10”的智能制造标准体系框架，涵盖“基础”、“安全”等五类基础共性标准，“智能装备”、“智能工厂”、“智能服务”、“工业软件和大数据”、“工业互联网”五类关键技术标准，以及包括《中国制造2025》中十大应用领域在内的行业应用标准。《建设指南》是工业和信息化部智能制造综合标准化工作的一项阶段性成果。它的作用主要体现在以下几个方面：
一、《建设指南》是智能制造国家标准和行业标准的立项依据。《建设指南》是指导未来一定时期内智能制造国家标准和行业标准立项及制定、修订工作的依据，同时也是对智能制造标准进行科学管理的基本依据。智能制造标准化工作涉及多个行业、多个技术领域，研究对象是由系统组成的系统。依据《建设指南》的相关要求，充分结合我国制造业和新一代信息技术产业的总体发展布局，适时立项符合我国国情的智能制造标准，为产业发展提供支撑。
二、《建设指南》着重解决制造环节互联互通和数据集成问题，构建跨行业、跨领域的智能制造标准体系。《建设指南》提出的并不是一个大而全的标准体系，也不能覆盖和替代制造业现有的标准体系。智能制造标准体系是一个有所为有所不为的标准体系。《建设指南》全面纳入与智能制造密切相关的基础通用、关键技术及重点行业应用标准，并对已制定、制定中的标准进行了全面梳理，力争展现智能制造标准的全貌；按照“共性先立、急用先行”原则，主要面向跨领域、跨行业的系统集成类标准，通过统筹标准资源、优化标准结构，重点解决当前推进智能制造工作中遇到的数据集成、互联互通等基础瓶颈问题。
三、坚持立足国情、开放合作理念建设智能制造标准体系。《建设指南》依据我国智能制造标准基础差，行业发展不平衡等特点，充分考虑标准的适用性，加强具有自主知识产权的标准制定与产业化；《建设指南》的部分内容充分借鉴了德国工业 4.0 和美国工业互联网的相关标准化内容，并与先进制造国家和国际标准化组织进行交流沟通，下一步将适时推动我国自主知识产权标准上升为国际标准，同时，将适合我国制造业发展需求的国际标准适时转化为国家标准，努力建设一个兼容性好、开放性强的标准体系。
四、与时俱进，建立智能制造标准体系动态完善机制。《建设指南》是基于当前智能制造的技术特点以及对智能制造的认识进行编制的，但智能制造是一个动态发展的庞大系统，产业界对智能制造的认识将是一个不断深入的过程。随着智能制造技术、产业的发展，新模式新业态的不断涌现，智能制造标准体系将进行动态调整和完善，计划每2至3年对《建设指南》进行修订。争取到2017年，初步建立智能制造标准体系，探索制定重点行业智能制造标准，并率先在《中国制造2025》十大重点领域取得突破。到2020年，建立起较为完善的智能制造标准体系，基本实现基础共性标准和关键技术标准全覆盖，并在制造业全领域推广应用。
为推动我国智能制造的发展，梳理智能制造的典型模式，归纳整理智能制造的标准化需求，深度调研我国各领域、各行业智能制造的发展现状，并进一步推动我国的智能制造国际标准化进程，特此征集和编写了本《智能制造标准案例集》中的相关内容，配合《国家智能制造标准体系建设指南（2015年版）解读》使用。
案例的收集和整理对于梳理智能制造相关的核心技术、生产过程、产业现状、标准化需求等有着非常重要的作用。在ISO、IEC等国际标准化组织中，来自不同国家和地区、不同行业的专家基于相似的案例模版，对优势技术、商业模式、管理经验等进行甄别和提炼，形成标准案例作为标准预研的基础和依据。比如，ISO/IEC JTC1 WG10物联网工作组中，各国专家基于IEC 62559应用案例系列标准，对物联网领域的应用场景、系统设置、信息流向等进行了分析。在美国工业互联网中，不同企业的专家依托测试床和应用案例工作组，形成了智能电网、智慧医疗、智能制造等测试床和应用案例。另外，基于2015年工信部46个试点示范专项项目，我国也整理和出版了相应的案例集。
与之前的试点示范案例集不同的是，本书中的案例从《国家智能制造标准体系建设指南（2015年版）》出发，明确了每个案例在智能制造系统架构中的位置，并通过梳理案例的实施步骤，对智能制造在智能工厂建设、信息安全、互联互通、智能服务等领域的标准化需求进行了分析。本书的案例是海尔集团、青岛红领集团有限公司、北京东土科技股份有限公司、中国航空综合技术研究所、昌河飞机工业（集团）有限责任公司、研祥智能科技股份有限公司、天津大学、上海明匠智能系统有限公司、深圳创维-RGB电子有限公司、睿芯联科（北京）电子科技有限公司、北京匡恩网络科技有限责任公司、上海电器科学研究所（集团）有限公司、中国科学院沈阳自动化研究所、重庆机床（集团）有限责任公司等10多家企业、研究院所和高校的实践集锦，全面展示了不同行业的企业开展智能制造探索与实践的具体做法和取得的成效，以及来自技术研发、生产制造、企业经营与管理第一线的标准化现状和需求整理。
我国智能制造领域的发展已经越来越受到国内外的广泛关注。此案例集中所示仅为中国智能制造的一个缩影。推进智能制造发展，是制造业发展的重大趋势，是促进工业向中高端迈进、建设制造强国的重要举措，也是新常态下打造新的国际竞争优势的必然选择。今后我们将针对智能制造的各个领域，继续开展案例征集工作，持续助力我国的智能制造发展。2016年5月案例1海尔互联工厂创新与实践1.1 案例在智能制造系统架构中所处的位置
海尔互联工厂是整个企业全系统全流程的颠覆创新，它涵盖智能制造系统架构所有内容。生命周期维度，互联工厂体系覆盖设计、生产、物流、销售、服务等全周期，为用户提供全流程最佳服务体验。系统层级维度，互联工厂构建从设备层、控制层、车间层、企业层和协同层五层架构，实现了人、机、物等互联，信息实时共享。智能功能层面，互联工厂通过五大系统集成，构建了数字化互联互通的云平台，实现了全流程的信息融合，形成了大规模定制、智能产品远程诊断、智慧生活场景商务等新兴业态。1.2 智能制造案例基本情况
1.互联工厂范围
海尔互联工厂涵盖了市场、研发、采购、制造、物流、服务等全流程、全产业链，由“1+7”平台构成；海尔互联工厂实践与国家智能制造示范项目要素条件完全匹配，覆盖离散制造、智能产品、智能制造新业态新模式、智能化管理、智能服务5个领域。
2.互联工厂目标
互联工厂目标从产销分离到产销合一，满足用户无缝化、透明化、可视化的最佳体验。（1）用户层面：大规模提供定制化的解决方案，真正实现用户和企业的零距离；全球用户能够在任何地方任何时间，通过移动终端随时定制产品及智慧生活场景需求，互联工厂可以随时满足用户的需求。通过大规模定制应对互联网时代的挑战，解决互联网时代用户需求个性化、碎片化。（2）企业层面：打造互联工厂新模式，成为标杆企业，输出行业标准，颠覆现有家电行业的制造体系，实现行业引领；通过互联工厂实现企业互联网转型，应对互联网技术对传统业务的冲击，提升企业的竞争力和创新能力。并解决企业面临的人工成本上升、招工难用工难，以及行业内的低成本价格战等问题。（3）国家层面：为产业结构转型升级提供可借鉴的经验，带动整个产业的转型。1.3 智能制造系统架构介绍
基于互联工厂创新模式落地，通过互联网技术与制造技术融合，搭建互联工厂系统架构，支持互联工厂“1+7”并联平台落地，满足用户最佳体验。互联工厂系统架构共有三大层级，与智能制造系统架构三个维度是基本匹配的，如图1-1所示。
第一层是基础体系，对应智能制造系统架构中的系统层级。通过智能设备、大数据、物联网等先进技术的应用，构建出互联工厂的系统架构。实现数据采集、数据集成可视、数据分析和优化的全流程数据链集成和互联。
第二层是数字化平台，对应智能制造系统架构中的全生命周期。基于基础系统体系，通过搭建全流程数字化平台，构建全流程、全生命周期的大规模定制能力。传统企业的信息化平台，是孤立的搭建垂直系统，从企业内部视角，研究如何提高效率。互联工厂的数字化平台侧重从用户视角和用户体验出发，研究如何让用户、第三方资源更好地参与到大规模定制过程中。所以该层数字化平台的本质是资源可以和用户零距离交互的能力，以支撑商业模式层的重塑。图1-1 海尔互联工厂系统架构图
第三层是商业模式层，对应智能制造系统架构中的智能功能维度。基于以上两层构建的基础，可以颠覆传统的卖硬件、卖产品的商业模式，从用户体验角度出发来重新思考互联工厂的商业模式。核心是可以通过这种连接能力，构建生态规则，按用户的各种智慧生活场景搭建生态圈。通过用户互联、网器互联、全流程互联实现全流程信息的融合，构建“7+1”并联平台。7 大平台涵盖交互定制、研发、营销、采购、制造、物流、服务等全流程，全流程数据互联互通，与用户并联，快速响应用户需求。1为智慧生活平台，为用户提供智慧生活解决方案和服务，构建新的场景商务模式，从卖硬件到靠服务和平台实现商业模式的变革。1.4 智能制造关键绩效指标
海尔互联工厂总体经济效益明显，互联工厂整体效率大幅提升，产品开发周期缩短20%以上，交货周期由21天缩短到7～15天。在效益上，互联工厂运营成本降低20%，能源利用率提升5%。海尔实施以模块化策略满足用户个性化需求，通过以模块化为基础的智能制造体系构建，推动设计、采购、制造全流程竞争力的提升。例如，天樽空调由原来的265个零部件转变为12个模块，新品的上市时间减少一半；再如匀冷冰箱，原来开发新品需要354个零件，现在整合为23个模块，上市时间节约30%，成本降低18%，加工工时减少了40%。
作为中国最早布局智慧家庭的企业，海尔集团2015年网器销量同比增幅达54%。U+云平台已接入海尔全系列智能网器、微软小冰、苹果HomeKit平台等80多个智能产品种类，平台设备总量达到100余万台，设备上报数据1亿条/天。1.5 案例特点
互联工厂，它不是一个工厂的概念，而是一个生态系统，是整个企业全系统全流程都要进行颠覆，有如下两个核心要点：（1）互联网思维、模式要真正融入企业，从制造型向平台型企业转型，搭建共创共赢的生态圈。通过持续为用户提供最佳体验，黏住用户，用户圈越来越大，同时基于用户评价和选择的资源方订单也越来越多，基于用户评价的优胜劣汰，形成资源圈越来越大的良性循环。具体做法上，海尔是通过从硬件到网器到生态圈的转型，构建了基于用户智慧生活场景，提供最佳体验的7大生态圈，比如从烤箱到烤圈，生态圈足够大后，对应的盈利模式也发生变化，从买硬件到靠服务和平台实现商业模式的变革。（2）利用互联网技术与工业技术融合，将传统和用户割裂、标准化制造的工厂颠覆为和用户互联、支持大规模定制的互联工厂，满足用户个性化需求。互联工厂和传统工厂最大的区别有3点：第一是联用户，用户需求信息通过CPS实现虚拟设计，然后生产线的智能机器人可以实体制造；第二是联产品，产品卖出去之后不是结束，而是通过网器作为连接件，持续和用户对话，持续交互用户体验和迭代；第三是全流程并联，从设计到配送，包括攸关资源方，整个过程联起来，能以最快的速度满足用户。
海尔互联工厂与国内同行业案例相比，具备以下优势：（1）始终围绕用户最佳体验，让用户全流程参与企业，通过用户驱动企业转型升级。（2）互联工厂不但开放给用户，而且开放给创客。互联工厂是全流程覆盖、全系统创新，比同行业企业要领先很多。（3）海尔一直倡导主动创新的文化，通过推进人人创客，营造了全员主动创新的文化和氛围。
同时，互联工厂还在持续的探索过程中，还有很大发展空间。（1）互联工厂（智能制造）是一个生态系统，它的建设不仅仅是海尔一家就能建成的，需要全产业链共同提高，目前上下游供应商、设备商等发展不均衡，参差不齐，影响了整个产业的智能升级。（2）大数据的智能分析、智能决策等领域还有较大提升空间，大数据价值还未充分挖掘，需要重点攻关。1.6 智能制造实施步骤
海尔从纵、横两个维度具体实施互联工厂，也称为“两维战略”。
1.纵轴
纵轴即互联工厂的用户价值创新：颠覆传统的业务模式，建立（1+7）共创共赢新的生态系统。以用户为中心，通过互联工厂将业务模式由大规模制造颠覆为大规模定制，满足用户最佳体验。对外从提供产品硬件到提供智慧生活场景解决方案转型，构建U+智慧生活平台（1）；对内整合用户碎片化需求，构建全流程7大并联平台，实现大规模定制。将顾客变成参与交互的用户，再创增值交互的用户圈，持续满足用户最佳体验。
1）“1”是U+智慧生活平台
从硬件到网器到生态圈转型，构建多样场景商务模式，提供智慧生活一站式服务，实现生态圈利益方共创共赢。从单一产品引领到整体解决方案引领，冰箱不再是冰箱，而是一个食品解决方案；洗衣机不再是一台硬件，而是一个健康洗涤解决方案。每一个产品都要成为“网器”，每一个解决方案都要融合进一个统一平台。通过统一交互平台、智慧家庭互联平台、云服务平台和大数据分析平台，硬件资源、软件资源、内容服务资源和第三方大资源在这个平台上与用户零距离交互，为用户提供整体解决服务方案。
2）“7”大并联平台
涵盖从市场、研发，到采购、制造，再到物流、服务等全流程，通过全流程颠覆创新构建大规模定制能力。图1-2 U+智慧生活平台（1）交互定制（个性化定制）：搭建众创汇定制平台，从一次交易购买，到以用户为中心，攸关方、用户零距离交互，持续迭代用户体验，为用户创造生活场景的定制体验。颠覆原来先有产品再找用户的备库存、压货销售模式，实现先有用户再有产品，用户参与产品的设计、生产过程，用户订单来驱动生产制造。海尔定制模式路线图如图1-3所示。图1-3 海尔定制模式路线图（2）虚实营销（电子商务）：搭建微店、eHaier等电商平台，通过微店和用户线上线下精准交互，把顾客转变为用户，做用户碎片化需求整合，形成共创共赢用户圈。用户订单通过微店直达工厂，解决原来企业压货给客户，客户促销低价卖给用户的问题。（3）开放创新（协同研发）：搭建 HOPE 平台，从瀑布式研发到迭代式研发，快速进行创意转化，全球20万网络资源在开放的HOPE平台上和用户零距离交互，世界变成我的研发部。让用户从单纯的消费者变成设计者，并且平台上不同类别的用户自动聚集，形成不同的用户圈（如空气、食品、水……），各用户圈间并联，就可以将用户的需求送达全球280多万的专家和资源，平台创意数从600到13 000多指数级增长，每年成功转化的创意项目数也达到200多项。（4）模块采购：搭建海达源模块商资源平台，实现一流资源无障碍进入，与用户需求零距离交互，事前协同设计，从采购零件到交互模块化解决方案，快速提供个性需求解决方案。（5）智能工厂：由企业为中心的生产到用户信息直达工厂，用户驱动精准、高效，大规模柔性生产，快速响应，并通过透明工厂交互迭代，解决原来大规模流程线柔性不足、定制成本高的问题。海尔智能工厂平台如图1-4所示。图1-4 海尔智能工厂平台（6）智慧物流：搭建日日顺智慧物流平台，从送装一体到四网融合再到用户交互体验的移动服务平台，通过自创业的“车小微”，实现按约送装、无处不达的最佳服务。建立“送装同步→3小时极速达”高差异化末端配送网，已经实现全国覆盖到村入户、按约送达、送装同步的服务能力，服务产品及标准也由“24小时按约送达、送装同步”向“3小时极速达”不断升级。（7）智联服务：搭建智联服务平台，从用户报修被动维修服务到智能网器的主动服务，实现产品全周期、全流程服务的持续迭代。为用户提供全周期、全流程的服务：智能网器自诊断，主动服务，服务兵抢单，用户评价。解决原来售后存在的报修难、乱收费、回访烦等痛点。
2.横轴
横轴即互联工厂的企业价值创新：建立持续引领的智能制造技术出行体系，支撑互联工厂共创共赢生态圈平台搭建，具体分为4个层次。
1）模块化
模块化是个性化定制的基础，产品通过模块化设计，将零件变为模块，通过模块化的自由配置组合，满足用户多样化的需求。海尔从2008年开始探索模块化。例如，一台冰箱原来有300多个零部件，现在在统一的模块化平台上整合为23个模块（见图1-5），通过通用化、配置化来满足用户个性化需求。图1-5 支持用户参与设计和定制的模块化
2）自动化
这里主要是指互联自动化，通过用户个性化订单来驱动自动化、柔性化生产。互联自动化不是简单的机器换人，而是攸关方事先并联交互，实现用户驱动下的设备联动、柔性定制体验（见图1-6）。现在的模式较之原先，共有3点不同：（1）与设备供应商由单线买卖模式变为设备商集成各攸关方资源，提供整体解决方案并提供设备全生命周期服务。（2）设备由孤立自动化、机器换人模式变为用户需求驱动的互联自动化，同时驱动员工向知识型员工转型。（3）维修模式由事后维修、计划维修模式变为状态维修，同时基于大数据进行征兆预测维保模式的探索。
例如，FPA（斐雪派克）全自动内筒线，加工的内筒精度提高 10 倍，使内筒的转数由800 r/min提高到1600 r/min，从而给用户带来洗净率提高20%、噪声降低30%的产品，使企业获得更高的盈利能力。图1-6 海尔互联工厂与用户互联的智能自动化
3）数字化
通过以iMES为核心的五大系统集成，实现物联网、互联网和务联网三网融合，以及人机互联、机物互联、机机互联、人人互联，最终让整个工厂变成一个类似人脑一样的智能系统，自动响应用户个性化订单。具体来说，海尔数字化架构的核心就是智能制造执行iMES系统，系统上通过iMES驱动ERP、iWMS、PLM（包含CAD/CAPP/设计仿真、制造仿真）、SCADA（设备监视、控制）五大系统集成；业务上通过数字化互联，实现制造、研发、物流等全流程紧密的互联互通，如图1-7所示。通过智能制造执行系统和现场智能化硬件的连接，构建了一个高度灵活的个性化和数字化制造模式，实现从管理、研发、生产、物流的数字化管理，提升企业的智能化水平。例如，胶州空调互联工厂，基于以iMES为核心的五大系统集成互联，支持用户订单直达工厂，用户个性化订单驱动生产；通过人、机、物、单等互联互通、相互协作，快速响应用户需求，交付用户个性产品，并通过用户对体验的评价实现信息全流程的闭环。
4）智能化
智能化主要包括两方面：产品越来越智能，可以自动感知需求、用户习惯等，实现自控制、自学习、自优化；工厂也越来越智能，通过三类互联、大数据分析等，可实现不同的订单类型和数量，生产方式可以自动优化调整。例如，海尔天樽空调通过内置的智能WiFi 模块实现产品运行数据的实时在线采集。通过对大数据分析，对问题会自动预警，预警信息通过内置智能WiFi模块，使用用户家中的WiFi网络，将信息传送至海尔云平台。海尔云平台接到预警信息后，会自动给用户推送提醒短信，同时给服务兵触发服务信息，服务兵抢单后提供上门服务。工厂智能化方面，例如胶州空调互联工厂初步布置了12 000多个传感器，每天产生的制造大数据超过了4 000万条。通过对这些大数据的分析，对整个互联工厂的运行情况进行实时的监控、异常实时预警。图1-7 海尔互联工厂数字化系统架构1.7 智能制造标准化现状与需求
海尔标准承接集团网络化战略和人单合一双赢模式，构筑以用户为中心，聚焦智慧生活的开放的标准生态圈，成为行业规则制定者和引领者。
依托全球开放的创新体系，海尔构建了覆盖全球的、开放的标准资源网络。通过对接IEC、ISO和ITU三大国际标准组织和各级的区域性标准组织，从而掌握了很强的标准话语权，并取得了以下成效。
1.国际标准化组织
海尔是中国唯一进入 IEC/MSB（国际电工委员会市场战略局）的家电企业；承担IEC/SC59A（洗碗机分技术委员会）秘书处，是中国唯一承担国际标准技术委员会的家电企业；发起成立了IEC/SC59M/WG4（冰箱保鲜工作组）并担任召集人，主导制定冰箱保鲜国际标准，实现了中国冰箱行业在国际标准组织零的突破；承担 WPC/KWG（无线电力联盟厨房应用工作组）联合主席；海尔在全球有28个国际标准专家席位。
2.国内标准化组织
海尔是国家家用电器技术标准创新基地的依托单位，承担了家电标委会17个分委会中的智能家电、无线电能传输家电、家电可靠性、家电服务4个。
3.标准方面
海尔提出了90项国际标准制定/修订提案，被采纳36项；主导和参与了385项国家、行业标准。
海尔在国际家电标准舞台上从“跟舞”、“共舞”到“领舞”，走出一条以用户为中心的标准化特色之路；运用标准化进行占领全球家电产业制高点的使命，有利地支撑了海尔的战略发展。
具体在互联工厂标准探索过程中，涉及的相关标准如下：（1）IEC/TC100《家庭多媒体网关通用要求》。（2）20079555-T-469《家庭网络第1部分：系统体系结构及参考模型》。
同时，海尔在互联工厂探索实践过程中，逐步形成并输出企业内部智能制造业务和管理相关标准几百项，指导各产业工厂智能化升级。
海尔智能制造探索实践过程中，在自动化与系统互联方面、虚拟设计与物理实验互联方面，以及物流系统平台与外部订单接口方面急需统一的标准，具体内容如下：（1）自动化设备等智能终端与系统互联的统一标准缺乏。海尔在从企业资源到MES执行到底层物理世界的延伸，构建工厂的人、机、物等互联互通时，面临采用什么样的通信协议、数据类型等问题。各种自动化设备、智能仪器仪表的互联过程中就面临通信协议不标准化的难题。以胶州空调为例，在实现互联的 410 台设备中，数据采集的方式达到11种。这使海尔面临投入大及通信速率不能满足需求的隐患。（2）虚拟设计与物理实验互联的标准需尽快建立。海尔已经有涵盖产品性能、国家和行业标准认证的实验标准，在海尔推进虚拟设计的过程中，需要虚拟实验与物理实验互相验证优化。虚拟实验能否成为标准，产品数字化建设需要遵循哪些标准化手段，是家电行业下一步需要探讨的重大问题。（3）物流企业信息平台接入外部订单接口缺乏统一标准。随着海尔物流社会化业务的增加，面临着大量外部客户订单接入的问题，由于企业订单信息编码方式不同，需要针对每个客户开发不同的接口，订单接入耗费大量人力物流，希望制定统一的编码标准，增强系统接口的通用性。1.8 智能制造示范意义
互联工厂模式为家电业从大规模制造向大规模定制转型提供了借鉴和示范作用。具体如下：（1）用户层面：用户直接从工厂定制产品，取消中间环节。用户参与整个个性化定制的过程，全球任何地方的用户可以根据自己的个性化需求，自由选择产品的颜色、款式、结构和性能等，用户订单直接下达到工厂。用户通过手机 APP 对整个生产和配送流程进行实时精准追踪，甚至进行点评，或者查看其他用户的点评进行参考，做到透明化消费。（2）行业层面：提升行业创新能力，推动产业链升级。用户多样化、个性化、碎片化需求给传统的家电行业带来严峻的挑战，同时互联网、3D 打印等高科技技术给家电行业带来巨大冲击，低成本、价格战造成行业创新能力较弱等问题可通过互联工厂模式得以解决。互联工厂模式通过全球资源无障碍进入平台，吸引全球一流资源，引入更多具有竞争力的创新技术，持续创新、迭代，满足用户个性化、碎片化的需求，这种模式将推动家电行业向智能制造迈进，同时海尔的探索可为行业其他公司提供借鉴经验。
海尔建成了冰箱、空调、洗衣机、热水器四大产业行业引领的智能互联工厂。构建模块化、自动化与以iMES为核心的数字化系统融合的智能互联工厂模式，实现了全流程与用户互联互通，高品质、高效率、高柔性的快速交付；海尔智能互联工厂模式为家电业大规模制造向大规模定制转型提供了经验和示范；国内同行业企业纷纷效仿海尔推进智能制造战略，有力地拉动了家电制造业由大到强的升级。同时，海尔智能互联工厂大量采用数控设备及智能机器人，同步拉动了国内装备制造业向数字化、智能化转型。
海尔智能互联工厂的核心是数字化，数字化系统按照总体规划、分步推进，并充分考虑系统间的集成，通过信息化系统的无缝集成实现企业的数字化、智能化、可视化、定制化等先进模式的落地，具有很好的示范作用和可复制性。
过去流水线式的员工将转变为知识型员工或创客；以前大规模制造时代串联的供应商，将被整合形成并联，与终端消费者之间互联，同步做数字化、智能化升级，从而打通整个价值链，形成高效运转的消费生态圈，实现整个产业链的升级。1.9 下一步工作计划
海尔智能制造模式探索还只是刚开始，下一步还将继续以用户为中心，为更快满足用户个性化定制体验持续提升互联工厂竞争力。
互联工厂持续迭代升级：7大互联工厂样板，将按照“中国制造2025”战略及海尔互联工厂建设规划，2016—2017 年将陆续建成黄岛滚筒、胶州中央水机、天津波轮互联工厂3个智能互联工厂。老工厂根据订单规划，在投资上基于事先算赢原则，参照新工厂成熟模式进行硬件改善和软件升级，按照分工序分步迭代复制、整厂逐步迭代升级的策略进行数字化升级。
具体每个平台的下一步计划如下表1-1所列。表1-1 海尔互联工厂七大平台的下一步计划
总结：
1）对外，建成全球首个全开放、全兼容、全交互的U+智慧生活平台，由生产型制造向服务型制造转型
经过多年的推广应用，U+智慧生活平台整合软件资源、硬件资源、内容服务资源和第三方大资源，形成智慧空气、美食、健康、娱乐、用水、洗护、安全等七大生态圈，通过场景商务模式为用户提供全套智慧生活场景解决方案（比如从烤箱到烤圈），对应的商业模式和运营模式也发生变化，实现从卖硬件到提供网器解决方案再到搭建生态圈的转型。支持企业从一次性卖产品的收益到持续提供智慧生活场景解决方案的长期收益转型。
2）对内，海尔打造行业引领的互联工厂样板，实现由大规模制造向大规模定制转型，解决用户需求个性化与工业化生产的矛盾
海尔目前已经初步建立起互联工厂体系，打造了七个互联工厂的样板工厂，其中五个整机工厂：沈阳冰箱、郑州空调、佛山洗衣机、青岛热水器、胶州空调；两个模块化工厂：青岛模具和FPA电机工厂。2015年4月海尔集团首批通过国家两化融合管理体系的贯标。海尔互联工厂被确定为国家工信部2015年智能制造试点综合示范项目，是白色家电领域唯一。同时，海尔互联工厂项目首批入选2015年工信部智能制造标准专项项目。海尔互联工厂的领先性也得到了国内外权威机构的认可，海尔作为中国唯一企业参加“IEC全球研讨会”，发布互联工厂模式，并纳入IEC（国际电工委员会）《未来工厂白皮书》。
面对互联网时代用户需求个性化、碎片化的挑战。互联工厂基于数字化互联互通平台构建的联用户、联网器、联全流程的三类互联模式，实现全球用户能够随时、随地通过移动终端定制产品，并通过定制的全流程可视化满足用户最佳体验。
在互联工厂的探索之上，海尔又推出行业首个透明工厂，向全世界开放互联工厂；现在，透明工厂可以让全球用户实时看到海尔制造的实时场景，让全球用户都能够全流程参与到海尔产品的设计、生产环节中。海尔互联工厂实现了用户下单直达工厂，线上生产的每个产品都有用户，下线后直发用户，满足了用户全流程无缝化、可视化、透明化的最佳体验。
同时，将过去流水线式的员工转变为知识型员工或创客。海尔集团转型为开放的创业孵化平台，通过推进人人创客，为员工及社会上的创业者提供创业机会与平台，在海尔平台上目前正孵化着2000多个创客小微。
3）海尔的探索实践也不是一帆风顺的，是主动创新、大胆试错的过程
开始有的工厂项通过局部的逐步升级改造来做，发现行不通，不得不推倒重来，重新规划实施。很多企业在转型过程中存在一些误区：（1）认为简单的机器换人就是智能制造，这只能实现高效率。海尔互联工厂要的不仅仅是高效率，更要高精度，海尔现在正在做的，就是怎样把用户个性化需求在互联工厂实现。（2）不能简单地从理论中创新，要通过具体的实践去创新，否则很难落地。（3）只做局部的创新和改善，不是做全价值链的创新颠覆，效果不能持续，不能带动产业的升级与发展。
以上是海尔互联工厂探索实践中的一些做法和感悟，海尔将在“中国制造 2025”战略指引下，继续深入创新实践，持续迭代，争取为中国制造向中国创造转型升级做出更大的贡献。案例2服装个性化定制新模式2.1 案例在智能制造系统架构中所处的位置
青岛红领集团创建于1995年，曾经是一家传统的企业集团，其服装板块中的量体定制业务较为成功。从2003年开始，红领以欧美市场做试验基地，以信息化与工业化深度融合为基础，与互联网有效融合，形成了完整的物联网体系，打造了独特的核心价值。为了适应时代，红领将定制业务注册为“青岛酷特智能股份有限公司”，专注“互联网+个性化定制”的落地实践。
红领的定制体系的生命周期维度覆盖了设计、生产、物流、销售和服务的全过程；系统层级维度覆盖了设备、控制、车间、企业与协同；智能功能维度覆盖了资源要素、系统集成、互联互通、信息融合与新兴业态。2.2 智能制造案例基本情况
本案例通过大数据、物联网等技术，形成从需求数据采集、将需求转变成生产数据、智能研发和设计、计划排产、自动排版、数据驱动的价值链协同、生产执行、质保体系、物流配送、客服体系及完全数字化客服运营体系。消费者通过在线定制平台直接给工厂下单，工厂用工业化的手段、效率和成本进行个性化定制产品的大规模制造。人与人之间、人与工厂之间、工厂与工厂之间及服务与服务之间互联，形成横向、纵向和“端到端”的高度集成。横向集成使企业之间通过价值链以及信息网络实现资源整合；纵向集成打通内部信息孤岛，实现企业内部所有环节无缝连接；价值链上企业资源的整合，实现产品全生命周期的管理和服务。2.3 智能制造系统架构介绍
运用大数据、云计算、物联网、互联网等技术，将系统连接在一起以提供各种IT服务，将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和各种软件服务，能够支持用户在任意位置、使用各种终端获取应用服务。同时，通过采用最新的通信技术与计算机技术，将分散的、独立的计算机、平板、手机等各种应用终端相互连接，形成了基于全球业务的网络系统。红领的创新实践整合模型见图2-1。图2-1 数据驱动价值链资源整合模型
基于MES（Manufacturing Execution System，生产过程执行系统）、WMS（Warehouse Management System，仓库管理系统）、APS（Advanced Planning and Scheduling，高级计划排程系统）等的实施，通过信息（数据）的读取与交互及与自动化设备的相结合，实现了制造自动化、流程智能化。其中，通过AGV（Automated Guided Vehicle，自动导引运输车）、智能分拣配对、智能吊挂、智能分拣送料等系统的导入，解决了整个制造流程的智能循环；通过智能摘挂上挂、线号识别、智能取料、智能对格裁剪等系统的导入实现了整个制造流程的智动化。物联网架构见图2-2。图2-2 物联网架构图
本部云端大数据中心，接收来自全球的个性化订单，并进行统一的智能研发及订单数据处理，根据异地制造资源的适应情况，进行订单的智能匹配，同时发送处理好的订单及产品数据至异地工厂。工厂利用本部的MES、WMS、APS及制造资源进行协同生产，满足全球用户的需求。多工厂复制应用的技术模型见图2-3。图2-3 多工厂复制应用的技术模型2.4 智能制造关键绩效指标
传统模式下，服装企业存在“高库存、高成本、同质化”等各种问题，导致市场恶性竞争，经营举步维艰，企业平均利润低于 5%，出口服装企业更是低于 2%。据估计，目前服装市场库存有4000亿的规模，足够卖3年。要摆脱困境，单纯依靠提供更高质量的标准化产品已经满足不了不断升级的消费需求，关键是要转变生产方式，突破工业化与个性化的内在逻辑冲突，创造性地实现个性化产品的大规模生产。2014 年上半年，服装行业上市公司整体营收增速为-2.6%，净利润增速为-3.6%，利润率6%以下。红领通过模式创新，实现定制业务收入和利润同比增长150%，大规模定制生产的成本比同质化产品批量生产的成本要高出10%，但利润可以实现数倍的增长。红领智能模式和传统模式的关键指标对比见图2-4。图2-4 红领智能模式和传统模式关键指标对比2.5 案例特点
1.用工业化的手段和效率进行个性化西服正装的大批量制造
大规模定制要求企业能够以标准化生产的时间和成本，迅速满足客户个性化需求。红领把互联网、物联网等信息技术融入到大批量生产中，由客户需求驱动，实现流水线上不同数据、规格、元素的灵活搭配、自由组合，从而在一条流水线上制造出灵活多变的个性化产品。
红领以定制订单信息流为线索，以射频芯片为载体，将订单全生命周期实现过程中的资源信息如人、机、物、料等通过RFID（Radio Frequency Identification，射频识别技术）自动采集，通过各节点相应的应用软件和网络有机地整合到统一的物联网综合数字化平台中。工厂的订单信息全程由数据驱动，无须人工转换与纸质传递。每位员工都从互联网云端获取数据，按客户要求操作，确保来自全球订单的数据零时差、零失误率准确传递，实现客户个性化需求与规模化生产制造的无缝对接。
2.数据驱动的智能工厂
红领运用信息技术，打造了消费直接面对制造商的产品定制平台——C2M 平台（Customer to Manufactory，消费者驱动工厂有效供给），实现跨境电子商务的无缝对接。此跨境电子商务定制直销平台，从产品定制、交易、支付、设计、制作工艺、生产流程、后处理到物流配送、售后服务，实现全过程数据化驱动跟踪和网络化运作。消费者通过电脑、手机等信息终端登录平台，在线自主设计产品的款式、工艺、面辅料搭配，实时下单，不受国界、语言限制，享受良好的互动服务体验。
运用云计算技术，实现了定制产品的规模生产。红领自主研发了版型数据库、工艺数据库，能满足超过百万万亿种设计组合，覆盖消费者个性化设计需求。客户个性化定制需求通过C2M平台提交，消费者体型数据的输入，驱动系统内近10000个数据的同步变化，运用CAD（Computer Aided Design电脑辅助设计系统）、CAPP（Computer Aided Process Planning，电脑辅助工艺编制系统），最大程度缩短版型制作和个性化工艺设计的时间，满足大规模个性化定制要求。过去由制版师人工打版，每天最多只能打 1 至 2 版，按每天1400 套产量计算，至少需要 700 个版师，每年付出上亿元人工成本，而大数据系统匹配客户需求的版型仅需5分钟，对特殊体型都能满足，并通过运用智能自动排版系统，实现排版最优化。
建立协同创新的两化深度融合智能制造体系，实现数字化工厂柔性生产。生产单元接收C2M平台生成的订单，在生产节点进行工艺分解和任务分解，以指令推送的方式将分解任务推向各工位。CAD、CAPP系统根据体型数据进行自动运算，生成数字化版型传输到CAM （computer Aided Manufacturing，电脑辅助裁剪设备），顾客工艺信息同时传输到生产单元系统接收站。生产过程环节，每一件定制产品都有其专属芯片，该芯片伴随产品生产的全流程。每一个工位都有专用终端设备下载和读取芯片上的订单信息，利用信息手段数字化快速、准确解读个性化定制工艺。生产过程以基于物联网技术的数据传感器，持续不断地收集任务完成状况，反馈至中央决策系统及电子商务系统，实现多个生产单元的互联互通。
3.消费者个性化需求驱动工厂生产的商业生态
红领形成了一种完全以客户为中心的生产和服务系统。顾客对个性化定制产品的需求，直接通过C2M平台提交，平台上的制造工厂接收订单，直接开展定制产品的生产，减少中间环节产生的费用。在这种模式下，制造企业通过拥抱互联网成为直接响应顾客定制需求的主体，区别于传统B2C以中间商为主体的电子商务模式。
对于顾客而言，消费需求通过互联网平台和生产供给瞬时、直接连接。顾客和工厂在一个平台上，形成了一种崭新的市场体系，无须再通过传统的层层代理来联结，顾客的需求偏好能够主动、瞬时传递给工厂，成为市场生态中的命运共同体。
对于制造工厂而言，通过物联网、互联网等技术，通过价值链上不同企业资源的整合，实现从产品设计、生产制造、物流配送、使用维护等产品全生命周期的管理和服务。工业企业在这个过程中将焕发生机。2.6 智能制造实施步骤
2.6.1 解决传统服装企业的痛点
传统服装企业的第一个痛点就是库存高。很多服装品牌一直在纠结如何最快的消化库存。传统服装企业每推出一款产品至少要满足面料厂家的批量生产需求和大量店面的铺货需求，造成了大量的库存。
第二个痛点是周期长。供应链的总时间很长，每研发出一款产品，面料厂家需要几个月的时间，成衣厂家也需要几个月的时间，容易错过最好的销售时间。
第三个痛点是产品同质化。传统的研发是设计师结合品牌的定位与往年的销售数据，并结合明年的流行趋势进行设计。针对大众人群进行产品研发，这就造成了产品的同质化，每个消费者的个性化需求无法得到满足，每个消费者都有可能穿上和别人完全一样的产品。
第四个痛点是工业企业利润低。在传统的商业领域，工业一直被人为地与商业割裂，工业企业仅仅是一个制造的概念，在微笑曲线的底部，利润微薄。
2.6.2 构筑核心竞争力，开创全新商业模式
以源点论思想为指导，专注研究与实践“互联网+工业”，构筑全新的核心竞争力，打造C2M商业生态。红领的研究与实践成果对帮助传统工业企业解决经营中的痛点与转型中的难点具有非常重要的意义，而其开创的全新商业模式已是国内外同行业中的首创，也是智能制造的核心理念与技术在全价值链中的运用典范。
1.构筑核心竞争力一：数据驱动的智能工厂的建设
智能工厂主要由ERP系统（Enterprise Resource Planning，企业资源管理计划）、SCM系统（Supply chain management，供应链管理）、APS系统、MES系统、WMS系统及智能设备系统组成，实现了订单信息全程由数据驱动，在信息化处理过程中没有人员参与，无须人工转换与纸质传递，数据完全打通、实时共享传输。所有员工在各自的岗位上接受指令，依照指令进行定制生产，员工真正实现了“在线”工作而非“在岗”工作。
每位员工都是从互联网云端获取数据，按客户要求操作，确保了来自全球订单的数据零时差、零失误率的准确传递，用互联网技术实现客户个性化需求与规模化生产制造的无缝对接，生产过程类似一个3D打印机的逻辑过程。智能工厂和传统工厂的区别见图2-5。
1）APS系统
通过与智能版型匹配系统、ERP系统、WMS系统及MES系统的集成，实现了订单自动分派与实时滚动排程。系统通过面辅料、体型特征、客户信息、订单交期、工时平衡等众多规则的优化，实现工序流自平衡、订单自优化、交期自排定，提升了生产效率，缩短了制造周期。数字化工厂模型见图2-6。图2-5 智能制造单元的数字化工厂总体设计模型图2-6 智能制造单元的数字化工厂总体设计模型
2）MES系统
MES 系统作为车间信息管理技术的载体，在实现生产过程的自动化、智能化、网络化等方面发挥着巨大作用，是智能工厂提高制造能力和生产管理能力的重要手段。MES实现了工业流水线的数据驱动，每一个员工、每一台设备都通过MES的指令来“在线”工作，实现个性化定制产品全生命周期的单件流管理、制造全流程零占压、计划精细化自主管理、点对点的预警驱动，对应着源点目标系统自动协同，驱动资源给予满足，实现个性化定制产品价值链源点的最大价值管理，提高价值链条响应的时效性。MES 系统框架见图2-7。图2-7 制造执行系统整体架构图
3）WMS系统
WMS的管理范围为面辅料超市与成品仓库的管理。面辅料超市中的功能实现了面辅料的收货与质检、上架、下架、中转、发料、盘点、退货、补料的自动化，并通过RFID卡来全面管理物料状态、库区、货位、库位。
WMS在仓库的管理中实现了自动分拣、自动配对、自动包装及与快递系统无缝对接。
2.构筑核心竞争力二：个性化产品大数据平台的建设
1）C2M平台实现个性化产品远程定制
针对用户没有定制途径等问题，通过信息化手段为用户提供一站式满足的定制渠道和平台。红领打造C2M平台，提供一系列的自主设计、协同设计、定制的体验场景，使用户的个性化体验和社区互动体验最终以个性化产品的形式呈现出来。平台具备工艺款式组合设计功能、在线着装顾问服务功能、产品生产状态全程跟踪功能、消费数据分析查询功能、后台支持与管理功能。用户可以通过计算机、手机等信息终端登录网络定制平台直接设计下单，选择款式、面料等个性化元素，个性化选项确定后可进行3D可视化展示，目前C2M平台可视化模型已经有数百万的3D模型以及图片数据，为用户体验及款式研发提供支撑。红领C2M平台可定制产品的品类覆盖男士、女士正装全系列产品，包括西服、西裤、马甲、大衣、风衣、礼服、衬衣，以及童装西服、西裤、衬衣等。可定制的产品参数，款式方面包含驳头、口袋、前门扣等540种大类，11360种设计要素；面料和辅料有3万多种可选择，并支持用户自己提供面料定制。通过对PC互联网、移动互联网、物联网的有效整合，将线上、线下链接互通，实现信息流、数据流、资金流、物流等的一条龙服务体系。用户无须受到时间、地点、场合的约束，可随时随地使用C2M平台的三网整合享受各项服务。C2M平台技术架构见图2-8。图2-8 平台总体技术架构
2）实现个性化产品的智能研发
通过建设服装版型数据库、服装工艺数据库、服装款式数据库、服装BOM数据库、服装管理数据库与自动匹配规则库，数万种设计元素点，能满足超过百万万亿种设计组合，实现了先进的个性化产品智能研发系统，产品的裁剪裁片、产品工艺指导书、产品BOM都由系统智能生成，减少人工错误，提高产品设计研发速度。企业每年可以节约人工成本上亿元，做到全定制产品和批量产品生产成本相等。自主研发专利量体工具和量体方法，采集人体19个部位的22个尺寸，并采用3D激光量体仪，实现人体数据在7秒内自动采集内完成，解决与生产系统自动智能化对接、转化的难题。用户体型数据的输入，驱动系统内近10000个数据的同步变化，能够满足驼背、凸肚、坠臀等113种特殊体型特征的定制，覆盖用户个性化设计需求。
目前这套智能模型已经形成了完整的数据算法模型，可在其他行业进行复制，让传统企业实现流水线柔性化生产。管理系统架构见图2-9。图2-9 产品全生命周期管理系统架构图2.7 智能制造标准化现状与需求
随着全球产业竞争格局深度调整，美国“工业互联网”、德国“工业4.0”强化制造业的主导权，其内核都是充分运用现代信息技术，推动生产力、生产方式的转变和产业结构转型升级，实现的目标是个性化产品大规模定制、智能生产、减少能耗等。美国基于先进的信息技术，使制造业的数据流、硬件、软件实现智能交互；德国基于强大的工业化基础，将制造业向智能化转型。我国的结构调整处在关键阶段，企业的转型升级迫在眉睫，美国、德国等“以机器取代人”的方式，需要企业有资金和实力为保障，但中国大部分的中小企业处于“劳动力密集、制造基础相对薄弱”的阶段，根本没有充足的资金，能做的就是在原有基础上不断地升级改造。中国制造业尚处在工业2.0和工业3.0并行的发展阶段，必须走工业2.0补课、工业3.0普及和工业4.0示范的并联式发展道路。
红领模式的标准化，其目的一方面是将红领用工业化的手段、效率和成本进行个性化定制产品大规模生产的全流程实践经验进行规范化，填补国内和国外标准的空白，使其具备通用性，以便向其他服装行业及其他产业的企业复制推广，引导中小企业转型升级。另一方面，通过标准化，作为评价中小企业所处两化融合阶段的指南，用于中小企业对照标准自评，识别所处的阶段，并据此进行阶段性目标及路径规划，从而实现转型升级。
红领模式标准化的具体内容包括服装个性化定制生产管理体系的要求和评价指南、围绕两化融合为基础的定制生产全流程进行标准化并形成系列标准。例如，个性化定制产品模块化设计技术指南、快速研发指南、生产系统集成指南、成本控制管理指南、快速交付管理指南及定制化生产工厂参考模型等。2.8 智能制造示范意义
1.开启个性化定制的全新电商模式
红领创新了C2M商业生态全新模式，打造区别于传统B2C电子商务的C2M直销平台，以消费者需求为导向的个性化定制成为必然趋势，国内外服装、鞋帽、家纺及其他行业定制市场巨大，红领为传统工业转型升级提供了实践模板和解决方案。形成一种完全以客户为中心的生产和服务系统。顾客对个性化定制产品的需求，直接通过C2M平台提交，平台上的制造工厂接收订单，直接开展定制产品的生产，减少中间环节产生的费用。在这种模式下，制造企业通过拥抱互联网成为直接响应顾客定制需求的主体，区别于传统的以中间商为主体的电子商务模式。
对于顾客而言，消费需求通过互联网平台和生产供给瞬时、直接连接。顾客和工厂在一个平台上，形成了一种崭新的市场体系，顾客和工厂无须再通过传统的层层代理来联结，顾客的需求偏好能够主动、瞬时传递给工厂，成为市场生态中的命运共同体。
2.为传统制造业升级和转型提供新的方法和途径
在中国制造业正在全面深化改革之时，将企业用12年时间和3000多人的工厂进行的实验和可复制推广的方法论提炼，给中国传统制造业升级和转型乃至中国经济发展模式的升级提供了一种简洁、有效和清晰的方法和途径。在过去的两年当中，到红领取经的企业有4000多家。这些数据说明中小企业在转型升级当中蕴藏了巨大的市场需求，为了满足这些的需求，红领就把这12年的经验认真地总结，形成全新的产品：“源点论数据工程”（即传统企业转型升级的方法论），把用工业化的成本和效率制造个性化产品的方法做成了一套解决方案，进行编码化、程序化和一般化，命名为“SDE”（Source Data Engineering，源点论数据工程），包涵C2M平台消费者端的个性化定制直销入口、大数据平台的数据模型和智能逻辑算法、制造端的工厂个性化定制柔性制造解决方案以及组织流程再造解决方
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