PPT丨66页丨智能制造，数字化工厂建设规划方案：数据架构、系统架构、基础设施框架及安全体系框架等

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智能制造，数字工厂规划建设全解析

在当今时代，智能制造与数字化转型已成为制造业发展的关键趋势。众多企业纷纷踏上数字化转型之路，力求在激烈的市场竞争中脱颖而出。今天，我们将深入探讨智能制造・数字化工厂的规划建设方案，为制造业的转型升级提供全面的思路与方法。

企业战略与信息化现状

从工业 1.0 到工业 4.0 的跨越

工业革命的演进推动着企业不断向前发展。从工业 1.0 的机械自动化，到工业 2.0 的电气化，再到工业 3.0 的数字化，如今我们正迈向工业 4.0 的智能化时代。企业必须紧跟时代步伐，学习先进经验，把握变革方向。

业务模式的转变

企业的业务模式正经历着深刻的变革，从以产品为中心逐渐向以服务为中心转变。以某企业为例，其在大健康产业中提供多种一体化 / 定制化健康解决方案，涵盖亚健康、睡眠障碍、三高、糖尿病等多个领域。这种转变要求企业立足产品制造，逐步发展 C2M 模式，以更好地满足消费者日益多样化和个性化的需求。

生产模式的转型

未来，企业将从面向库存生产模式向按订单生产模式转型。这意味着要实现多品种、小批量、按订单生产，实施精益管理，缩短交货提前期，包括制造周期和物流运输周期。建立 C2M 平台，打通消费者和工厂的信息瓶颈，同时维持较低的成品库存，并通过优化供应链，建立合理的原、辅料、包材库存。

企业 IT 建设现状

企业 IT 建设已具备一定基础，正处于信息化建设的转型期。从简单应用到盲目追求，再到价值怀疑和恐惧，如今逐渐走向理性规划和价值挖掘阶段。然而，大多数处于信息化扩展阶段的企业仍面临诸多挑战，如端到端流程未打通，计划层、执行层、控制层未集成，存在多个信息 “竖井”，削弱了 IT 系统效益，导致管理层难以获取决策所需信息，无法充分感受到信息化带来的价值。

数字化工厂的机遇

数字化工厂是全球制造趋势，企业应抓住这一发展机遇，深度规划智能制造，引领健康产业未来方向。数字化工厂具有现场和控制技术集成、ERP 和生产制造集成、业务目标和技术能力集成、工艺研发和制造集成等特征，将为企业带来更高效、更灵活、更智能的生产方式。

项目总体思路与需求

规划思路与架构设计

企业数字化工厂规划采用 TOGAF 方法，参照 SOA 架构，满足合规性，遵循国际标准。以供应链、精益运营咨询成果为输入，设计企业的 IT 架构，遵循 ISA - 95、S88 国际工程标准及 GB/T25105 工业现场通讯系列标准。引入 SOA 软件架构，构建面向服务的软件系统，实现随需而变，支撑企业管理变化。同时，强调合规性，符合行业法律法规要求，满足各类认证标准，实践 QbD 理念。

IT 需求分类

基于 SCOR 模型，企业的 IT 需求可划分为生产运作和营销管理（C2M）两大类。生产运作涵盖高级排产、生产调度、物料采购、仓储管理、配方管理、质量管理、设备管理、过程监控、成本管理等；营销管理包括门店管理、分销渠道管理、客户关系管理、运输管理等。

应对业务变化的架构规划

针对企业业务高速增长、流程频繁变化的特点，参照 SOA 架构规划 IT 系统。SOA 以服务为抽象手段，将业务转化为可重用的服务，通过多个分布式系统实现，并以业务流程为主线组装服务，满足不同业务角色需求，实现 IT 与业务对齐。

信息化管理制度建设

面对庞大复杂的 IT 系统，企业需加强规划，完善信息化管理制度。包括信息化总体制度、规划管理、实施管理、信息管理、内部管理、信息安全、运维服务等方面，明确各领域的控制要求和规定，确保信息化建设的顺利进行。

数字化工厂基础建设

数字化工厂的基础是集成的 IT 系统，企业主数据管理至关重要。对物料、产品、设备、供应商、客户等各类数据进行统一管理，奠定信息集成的基础。同时，规划工业通讯网，为设备互联、CPS 确定技术标准，确保数据传输的高效与稳定。

IT 层次架构与接口模型设计

依据 ISA-95 标准，设计数字化工厂的 IT 层次架构，明确计划层、执行层、控制层的功能范围。L5为集团管理，负责战略管理、商业分析；L4 涵盖公司的产、供、销、人、财、物管理；L3 聚焦工厂的生产管理与控制、系统集成；L2 实现产线控制；L1 进行单元控制。基于ANSI/ISA-S88.01-1995 标准，设计各层接口模型，实现 ERP、MES、PCS的无缝对接。

生产计划与控制系统建设

企业需建立柔性的生产计划与控制系统，以支撑多品种小批量按订单生产模式。实现商业规划、预测、资源需求计划、生产规划、主生产排程、能力需求计划、物料需求计划、生产活动控制等功能的有效协同，确保生产过程的高效与精准。

合规性要求与整体架构搭建

硬件、软件、流程都应满足合规性要求，符合行业规范。从产品生命周期的各个阶段出发，确保 PLM、ERP、MES、PCS 等系统及相关硬件设备符合标准，搭建起数字化工厂的整体架构，保障生产的质量与安全。

MES 系统：车间生产的核心

MES 是车间生产过程的核心业务系统，实现过程控制与生产可追溯性。它接收 ERP 的生产指令，管理物料、设备、人员，采集生产数据，监控质量，确保产品按照工艺规程生产，每个工序的参数和质量标准都严格执行。

WMS 系统：仓储管理的保障

WMS 实现自动化立体库管理，保证内部仓储业务顺畅，信息流与实物流一致。满足行业仓储管理要求，建立仓库台账、出入库记录，实现原辅料批次和有效期管理、物料质量状态管理、质量追溯体系，监控库房温湿度。通过标签应用和 AGV 小车等技术，提高仓储管理的效率和准确性。

生产运营可视化与物联网管理

生产运营可视化与设备安装调试同期进行，通过设备物联网管理实现设备数据采集与运行状态监控。中间层数据库对数据进行梳理、合并，MES 将生产数据与企业运营数据对接，展示数据全景，为企业管理层提供决策支持。

数据中心与云计算规划

企业应超前规划数据中心 / 云计算，实现数据资产管理。涵盖机房、网络、主机、存储、信息资源、应用支撑平台、应用系统、安全系统、数据备份与容灾等规划，确保数据的安全存储、高效处理与便捷访问。

智能楼宇与能源管理系统

智能楼宇与能源管理系统（EMS）实现分项计量、分户计量，对能源消耗进行动态监测、分析与管理。涵盖电能、水、汽、燃气等主要能源，涉及企业的动力、设备、空调、照明等系统。同时，包括综合布线、计算机网络、电话、有线电视、安防监控、一卡通、广播告示、楼宇自控、物业管理等智能楼宇功能，提升企业的运营效率与舒适度。

实施方案

IT 规划的指导思想

IT 规划紧密围绕企业战略目标，以企业管理与运营对 IT 的需求为导向，确定 IT 战略、组织架构与管理模式，构建 IT 总体架构，明确主营业务与关键流程，规划应用系统，确保 IT 系统能够有效支撑企业的发展。

IT 对战略目标的支撑

IT 在企业战略目标的实现中起着关键支撑作用。从战略驱动到战略实现，IT 助力组织结构强化与运作优化，推动业务流程高效运作，实现管理的精细化与传递。通过构建强大的 IT 支撑平台，驱动技术创新与应用，确保企业在动态的市场环境中保持竞争力。

企业架构 EA：业务与 IT 的一体化蓝图

企业架构 EA 是实现业务到 IT 一体化蓝图的关键。它涵盖业务架构、应用架构、数据架构和技术架构，全面描述企业的业务流程、IT 系统、数据资产及技术能力，明确各类 IT 设施对业务的支撑关系，为企业数字化转型提供坚实的框架。

数字化工厂 IT 规划项目实施步骤

数字化工厂 IT 规划项目分四个阶段实施。第一阶段确认企业业务发展方向，明确信息技术建设目标；第二阶段调研信息系统现状，评估现有架构、流程与投资；第三阶段设计目标环境，确定技术架构、应用需求、标准方向及组织架构；第四阶段制定信息技术改进行动计划，确保满足战略业务需求。

各阶段任务与成果

第一阶段通过审核文档、访谈领导等方式，明确集团战略定位、业务驱动力、IT 驱动力及管理模式，形成相关概述文件。第二阶段通过问卷调查、访谈、数据分析等全面了解现状，评估现有系统，绘制管理流程，分析投资，形成信息技术基础架构现状等成果。第三阶段确定未来技术与应用架构、标准、组织架构及管理模式，提供改进建议。第四阶段制定 IT 行动计划，明确项目优先级、实施计划、成本分析及管理方法，形成实施蓝图与指导建议。

信息化发展愿景与建设目标

企业信息化发展愿景是建立公司级信息化协同平台，提供全面信息化支持，打造国际一流 IT 能力，提升核心竞争力。近期建设目标包括完善 ERP 和预算管理系统、建成决策支持和风险管理系统、加强基础设施建设、完善 IT 管控体系等，分阶段逐步推进数字化转型。

信息化建设指导原则

信息化建设遵循统一规划、统一标准、统一管理的原则。总体规划指导集团及下属单位有序开展信息化建设；基于统一标准确保平台一致性；统一管理实现有效 IT 治理，保障战略目标实现，降低采购成本，提高信息化建设的整体效益。

目标架构体系设计

完成数据架构、系统架构、基础设施框架及安全体系框架的设计。明确数据分布与流向，构建灵活应用系统架构，规划基础设施布局，建立安全体系框架，确保 IT 系统的高效、稳定、安全运行。

IT 差距分析与项目定义

基于目标架构进行 IT 差距分析，对比现状找出差距，形成差距视图，明确系统功能的优势与不足。根据差距识别未来应建设或改造的项目，定义项目范围、功能、实施注意点、风险及考虑因素，为信息化建设提供具体方向。

项目分类与实施计划

综合考虑业务影响、实施易难程度和投资成本，对 IT 项目进行分类，包括 “速赢” 类项目。制定 5 年信息化项目建设计划，确定项目实施时间节点，明确整体信息化演进路径，确保项目有序推进，逐步实现数字化工厂的建设目标。

IT 投资收益分析与预算规划

进行 IT 投资收益分析，从增加收入、降低成本、降低费用等方面评估投资效益。在成本收益分析基础上，形成企业信息化建设的年度预算和项目预算，合理分配资源，确保信息化建设的可持续发展。

在智能制造的浪潮中，数字化工厂的规划建设是企业实现转型升级的关键路径。通过深入理解企业战略与信息化现状，明确项目总体思路与需求，精心制定实施方案，企业能够构建高效、智能、灵活的数字化工厂，提升核心竞争力，在未来的市场竞争中占据优势。让我们携手共进，积极拥抱智能制造时代，共同开创制造业的美好未来。

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