本文的研究主要從工業(yè) 4.0 的相關(guān)理論、工業(yè) 4.0 制造業(yè)信息化改造、熱門工業(yè) 4.0 技術(shù)、博西華制冷制造狀況以及在工業(yè) 4.0 時(shí)代下，博西華制冷該如何進(jìn)行轉(zhuǎn)型升級(jí)等幾個(gè)方面來進(jìn)行。

第 1 章 引言

1.1 選題背景與意義
1.1.1 選題背景
實(shí)體制造業(yè)一直是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，是國家競(jìng)爭(zhēng)力、創(chuàng)新力和綜合國力的重要體現(xiàn)。它不僅為現(xiàn)代社會(huì)提供了優(yōu)質(zhì)的物質(zhì)基礎(chǔ)，為信息與知識(shí)社會(huì)提供了先進(jìn)科技裝備和技術(shù)平臺(tái)，還提供大量工作崗位吸納勞動(dòng)力，為國家政治穩(wěn)定和人民安居樂業(yè)做出了巨大的貢獻(xiàn)。
自進(jìn)入 21 世紀(jì)以來，各國越發(fā)重視制造業(yè)對(duì)國家的戰(zhàn)略重要性，從而不斷推出相應(yīng)國策來加速提升工業(yè)發(fā)展水平，力求在現(xiàn)今工業(yè)的發(fā)展上占據(jù)領(lǐng)先地位。如美國提出的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”、德國的“工業(yè) 4.0”、日本的“Society 5.0”、中國的“中國制造 2025”與“中國增強(qiáng)制造業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力三年行動(dòng)計(jì)劃的理論”等，均力圖在新一輪的工業(yè)革命中持續(xù)增強(qiáng)與保證國家工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
博西華制冷秉承德國制造業(yè)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹圃炀瘢a(chǎn)的博世西門子冰箱廣受全世界消費(fèi)者的信賴并一直保持穩(wěn)定持續(xù)的發(fā)展。雖然取得了近 20 年的驕人戰(zhàn)績，但在近幾年還是開始面對(duì)越來越大的成本及市場(chǎng)壓力。
首先面臨的問題是中國制造的低廉勞動(dòng)力優(yōu)勢(shì)已經(jīng)消失，員工工資、福利待遇、生活成本、房價(jià)等持續(xù)增長，博西華制冷的人工成本不斷上漲。受此不利因素影響，原材料成本、物流成本等相關(guān)費(fèi)用也在不斷上漲。博西華制冷即使克服了人力成本增加的問題也還需面對(duì)招聘困難等問題。因此，總體制造成本的持續(xù)增加，極大降低了產(chǎn)品的利潤率。其次博西華制冷還受到海爾、格力、容聲、三星、等競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的不斷沖擊，尤其是國內(nèi)海爾、格力等企業(yè)通過工業(yè) 4.0 的轉(zhuǎn)型，不斷降低生產(chǎn)成本，提升產(chǎn)品質(zhì)量與客戶滿意度，搶占了大量市場(chǎng)。同時(shí)消費(fèi)者的消費(fèi)需求變化對(duì)產(chǎn)品智能化、個(gè)性化、短交期、產(chǎn)品創(chuàng)新等提出了小批量、客制化的生產(chǎn)模式需求。因此在目前的環(huán)境下，冰箱企業(yè)迫切需要對(duì)工廠的運(yùn)營與生產(chǎn)體系進(jìn)行工業(yè) 4.0 升級(jí)從而降低生產(chǎn)成本、提高消費(fèi)者滿意度以確保企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
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1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
國內(nèi)外眾多學(xué)者在德國政府提出工業(yè) 4.0 高科技戰(zhàn)略計(jì)劃以后，對(duì)此進(jìn)行了廣博而深入的分析研究。隨著眾多科研機(jī)構(gòu)、學(xué)者乃至高新企業(yè)研究力度的投入，這一概念得到了不斷地細(xì)化并且得到了更為深入細(xì)致的闡釋。目前工業(yè)制造業(yè)和德國學(xué)術(shù)界有一部分學(xué)者認(rèn)為工業(yè) 4.0 實(shí)質(zhì)上代表著第四次工業(yè)革命的來臨，其核心的內(nèi)容是將智能化和信息化較為深入地運(yùn)用到具體的工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，從而能夠?qū)崿F(xiàn)綠色生產(chǎn)和智能工廠進(jìn)而對(duì)成本加以控制，使得制造業(yè)得以成功轉(zhuǎn)型，獲得更多的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值[1]。利用信息物理系統(tǒng)（CPS）實(shí)現(xiàn)控制模式由集中性向分散型進(jìn)行轉(zhuǎn)變，建立高度數(shù)字化和個(gè)性化的服務(wù)與生產(chǎn)新模式。強(qiáng)調(diào)了智能工廠與智能生產(chǎn)的概念來推動(dòng)制造業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型。
MarkT. Hoske(2015)認(rèn)為通過融合工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與高程度的自動(dòng)化技術(shù)將可以建成智能工廠[2]。Dan Rossek(2015)通過研究認(rèn)為在工業(yè) 4.0 升級(jí)中智能傳感器起到的信息采集功能將是至關(guān)重要的，在企業(yè)的采購、銷售、訂單處理、供應(yīng)鏈管理、物流周轉(zhuǎn)、生產(chǎn)制造中進(jìn)行部署將可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線自動(dòng)配置，優(yōu)化生產(chǎn)流程從而減少產(chǎn)品周轉(zhuǎn)時(shí)間并提升生產(chǎn)效率[3]。Suzanne Gill(2015)指出通過智能工廠能進(jìn)行快速、低成本的大規(guī)模定制產(chǎn)品的生產(chǎn)。通過 CPS 系統(tǒng)可以從訂單錄入、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、客制化生產(chǎn)、財(cái)務(wù)收付款全流程實(shí)現(xiàn)無縫對(duì)接[4]。
Siegfried Russwurm（2015）指出工業(yè) 4.0 概念可以用“智能工廠”來進(jìn)行解讀，所謂智能工廠就是將虛擬世界和物理世界結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)有機(jī)的完全融合。在任何產(chǎn)品的生產(chǎn)過程當(dāng)中都應(yīng)當(dāng)全程攜帶生產(chǎn)信息，生產(chǎn)信息可以通過物理信息系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)全流程可追蹤，以此來實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的定位，從而對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)過程進(jìn)行全面控制，對(duì)其期望狀態(tài)和現(xiàn)狀進(jìn)行掌控。在具體的網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中數(shù)字信息可以完全進(jìn)行調(diào)整和交互，此外通過物理信息系統(tǒng)可以使得工廠挑選出更為符合市場(chǎng)和實(shí)際情況的生產(chǎn)方案。通過預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)生產(chǎn)方案進(jìn)行全方位的對(duì)比，從而挑選出最優(yōu)化的路徑，使得生產(chǎn)的過程更為人性化也更加智能[5]。

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第 2 章 理論基礎(chǔ)

2.1 工業(yè) 4.0 的理論基礎(chǔ)
2013 年，德國正式提出并實(shí)施 “工業(yè) 4.0” 戰(zhàn)略，力圖通過工業(yè) 4.0 的升級(jí)鞏固其制造業(yè)領(lǐng)先地位。提出了兩大主題 “智能工廠” 與 “智能生產(chǎn)” ，以及具體實(shí)施途徑 “信息物理系統(tǒng)（CPS）” 。同時(shí)明確的指出工業(yè) 4.0 是一個(gè)工業(yè)技術(shù)發(fā)展的概念并且是一個(gè)動(dòng)態(tài)的概念，從根本上講是一個(gè)信息技術(shù)發(fā)展到新階段產(chǎn)生的新型工業(yè)發(fā)展模式。工業(yè) 4.0 是設(shè)備集成、數(shù)據(jù)自動(dòng)搜集與分析，是創(chuàng)新生產(chǎn)模式，是創(chuàng)新服務(wù)模式；將信息物理融合系統(tǒng)（CPS）廣泛深入地應(yīng)用于制造業(yè)，構(gòu)建智能工廠、實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)。它的理論基礎(chǔ)主要基于智能工廠、智能生產(chǎn)、信息物理系統(tǒng)（CPS）理論上進(jìn)行探索及發(fā)展。
2.1.1 智能工廠理論
智能工廠是工業(yè) 4.0 的主題之一，智能工廠的研究重點(diǎn)是智能化生產(chǎn)制造系統(tǒng)和生產(chǎn)過程以及網(wǎng)絡(luò)式分布制造設(shè)備的實(shí)現(xiàn)[26]。它進(jìn)一步提高了生產(chǎn)設(shè)備的生產(chǎn)效率與精度，并提高了設(shè)備的使用效率。它智能管理了生產(chǎn)中的人、機(jī)、料、法、環(huán)、五大要素，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)價(jià)值的最大化[25]。
所謂智能工廠，是建立在數(shù)字化工廠基礎(chǔ)之上，利用設(shè)備監(jiān)控技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)信息進(jìn)行加強(qiáng)控制和服務(wù)的人性化工廠。其在生產(chǎn)過程中對(duì)產(chǎn)銷流程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制，使得生產(chǎn)過程中的可控率大大提升。人工對(duì)于生產(chǎn)線的干預(yù)被極大的減少，利用信息技術(shù)來對(duì)生產(chǎn)線數(shù)據(jù)進(jìn)行有效地采集，從而合理地安排生產(chǎn)進(jìn)度和計(jì)劃。同時(shí)注重制造手段的綠色化，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)綠色環(huán)保和高效節(jié)能。
智能工廠發(fā)揮各個(gè)環(huán)節(jié)最大效率的途徑是通過軟件控制信息實(shí)現(xiàn)資源的整合。在智能工廠當(dāng)中所有的設(shè)備及其生產(chǎn)流程都是由軟件來進(jìn)行控制的，車間設(shè)備的控制僅僅需要人員在終端平臺(tái)上下達(dá)指令即可，解放人工的同時(shí)減少了人為誤操作的風(fēng)險(xiǎn)。從整體的運(yùn)營角度來看智能工廠可以視作一個(gè)各單位高度融合與協(xié)同的生產(chǎn)系統(tǒng)。通過信息化的技術(shù)實(shí)現(xiàn)能源監(jiān)測(cè)與調(diào)整、設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控及信息搜集、設(shè)備自動(dòng)化管理、工藝流程控制等等。
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2.2 智能制造理論基礎(chǔ)
2.2.1 智能制造的定義
智能制造的概念最開始出現(xiàn)于二十世紀(jì) 80 年代末，它的定義隨著時(shí)間與環(huán)境變化不斷的豐富與演變。2016 年 6 月中國工程院李培根與卲新宇教授從智能制造的特征出發(fā)，明確了智能制造的定義為：面向產(chǎn)品全生命周期，以信息化技術(shù)為基石、生產(chǎn)制造系統(tǒng)為載體，在生產(chǎn)制造的核心環(huán)節(jié)或過程，具有改自主性的學(xué)習(xí)、決策、感知、通訊、分析與協(xié)調(diào)控制等能力，能夠動(dòng)態(tài)并實(shí)時(shí)的適應(yīng)生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的變化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)特定的優(yōu)化目標(biāo)。整個(gè)智能制造系統(tǒng)是一個(gè) “工藝流程自調(diào)整與協(xié)作、生產(chǎn)要素自組織、高度智能化的集成生產(chǎn)制造資源管理系統(tǒng)”[29]。
2.2.2 智能制造的系統(tǒng)框架
中國政府在 2016 年推出了《智能制造發(fā)展規(guī)劃(2016-2020 年）》并指出,智能制造的核心為制造技術(shù)與信息技術(shù)的深度融合,在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié)中,實(shí)現(xiàn)自感知、自適應(yīng)、自決策、自執(zhí)行、自學(xué)習(xí)等功能的一種新型先進(jìn)的生產(chǎn)方式。對(duì)智能制造系統(tǒng)架構(gòu)從生命周期、智能特征和系統(tǒng)層級(jí)三個(gè)維度進(jìn)行分析，對(duì)每個(gè)維度包含的特征、內(nèi)含、活動(dòng)等內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)解釋,針對(duì)需求、對(duì)象和范圍三個(gè)重要方面進(jìn)行智能制造的標(biāo)準(zhǔn)化，進(jìn)而建設(shè)了智能制造的國家標(biāo)準(zhǔn)體系。

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第 3 章 博西華制冷外部與內(nèi)部環(huán)境........................17
3.1 博西華制冷介紹........................... 17
3.1.1 博西華制冷基本情況 ...................... 17
3.1.2 博西華制冷生產(chǎn)體系現(xiàn)狀分析 .............. 18
第 4 章 博西華制冷工業(yè) 4.0 戰(zhàn)略的制定.......................35
4.1 博西華制冷的工業(yè) 4.0 總體戰(zhàn)略........................... 35
4.1.1 博西華制冷的工業(yè) 4.0 具體目標(biāo) ..................... 35
4.1.2 博西華制冷的工業(yè) 4.0 具體實(shí)施戰(zhàn)略 ................... 36
第 5 章 博西華制冷工業(yè) 4.0 戰(zhàn)略的保障措施......................50
5.1 組織保障措施.......... 50
5.2 人才隊(duì)伍保障戰(zhàn)略 ......................... 50
5.3 績效激勵(lì)保障措施 ................. 51

第 5 章 博西華制冷工業(yè) 4.0 的保障措施

5.1 組織保障措施
工業(yè) 4.0 的戰(zhàn)略的成功實(shí)施需要有強(qiáng)大且嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕M織進(jìn)行保障，本文制定了以下三項(xiàng)組織措施以保障工業(yè) 4.0 項(xiàng)目順利落地。
（1）集團(tuán)總部成立工業(yè) 4.0 中心小組，小組成員由各個(gè)工廠工業(yè) 4.0 負(fù)責(zé)人擔(dān)任。通過集團(tuán)總部的優(yōu)勢(shì)，一方面加強(qiáng)技術(shù)交流會(huì)議進(jìn)行信息共享，使得各個(gè)工廠的工業(yè) 4.0負(fù)責(zé)人能在全世界范圍內(nèi)尋找最適合自己的工業(yè) 4.0 方案。另一方面能利用集團(tuán)總部的力量，從方案的制定、方案的轉(zhuǎn)移、商務(wù)談判、項(xiàng)目申請(qǐng)、項(xiàng)目管理等各方面找到支持加速推進(jìn)。
（2）博西華制冷內(nèi)部成立工業(yè) 4.0 推行小組。推行小組可以包括了研發(fā)單位、生產(chǎn)單位、IT 等相關(guān)單位，圍繞著工業(yè) 4.0 戰(zhàn)略的核心目標(biāo)、項(xiàng)目步驟、技術(shù)驗(yàn)證等關(guān)鍵任務(wù)打破過去的職能分工模式，利用團(tuán)隊(duì)的力量快速推進(jìn)。同時(shí)成立專門工業(yè) 4.0 部門，配置自動(dòng)化設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)工程、物聯(lián)網(wǎng)研發(fā)等專家團(tuán)，組建了一個(gè)系統(tǒng)高度配合、協(xié)同作戰(zhàn)、分頭并進(jìn)的團(tuán)隊(duì)，促進(jìn)工業(yè) 4.0 項(xiàng)目順利推進(jìn)。
（3）引進(jìn)先進(jìn)的項(xiàng)目管理手段科學(xué)地管理工業(yè) 4.0 項(xiàng)目的實(shí)施。首先利用 RACI 管理方式對(duì)項(xiàng)目成員職責(zé)進(jìn)行授權(quán)，分為技術(shù)負(fù)責(zé)人、批準(zhǔn)人、顧問、通知人等各角色，使得每個(gè)人的職責(zé)明確。其次科學(xué)的方案評(píng)估體系，從項(xiàng)目技術(shù)優(yōu)劣、投資額、回報(bào)周期等各方面進(jìn)行評(píng)估。再次，科學(xué)的項(xiàng)目管理方法，對(duì)項(xiàng)目實(shí)施過程中的施工時(shí)間、范圍、成本支出、質(zhì)量確認(rèn)、驗(yàn)收流程等各環(huán)節(jié)進(jìn)行科學(xué)管理。最后科學(xué)的項(xiàng)目追蹤體系，從項(xiàng)目的導(dǎo)入開始計(jì)算單個(gè)產(chǎn)品的實(shí)際節(jié)省值，異常時(shí)間統(tǒng)計(jì)等信息指導(dǎo)維護(hù)團(tuán)隊(duì)實(shí)時(shí)注意項(xiàng)目的運(yùn)行狀況與持續(xù)優(yōu)化。
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總結(jié)與展望

一、主要結(jié)論
本文是在全球都在尋求制造業(yè)工業(yè) 4.0 轉(zhuǎn)型升級(jí)之路的背景下進(jìn)行研究的，自德國提出工業(yè) 4.0 戰(zhàn)略白皮書后，很快得到了各個(gè)國家和企業(yè)的重視進(jìn)而大力推行，紛紛把它視為制造業(yè)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型搶占先進(jìn)制造高地的突破口。本文的研究主要從工業(yè) 4.0 的相關(guān)理論、工業(yè) 4.0 制造業(yè)信息化改造、熱門工業(yè) 4.0 技術(shù)、博西華制冷制造狀況以及在工業(yè) 4.0 時(shí)代下，博西華制冷該如何進(jìn)行轉(zhuǎn)型升級(jí)等幾個(gè)方面來進(jìn)行，研究的主要成果如下：
（1）通過對(duì)相關(guān)的研究文獻(xiàn)進(jìn)行總結(jié)歸納和研究，指出了工業(yè) 4.0 包含的主要內(nèi)容，以及想要實(shí)現(xiàn)工業(yè) 4.0 所需要的技術(shù)支持。并且對(duì)中國特色工業(yè) 4.0 道路的建設(shè)做了一定的探討。通過對(duì)文獻(xiàn)資料的研究和分析，筆者指出目前全球的大多數(shù)國家對(duì)于工業(yè) 4.0 都給予了足夠的重視，以信息化變革作為制造業(yè)發(fā)展和突破的新方向，目前以中國的狀況來看，很多制造業(yè)企業(yè)也依據(jù)自身情況選擇了云計(jì)算、智能設(shè)備、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)來實(shí)踐工業(yè) 4.0。
（2）通過對(duì)相關(guān)知識(shí)的系統(tǒng)調(diào)研和學(xué)習(xí)，筆者對(duì)博西華制冷采用的工業(yè) 4.0 框架及其功能、體系結(jié)構(gòu)等做了明確。對(duì)于其實(shí)現(xiàn)流程和路徑做了比較細(xì)致的設(shè)計(jì)。結(jié)合國際工業(yè)4.0體系相關(guān)的設(shè)計(jì)理論，考慮博西華制冷目前的實(shí)際現(xiàn)狀做了一個(gè)總體的設(shè)計(jì)，為其工業(yè) 4.0 的實(shí)現(xiàn)奠定了理論基礎(chǔ)。
（3）本課題所提出和博西華工業(yè) 4.0 體系，集合了六個(gè)維度與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，旨在提升設(shè)備的智能化以及生產(chǎn)過程的效率。并且使得制造生產(chǎn)過程優(yōu)化資源配置，節(jié)省人力物力從而有效降低成本。通過智能物流系統(tǒng)提高工廠物流周轉(zhuǎn)速度、節(jié)省人工、提高廠房面積利用率。通過大數(shù)據(jù)從用戶需求再到產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、物流、服務(wù)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)全流程供應(yīng)鏈體系的整合；縱向通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，從企業(yè)到工廠，再到車間，最后到每一臺(tái)設(shè)備每一個(gè)人，統(tǒng)統(tǒng)連接為一體。最終達(dá)到工廠零庫存高利潤，客戶得到物美價(jià)廉的客制化產(chǎn)品的雙贏局面。
參考文獻(xiàn)（略）