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 時代下，博西華制冷該如何進行轉(zhuǎn)型升級等幾個方面來進行。

第 1 章 引言

1.1 選題背景與意義
1.1.1 選題背景
實體制造業(yè)一直是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，是國家競爭力、創(chuàng)新力和綜合國力的重要體現(xiàn)。它不僅為現(xiàn)代社會提供了優(yōu)質(zhì)的物質(zhì)基礎(chǔ)，為信息與知識社會提供了先進科技裝備和技術(shù)平臺，還提供大量工作崗位吸納勞動力，為國家政治穩(wěn)定和人民安居樂業(yè)做出了巨大的貢獻。
自進入 21 世紀以來，各國越發(fā)重視制造業(yè)對國家的戰(zhàn)略重要性，從而不斷推出相應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“中國增強制造業(yè)核心競爭力三年行動計劃的理論”等，均力圖在新一輪的工業(yè)革命中持續(xù)增強與保證國家工業(yè)競爭力。
博西華制冷秉承德國制造業(yè)嚴謹?shù)闹圃炀瘢a(chǎn)的博世西門子冰箱廣受全世界消費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越來越大的成本及市場壓力。
首先面臨的問題是中國制造的低廉勞動力優(yōu)勢已經(jīng)消失，員工工資、福利待遇、生活成本、房價等持續(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、等競爭對手的不斷沖擊，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。同時消費者的消費需求變化對產(chǎn)品智能化、個性化、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)迫切需要對工廠的運營與生產(chǎn)體系進行工業(yè) 4.0 升級從而降低生產(chǎn)成本、提高消費者滿意度以確保企業(yè)的市場競爭力。
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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)外眾多學者在德國政府提出工業(yè) 4.0 高科技戰(zhàn)略計劃以后，對此進行了廣博而深入的分析研究。隨著眾多科研機構(gòu)、學者乃至高新企業(yè)研究力度的投入，這一概念得到了不斷地細化并且得到了更為深入細致的闡釋。目前工業(yè)制造業(yè)和德國學術(shù)界有一部分學者認為工業(yè) 4.0 實質(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用到具體的工業(yè)生產(chǎn)當中，從而能夠?qū)崿F(xiàn)綠色生產(chǎn)和智能工廠進而對成本加以控制，使得制造業(yè)得以成功轉(zhuǎn)型，獲得更多的經(jīng)濟和社會價值[1]。利用信息物理系統(tǒng)（CPS）實現(xiàn)控制模式由集中性向分散型進行轉(zhuǎn)變，建立高度數(shù)字化和個性化的服務與生產(chǎn)新模式。強調(diào)了智能工廠與智能生產(chǎn)的概念來推動制造業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型。
MarkT. Hoske(2015)認為通過融合工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與高程度的自動化技術(shù)將可以建成智能工廠[2]。Dan Rossek(2015)通過研究認為在工業(yè) 4.0 升級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、供應鏈管理、物流周轉(zhuǎn)、生產(chǎn)制造中進行部署將可實現(xiàn)生產(chǎn)線自動配置，優(yōu)化生產(chǎn)流程從而減少產(chǎn)品周轉(zhuǎn)時間并提升生產(chǎn)效率[3]。Suzanne Gill(2015)指出通過智能工廠能進行快速、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、客制化生產(chǎn)、財務收付款全流程實現(xiàn)無縫對接[4]。
Siegfried Russwurm（2015）指出工業(yè) 4.0 概念可以用“智能工廠”來進行解讀，所謂智能工廠就是將虛擬世界和物理世界結(jié)合起來，實現(xiàn)有機的完全融合。在任何產(chǎn)品的生產(chǎn)過程當中都應當全程攜帶生產(chǎn)信息，生產(chǎn)信息可以通過物理信息系統(tǒng)來實現(xiàn)全流程可追蹤，以此來實現(xiàn)對產(chǎn)品的定位，從而對產(chǎn)品的生產(chǎn)過程進行全面控制，對其期望狀態(tài)和現(xiàn)狀進行掌控。在具體的網(wǎng)絡(luò)當中數(shù)字信息可以完全進行調(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和實際情況的生產(chǎn)方案。通過預設(shè)的標準對生產(chǎn)方案進行全方位的對比，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，德國正式提出并實施 “工業(yè) 4.0” 戰(zhàn)略，力圖通過工業(yè) 4.0 的升級鞏固其制造業(yè)領(lǐng)先地位。提出了兩大主題 “智能工廠” 與 “智能生產(chǎn)” ，以及具體實施途徑 “信息物理系統(tǒng)（CPS）” 。同時明確的指出工業(yè) 4.0 是一個工業(yè)技術(shù)發(fā)展的概念并且是一個動態(tài)的概念，從根本上講是一個信息技術(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)自動搜集與分析，是創(chuàng)新生產(chǎn)模式，是創(chuàng)新服務模式；將信息物理融合系統(tǒng)（CPS）廣泛深入地應用于制造業(yè)，構(gòu)建智能工廠、實現(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)備的實現(xiàn)[26]。它進一步提高了生產(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、料、法、環(huán)、五大要素，實現(xiàn)了生產(chǎn)價值的最大化[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)對信息進行加強控制和服務的人性化工廠。其在生產(chǎn)過程中對產(chǎn)銷流程進行實時監(jiān)測與控制，使得生產(chǎn)過程中的可控率大大提升。人工對于生產(chǎn)線的干預被極大的減少，利用信息技術(shù)來對生產(chǎn)線數(shù)據(jù)進行有效地采集，從而合理地安排生產(chǎn)進度和計劃。同時注重制造手段的綠色化，實現(xiàn)生產(chǎn)綠色環(huán)保和高效節(jié)能。
智能工廠發(fā)揮各個環(huán)節(jié)最大效率的途徑是通過軟件控制信息實現(xiàn)資源的整合。在智能工廠當中所有的設(shè)備及其生產(chǎn)流程都是由軟件來進行控制的，車間設(shè)備的控制僅僅需要人員在終端平臺上下達指令即可，解放人工的同時減少了人為誤操作的風險。從整體的運營角度來看智能工廠可以視作一個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)實現(xiàn)能源監(jiān)測與調(diào)整、設(shè)備運行監(jiān)控及信息搜集、設(shè)備自動化管理、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 80 年代末，它的定義隨著時間與環(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，具有改自主性的學習、決策、感知、通訊、分析與協(xié)調(diào)控制等能力，能夠動態(tài)并實時的適應生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的變化，進而實現(xiàn)特定的優(yōu)化目標。整個智能制造系統(tǒng)是一個 “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、生產(chǎn)、管理、服務等制造活動的各個環(huán)節(jié)中,實現(xiàn)自感知、自適應、自決策、自執(zhí)行、自學習等功能的一種新型先進的生產(chǎn)方式。對智能制造系統(tǒng)架構(gòu)從生命周期、智能特征和系統(tǒng)層級三個維度進行分析，對每個維度包含的特征、內(nèi)含、活動等內(nèi)容進行詳細解釋,針對需求、對象和范圍三個重要方面進行智能制造的標準化，進而建設(shè)了智能制造的國家標準體系。

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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 ..................... 35
4.1.2 博西華制冷的工業(yè) 4.0 具體實施戰(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 人才隊伍保障戰(zhàn)略 ......................... 50
5.3 績效激勵保障措施 ................. 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)略的成功實施需要有強大且嚴謹?shù)慕M織進行保障，本文制定了以下三項組織措施以保障工業(yè) 4.0 項目順利落地。
（1）集團總部成立工業(yè) 4.0 中心小組，小組成員由各個工廠工業(yè) 4.0 負責人擔任。通過集團總部的優(yōu)勢，一方面加強技術(shù)交流會議進行信息共享，使得各個工廠的工業(yè) 4.0負責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總部的力量，從方案的制定、方案的轉(zhuǎn)移、商務談判、項目申請、項目管理等各方面找到支持加速推進。
（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、項目步驟、技術(shù)驗證等關(guān)鍵任務打破過去的職能分工模式，利用團隊的力量快速推進。同時成立專門工業(yè) 4.0 部門，配置自動化設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)工程、物聯(lián)網(wǎng)研發(fā)等專家團，組建了一個系統(tǒng)高度配合、協(xié)同作戰(zhàn)、分頭并進的團隊，促進工業(yè) 4.0 項目順利推進。
（3）引進先進的項目管理手段科學地管理工業(yè) 4.0 項目的實施。首先利用 RACI 管理方式對項目成員職責進行授權(quán)，分為技術(shù)負責人、批準人、顧問、通知人等各角色，使得每個人的職責明確。其次科學的方案評估體系，從項目技術(shù)優(yōu)劣、投資額、回報周期等各方面進行評估。再次，科學的項目管理方法，對項目實施過程中的施工時間、范圍、成本支出、質(zhì)量確認、驗收流程等各環(huán)節(jié)進行科學管理。最后科學的項目追蹤體系，從項目的導入開始計算單個產(chǎn)品的實際節(jié)省值，異常時間統(tǒng)計等信息指導維護團隊實時注意項目的運行狀況與持續(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)型升級之路的背景下進行研究的，自德國提出工業(yè) 4.0 戰(zhàn)略白皮書后，很快得到了各個國家和企業(yè)的重視進而大力推行，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 時代下，博西華制冷該如何進行轉(zhuǎn)型升級等幾個方面來進行，研究的主要成果如下：
（1）通過對相關(guān)的研究文獻進行總結(jié)歸納和研究，指出了工業(yè) 4.0 包含的主要內(nèi)容，以及想要實現(xiàn)工業(yè) 4.0 所需要的技術(shù)支持。并且對中國特色工業(yè) 4.0 道路的建設(shè)做了一定的探討。通過對文獻資料的研究和分析，筆者指出目前全球的大多數(shù)國家對于工業(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)來實踐工業(yè) 4.0。
（2）通過對相關(guān)知識的系統(tǒng)調(diào)研和學習，筆者對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。對于其實現(xiàn)流程和路徑做了比較細致的設(shè)計。結(jié)合國際工業(yè)4.0體系相關(guān)的設(shè)計理論，考慮博西華制冷目前的實際現(xiàn)狀做了一個總體的設(shè)計，為其工業(yè) 4.0 的實現(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、制造、物流、服務，實現(xiàn)整個全流程供應鏈體系的整合；縱向通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，從企業(yè)到工廠，再到車間，最后到每一臺設(shè)備每一個人，統(tǒng)統(tǒng)連接為一體。最終達到工廠零庫存高利潤，客戶得到物美價廉的客制化產(chǎn)品的雙贏局面。
參考文獻（略）