5G+工业互联网推进亚度家具“产品+服务”转型

一、企业简介

       四川亚度家具有限公司（简称“亚度家具”）是集智慧家居产品、智慧康养产品、智慧办公产品的研发生产及销售为一体的服务型制造企业。亚度公司自落户德阳凯州新城以来发展迅速，销售营业额近三年呈快速增长趋势。亚度公司自2017年起积极推动“产品+服务”转型，自主建设工业互联网数字平台，实现了数字化营销、数字化管理、数字化制造和供应链协同，成为传统制造业向数字化、网络化和智能化转型的示范。先后获得“德阳市优秀民营企业、推进供给侧结构性改革先进企业、四川省两化融合试点企业、科技创新型企业、现代企业制度达标企业、数字化管理示范企业、四川省专精特新中小企业、四川省高成长型中小企业及高新技术企业”等荣誉。

二、企业在智能制造方面的现状

       家具制造业工业互联网平台为企业数字化赋能，分步骤进行项目实施。首先结合制造业共性场景解决行业痛点，围绕应用创新业务场景，以场景创新创造应用价值进行整体解决方案构建：一是通过5G网络实时态势感知实现智慧决策，让设备在5G网络下在线管理，通过实时态势感知，解决了组织生产的智慧决策；二是依托柔性自适应资源快速分发，实现不同产品的生产工艺及产线快速匹配和不同种类产品的集中生产，大幅度提升了设备利用率与生产效率；三是通过平台应用形成个性化定制，规模化生产，进而实现成本管控；四是本项目与中国移动合作，实现了园区5G全覆盖，利用网络切片和分布式控制系统融合，实现对智能车间的设备精准操控。五是通过5G+智能制造执行的全生命周期体系管理系统，实现对生产进度、产品质量、设备状态、组织人员的四维协同。

       本项目基于供应链管理体系解决协同研发设计、协同供应链，重构了定制家具的业务模型和生产执行作业的离散模式，实现定制家具数据标识、资源组织、设计协同以及行业生产制造工业机理模型。项目利用5G对设备作业与数据传输进行实时控制，达成以数字孪生、仿真和设备协同的自适配调度协同；从2020年项目一、二期上线以来，搭建了定制家具制造业产品定制化的数据、业务、设备等多项管理协同应用，是目前国内唯一可实现大规模定制化家具协同作业生产的数字化平台。

三、参评智能制造项目详细情况介绍

       1.项目背景介绍

       四川亚度家具有限公司是家具制造业，随着市场变革，产品个性化需求增多，传统的生产加工模式已经满足不了企业的发展，从而导致产品订单的大幅减少。家具行业向定制化转型已成必然，而目前众多家具企业在转型定制产品生产时又遇到从设计到生产无法适应定制家具的规模化生产、定制化产品交付周期不能满足用户需求、供应链协同困难的等问题。面对经营成本和市场极大的压力，如何实现生产制造端工艺流程和设备资源调控，资源柔性调配，提升产品质量避免资源浪费已成为家具行业转型的一个难题，尤其是面对市场端日趋壮大的定制化家具需求，亚度家具迫切需要通过“5G+工业互联网”应用承载，改变传统生产制造模式和组织方式，加速企业效益快速提升，实现网络化、数字化、智能化转型。

       面对行业痛点，企业通过创新优化生产组织形式、运营管理方式和商业发展模式，不断增加服务要素在投入和产出中的比重，从以生产制造为主向“设计+制造+服务”转型，从单纯出售产品向出售“产品+服务”转变，有利于延伸和提升价值链，提高全要素生产率、产品附加值和市场占有率。2019年公司利用互联网和先进的信息技术打造“亚度家具工业互联网平台”，彻底变革了从消费者被动接受产品转变为主动参与到产品的设计过程中，提供全程数字化服务，最大限度满足消费者的个性化需求。在制造端突破了性以柔性制造智能车间、生产组织协同制造体系、协同供应链系统、产业生态链等为标志的典型智能制造业工业互联网应用场景，实现从产业上下游协同制造，跨企业生产组织，生产设备智能化升级和柔性生产管控。解决了大规模定制产品规模化生产，2020企业实现全产品定制化生产。

       2.项目实施与应用情况详细介绍

       1）项目总体情况

       项目以家具制造业在定制规模化生产与设备智能化融合上深入研究了管理方法，以5G企业内网改造升级与设备接入与应用系统提出基于家具制造业的工业互联网平台构建。核心是实现行业“人、机、料、法、环”与业务场景个性服务化集成，突破落后的企业管理系统变革，提出基于工业互联网平台的先进制造业管理系统架构创新理论。破除企业既有的管理系统过重问题，以功能边界清晰的模组化、微服务形式重构了各子业务系统。通过16个子业务系统把进行逻辑关联、业务联动、预警跟踪，以实现制造业管理可视化、设计数字化、生产执行智能化的集成创新应用。完整构建了制造业全业务流程，把管理模式嵌入到生产方式，把经营模式和制造模式融合。

       定义技术路线和核心功能，以平台层做为业务服务类、数据服务与数控设备控制两个底层类，用于抽象出的基础业务规则和生产路径以及数据标识、数据交换，以实现在大规模定制化产品在产线上的工艺自适配的柔性生产，解决了在制品的工艺路径重组和分解，提高了车间内设备利用率和工艺效率、缩短在制品加工周期。

       中台数据层（数据中心层）是核心的数据与业务逻辑分发规则集合。在SOA、ESB、微服务的基础上建立了具有制造业特色的事务处理逻辑。把业务层与数据层进行离散关系组，分解服务框架通过多个均携带服务的前、后端中台数据层多核技术栈。解决了在制造执行过程不同的工艺路径上下衔接，在实现了定制产品通用部件的集约生产，降低了制造工艺繁琐和产线的并串逻辑，是定制产品的柔性化生产的基础。同步实现了生产研发动态调整，是平台制造系统的数字孪生基础。

       应用组件层面向操作端，应用操作具有高敏、高感和通用性，并按照业务单元与功能划分多个业务单元。为平台跨行业广泛的应用提供了技术保障，可实现快速部署基础，使企业发展升级灵活可扩。

       结合数字孪生以及标识解析体系提供产品溯源能力，以数据高度写实分析在物理实体上进行业务模组的优化与预测。且在模组形态中打通不同应用场景数据，破除设备、设计、制造、维护以及产品生命周期隔阂，形成集合实体层业务态势向数字方式的物理对象创建虚拟模型，对复杂制造工艺，实现产品设计，制造和智能服务，业务的闭环优化，并通过平台服务建立应对业务服务的数字孪生实体，通过平台实现数据分析、模型共享。结合典型应用场景，研发工业APP与智能工厂IPv6设备协议标准规范。打通设备层、设计层、制造层的数据中心一体化。

       2）项目建设内容

       （1）通过5G网络实时态势检测实现智慧决策

       本项目通过5G网络实现设备的在线管理，实时检测过程态势叠加逻辑事件解决了组织生产的智慧决策。平台自动派发执行任务工单，自动调配串行并行工艺适配，控制应用模型直观的展现了企业生产工艺瓶颈，实现企业单位产能提升调优提供了数据服务。

       （2）通过柔性自适应资源调配模型解决生产效率

       依托柔性自适应资源调配模型快速适配不同产品的生产工艺及产线，提高不同种类产品同工艺路径的集中生产，大幅度提升设备利用率与生产效率。

       （3）通过数字孪生解决经营研发生产效率

       定制家具企业在产品设计上一直是核心关键问题，经营业务设计师与产品研发设计师以及设备通过参数这三个关键数据是脱节的，企业只能通过对经营设计师进行复杂的技能与技术培训。新产品研发出来不是上市，而是先培训。而在易错结构上无法做到丝毫不差。随着加压在企业的产品售后成本和产品出品质量不断提高。行业内产品研发到上市的周期基本在90天以上，产品打样、设备调整、工艺路径等一系列的论证还需要靠上市后逐次调整，形成了定制家具业内称之为“新产品、烂质量”，更有甚企业不愿意上线新产品以委屈求全。为彻底解决此问题，平台利用数字孪生技术应用，把产品进行数字化，融合设备执行参数和阀值，形成的数字产品模型经营经营设计师直接调用，在设备可执行做工范围内个性对家具产品进行定制化设计。此应用直接缩短研发产品上市10天以内，新产品试生产与质量合格率达到了100%，企业现在每月根据客户需求可支撑上市新产品10个以上，新系列2个以上。

       （4）通过工艺路径优化的适配重组和分解技术

       定制家具的工艺复杂，产线执行过程仅靠人员组织跟踪上下工艺衔接导致的产品缺件，缺工艺等问题导致的工艺错误占据了企业售后的80%以上。为解决此问题把工艺路径在排产时就纳入算法因子，并以相同工艺进行串并路径集约重组，而处理合项工艺采用分解技术直接控制工艺组织的应用。优化劳动力资源与工艺错峰调配，极大的提升了工艺路径执行效率，如柜体制造时效率提升了53.2%，同单位生产产量提升42%，产线衔接完整率实现了100%有序化。工艺跳线重组实现3小时以内节点通过的高速流水化制造模式。

       （5）通过5G在线设备感知解决人机有效协同

       设备在线化，集控化，实时感知是制造业数字化转型的关键核心，首要问题是网络速率的稳定性是设备集中控制难以解决的关键问题。项目与中国移动合作，对企业实现了5G全覆盖，利用网络切片和分布式控制系统融合对项目投入智能车间设备全5G网络数据传输。精准操控达到99.8%。低时延带来的边缘侧计算中心改变了设备控制层对计算服务的需求。

       （6）通过平台构建家具制造业数字供应链、制造链的标识体系

       在企业繁多的物料造成生产、仓库和财务管理工作的困难，例如，生产计划安排不妥当、容易拿混物料导致库存数据不准确；各部门对于某些半成品零件的叫法不统一；部门之间的协同效果较差。主要问题是要解决供应链上下游共享链的建立，把制造各环节中的物料、资金、数据等资源进行计划、调度、调配、控制与利用，形成上游供应侧物资原料需求数据按层级测算下游订单变化情况，实现动态推送未来3—14天的精确需求及供应原料时效异常下游联动反馈。

       3）项目实施情况

       智能制造5G+工业互联网作为连接数字经济与实体经济的重要载体，已在多个行业涌现出新模式、新业态，这无疑为德阳制造业与数字经济融通发展打开新思路。工业互联网能够充分调动各种经济要素的积极性，进而形成企业-产业-区域的转型地图，筑牢数字底座。我国数字经济已转向深化应用、规范发展、普惠共享的新阶段，依托工业互联网探索城市数字经济转型已成新风向。

       工业互联网是传统的工业实现变革工具，是把互联网技术和思维模式引入到传统行业的生产组织，DCS\PLC\计算机——自动化、互联网\物联网——信息化、云计算\大数据——数据化、区块链\人工智能——智能化。而家具制造行业的数控设备应用近乎100%，智能制造推行具有先决条件，其次行业，通过对市场数据收集，优化制造产业链流程，最大限度提升效率，提高生产灵活性和品质。形成5G+工业互联网平台智能制造体系。实现家具制造的自动化、信息化，再借助数字化、网络化、最终走向智能化。把家具制造行业的智能制造体系从设计到研发，研发到生产，生产到管理，管理到服务等制造活动的每一个环节，是以新一代信息技术为基础的先进制造系统与模式。智能制造过程是通过通信技术及自动化装备，实现生产自动化，并能够通过各类的数据采集技术，应用以通信互联的手段，将数据连接至智能控制系统，并将数据同步企业统一管理控制平台，从而提供最优化生产方案、协同制造和设计方案、个性化定制方案等，最终实现智能化生产。

       3.效益分析

       企业目前已经实现了100%的产品定制化生产，通过企业工业互联网平台搭建柔性生产线实现企业在柔性制造快速适配不同生产工艺及产线，提高不同种类产品同工艺路径的集中生产，大幅度提升设备利用率与生产效率。2019年仅工艺路径调优为企业减少350万元原料成本，板材原料利用率达到95%。特有的余料复线利用为企业创新收入达126万元。平台产线自主决策和判断辨识，运用算法和5G网络切片、低时延特性对设备、产线生产节奏、进度，工艺流控进行实时调节，对生产数据异常与流向高频并发的进行控制，平台指令控制优化分析不断指导修正产线性能及时管控工艺通过率，有效提升单位时间高效产能输出。使定制家具制造周期由35天，降低到5天以内。实现设备制造效率提升5倍，企业2019年全年在同设备场地情况下制造增量翻倍。

       通过协同供应链把供需双方生产计划自动对接，有效解决分散业务链的高效集成和快速互动响应，制造端到用户端的全程供应链合同按需交付。协同供应链实现了高频原料的供应周期由15天协同优化到3天，企业库存降低40%以上，采购资金成本周转率提升32%，2019年全年企业在供应链协同节约成本312万元以上，协同物资物流成本节约165万元。同时库存周转率提升了70%，原材料采购周期缩短了50%；通过系统的数据分析模块，采购方式由之前的按单采购，逐渐转为预测式集中采购，成本降低20%左右。

       当前项目开发行业应用APP数达到13个，注册在线有效企业用户数53家。2019年基于平台的家具制造业产业协同供应链和物流链在线成交额达到1.2亿元。为服务企业直接协同供应链上下游节约采购成本35%以上，物流供给周期由15天，缩短到3天以内。释放企业原料资金周期5倍，每月可达到2000万元以上。为制造业探索出具有示范性工业互联网建设路径和企业可承受的数字化转型丰富经验。