基于物联网的精益制造及服务应用

　　以RFID为代表的物联网技术逐渐在制造业行业中普遍应用在制造数据实时反馈、批量跟踪、产品召回、库存精细化管理，外包制造以及供应商管理、制造追溯等方面，为企业带来了显著的经济效益。

　　本文将主要探讨在国内制造业产业结构升级的大背景下，制造业企业如何通过物联网技术以及信息化建设完善其后市场服务体系，以及实现精益制造的应用模式。

　　制造业转型需信息化支撑

　　2009年金融危机以来，产业结构转型升级已经成为国内制造业的共识，“如何转型”是关键：首先，资源和市场的双向压，凸显国内制造业企业产业结构的脆弱。一方面，中国制造业要承受原材料价格上升的所谓输入型通胀的压力;另一方面，因全球制成品的定价权不在中国，国内制造业无法将成本压力外移。其次，创新、成本、环保、服务水平和管理优化已成为中国制造业的困局，制造业转型升级备受关注。传统的低成本粗放式增长模式已经难以为继，产业结构优化升级和转型逐渐成为企业的共识。

　　温总理在十一届人大一次会议上指出：“要坚持走中国特色新型工业化道路，推进信息化与工业化融合。”那么，信息化与工业化融合应该如何来做?两化融合的基础产物是什么?笔者认为，两化融合要以制造业普遍认同的精益思想为指导，实现精益创新、精益制造和精益供应链，通过信息化技术和管理系统，帮助企业以更短的周期、更低的成本研发制造出高质量、高技术附加值的产品，支撑中国制造到中国创造的变革之路。

　　基于物联网的精益制造

　　MPM(Manufacturing Process Management，制造过程管理)基础平台，MPM为精益制造提供基础平台和环境是综合的制造过程数字化解决方案。MPM是产品生命周期管理(PLM)的一个组成部分，面向产品生产技术准备全过程，能够解决整体制造过程的创建、验证和沟通。

　　MPM通过数字化生产环境的建立，支持系统使用者以有效、及时的方式准确对制造工艺进行创建、验证和沟通，并管理产品制造过程的所有相关数据。

　　MPM通过集成的数据结构，实现了产品、工艺、工厂和资源的关联，同时保证了制造数据的一致、有效和重用。同时可对制造工艺进行可视化、分析和优化。MPM包含若干功能构件，这些功能构件基于P3R制造过程规划数据模型为核心进行集中的管理、协同和互操作。

　　在制造业企业中，实现设计制造精益化始终是企业软硬件建设升级的核心目标。精益制造是以精益思想为指导，以高质量、低成本和极短上市时间为目标的产品制造过程管理方法和工具。基于MPM平台的精益制造是以制造过程和数据系统管理平台为基础，为制造业企业提供企业级的产品数字化制造环境，将复杂产品的制造过程以系统、清晰、稳定、动态完整地掌握在设计者手里，让产品的质量和可靠性有了系统保障。

　　MPM平台，将精益制造思想贯穿于制造过程规划、设计、验证、持续改善全过程，通过并行工程、PFMEA(Process Failure Modeand Effects Analysis，过程失效模式及后果分析)、仿真验证平台和作业研究工具等关键技，

　　支持企业实现精益制造。基于物联网的后市场服务制造业所涉及的是一个完整的产业链，任何一个产品离不开的就是服务，从售前的产品咨询、介绍、营销服务，到售中过程与产品相关的试用服务、产品知识讲解服务，再到售后过程的运营使用服务、产品维修服务等等，一系列的过程都离不开原制造厂商、销售服务商、备配件供应商等机构的全程服务。例如，汽车零部件制造业企业不仅仅是产品的制造者，更是服务的倡导和执行者。有数据表明，任何一个产品的生产成本、销售成本、服务成本，其占的比例大约在5∶1∶4，而且服务成本还存在着继续上升的势头。现在的消费者、用户在购买产品时会更加注重服务。因此“客户服务”将会是最为显著的竞争焦点。

　　由于服务商、制造商、供应商之间缺乏畅通的信息交流通道，这对于协同性极强、数据需大量在协作企业中传递的售后服务管理来说，信息孤岛问题存在大大削弱了企业的售后服务整体水平。因此，在用户、服务商、供应商与汽车制造商之间构筑一架高效的协同业务处理信息化桥梁，建立和健全完善信息化的后市场服务体系，才是提高企业售后服务质量的关键。

　　“十二五”期间，后市场服务总体预期：一是支持商用汽车、机械行业后服务技术为以平台技术、物联技术相融合的基于物联网术平台为创新应用技术。利用条码、射频识别(RFID)、传感器、ECU装置、全球定位系统等信息传感设备，按约定协议，进行信息交换和通讯，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的庞大网络系统。利用物联网技术更好地实现整个发动机的全部生产流程—装机流程—客户使用—维修保养等各个环节，为制造业行业提供有力的软件保证;二是随着后市场“全生命周期”服务的完善，物流业务的飞速发展成为必然，也是实现更高服务效率的支撑。

　　后市场服务产品的关键技术支持如下：

　　后市场服务产品的数据信息标识及可靠采集技术：产品信息数据的标识和可靠采集是物联网应用的基础。由于发动机、变速箱等动力总成产品基本由金属零部件构成，并且运行环境受高温、油污、震动等因素影响，使得产品数据信息标识和可靠采集成为难点。本项目将重点研究适用于动力总成产品的数据信息标识及可靠采集技术，包括动力总成产品RFID标签选型、设计、封装、部署及测试;零部件二维码标识及识别技术;RFID应用环境干扰屏蔽及实施方式优化;适用于RFID应用的业务流程再造等。

　　便携式数据终端业务处理系统开发：便携式数据终端是支持物联网技术在后市场服务中应用的关键设备之一。由于物联网用是对标识技术、感知技术、传输技术和处理技术的综合体现，因此对数据终端提出了较高的技术要求。研究支持多协议兼容RFID读写、多格式条码识别、多模式位置服务、多方式数据传输和多样化业务处理的便携式数据终端产品。

　　智能产品ECU数据集成应用：

　　产品通过采用ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)技术，实现了产品的智能化控制。面向智能化产品的物联网应用服务，需要对ECU数据进行集成应用，解决ECU数据的实时协同问题，建立产品ECU控制系统和协服务平台之间异构系统间信息数据的协同机制，使得能对产品进行实时、准确、高效的动态跟踪;通过ECU对产品进行安全性控制，防止数据被非法利用或者错误操作而对产品安全运行的影响。

　　物联网与制造结合前景好

　　通过物联网技术与制造业企业信息化建设相结合，帮助企业进一步完善生产运营体系，进一步提升精益制造管理程度，在制造环节帮助企业实现效率。从我国当前信息化建设现状来看，物联网技术与MPM等信息化系统的结合应用前景广阔。

　　当前无论是学界还是制造业企业本身，纷纷认识到后市场服务体系是未来制造业企业竞争重点。通过物联网技术应用，可以实现对服务和配件流通过程的实时跟踪，及时发现服务和销售过程中异常的产品信息和配件信息，使得业务管控更加有效，降低后市场服务成本;多元化服务内容提供，借助物联网技术应用，可以在现有维修和配件服务基础上，拓展保险、物流、金融租赁等增值服务，实现服务内容的多元化，帮助企业创建和扩展后市场服务体系。

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