中国智能制造实证研究：以烟草产业为例

摘要：美国总统特朗普签署对华贸易备忘录发动中美贸易战，剑指中国制造2025。我国要将服务智能制造产业生态系统的构建作为一大重要目标，加强智能制造标准化工作的统筹协调，修订并完善《国家智能制造标准体系建设指南》，将智能制造标准体系纳入两化融合中。烟草行业在2000年左右就成为两化融合的积极探索者，烟草企业投入大量资源用以研究并发展智能制造。本文分析了烟草行业的发展特点，即具有缺乏完善的感知系统、未能实现资源共享以及互联互通、智能应用尚处于低级阶段等发展难点，提出了烟草行业智能工厂的建设思路，即打造出烟丝智能生产线、运用大数据技术，实现精益管理、运营物联网技术，提升物流配送效率。

关键词：烟草行业；智能制造；两化融合

1前言

2018年3月22日，美国总统特朗普签署对华贸易备忘录，根据美国1974年贸易法案第301条调查结果，宣布将对价值600亿美元的约1300类中国进口产品征收关税，并限制中国企业对美投资并购。特朗普剑指中国制造2025，旨在“报复”中国部分贸易行为、政策对美国科技创新、知识产权的“负面影响”，据美媒报道，“报复性关税”将锁定在制造领域，《2017 USTR Report to Congress on China’s WTO Compliance》，美国认为“中国制造 2025”是中国政府主导经济行为的证明之一，中国的目的在于通过公平和不公平的行为，在高新技术领域进行进口替代，随后占领全球市场。美国的目标是重振制造业，贸易战在于针对中国制造2025，限制中国高技术、高附加值领域的发展。而中国的贸易战略目标是强化和升级本地制造业，为此制定才中国制造2025等战略，重点放在新兴产业升级，通过技术转让，规范外国投资和技术进口，促进中国技术出口。中国“要将服务智能制造产业生态系统的构建作为一大重要目标，加强智能制造标准化工作的统筹协调，修订并完善《国家智能制造标准体系建设指南》，将智能制造标准体系纳入两化融合中。” 具体到烟草行业，烟叶种植及复烤、烟丝加工、烟支卷制、烟机设备加工等诸多环节都需要智能制造技术提供有力支撑。MES系统、ERP系统、可编程控制器（PLC）、现场总线控制系统（FCS）等一系列智能制造系统架构中的重要组成部分，在烟草领域都有着十分广阔的应用前景。

从当前的实际发展情况来看，烟草行业已经具备了一定的智能制造应用基础，比如：生产过程及物流配送自动化、管理决策信息化等。不过这种智能尚属于Smart层次，而不是“Intelligent”，具体来说，就是智能制造系统可以较为精准的执行相关指令并反馈信息，可以对数据进行搜集、分析及应用，但无法做到自主学习、自我完善及自主决策。

国家烟草专卖局对引入先进技术与设备，通过发展智能制造推动烟草行业转型升级给予了高度重视，而卷烟生产的信息化、数字化及智能化无疑是诸多烟草企业进行的积极实践。具体来看，卷烟企业的智能制造改革具有以下几个方面的重要价值：智能产品及服务的出现，将有效推动烟草企业的商业模式创新。利用智能装备、智能产线、智能车间甚至是智慧工厂，烟草企业的生产模式将迎来颠覆性革新。智能研发、智能物流及智能管理，将会使烟草企业的运营及管理水平提升至新的高度。智能决策将极大地提升烟草企业的决策精准性及科学性。

在烟草企业的积极探索下，烟草产业的智能制造水平正在逐步提升。确实，想要从基础性的Smart进化到高度智能化的Intelligent，对烟草产业是一个长期而复杂的系统工程，在这个过程中会遇到各种问题，但随着人工智能技术的不断突破以及制造业水平的快速提升，这些问题都将迎刃而解。

烟草智能工厂将实现生产过程的透明化、自动化及精益化，利用在线检测系统，管理人员可以随时随地获取相关数据，并对生产参数进行优化调整，生产物流将会融入到生产流程之中，通过打造出一个稳定、灵活、精准、高效的智能制造系统，来对生产环节进行严格控制。

智能工廠的车间之间将保持数据实时共享，通过信息的实时流通确保实现高效协同。烟草智能工厂将会与消费者实现无缝对接，海量的实时用户数据信息将被及时反馈到工厂中，针对用户的个性化需求生产产品并提供服务。

当然，智能工厂对信息系统具有极高的依赖性，CRM、ERP、PLM、MES、SCM则是智能工厂几大最为核心的信息系统。与此同时，智能工厂具有需求定制化、生产智能化、产品可追溯化、设计大数据化、物流智慧化等特征。在智能工厂中，产品、设备、数据、员工、消费者将被密切连接起来，并利用互联网打造出信息物流系统CPS，从而对生产流程进行实时监测及动态控制。

2烟草行业智能制造的发展特点

早在2000年左右，烟草行业就成为两化融合的积极探索者，很多烟草企业投入大量资源用以研究并发展智能制造。2015年4月27日，玉溪卷烟厂通过由工信部组织的第一批“两化融合管理体系现场评估审核”，成为国内首家满足两化融合管理体系有关标准的卷烟工厂，其探索智能制造的实践案例为国内烟草企业提供了借鉴经验，并为我国烟草行业向智能制造转型升级提供了强大推力。烟草行业的特殊性，决定了其发展智能制造的过程中与遇到更高的挑战：

（1）卷烟生产流程涉及环节众多，企业必须进行数字工厂的仿真设计。流程制造是烟草生产的一大主要特征，需要经过较长时间的持续生产，工厂要对原材料进行一系列处理流程，使之经过物理反应及化学反应后转变为符合用户需求的产品。卷烟生产过程十分复杂，对控制精准性及协同性、数据精准度及实时性等有极高的要求，而仿真设计无疑是达成这一目标的有效手段，所以，很多烟草企业都在积极开展仿真设计的相关研究。

（2）烟草专卖制度有助于实现数字烟草工程，有效促进了烟草企业集成各种管理软件。数字烟草是指将烟草行业所涉及到的海量复杂信息转变为能够进行量化的数据，并通过对这些数据的分析及处理，为各烟草企业、物流等配套企业、管理部门等进行相关决策提供有效支撑。从公布的数据来看，从20世纪80年代开始，部分烟草企业就开始尝试将SCM、MES、ERP等管理信息系统进行融合。

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