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数字化点亮江苏“智造”

—— 第三届江苏智能制造标杆企业深度考察有感

2021/11/25    来源:e-works    作者:e-works  梁曦      
关键字:江苏  智能制造  
2021年10月15日,由e-works数字化企业网组织的第三届江苏智能制造标杆企业深度考察圆满结束。3天行程,6家企业,生产车间的参观,会议室的分享,团友之间的热烈交流,为考察团成员提供了一场思想与实践交织的盛宴。通过多维视角对比,团员们学习了江苏知名制造企业建设智能工厂的实践经验,对今后推进智能制造有了更直观的认识,也为今后的工作创新提供了新思路。
       2021年10月15日,由e-works数字化企业网组织的第三届江苏智能制造标杆企业深度考察圆满结束。本次考察为期3天,由e-works总经理胥军博士带队,走访了研华科技(中国)有限公司昆山园区、全球机床行业领军企业牧野机床昆山工厂、国家两化深度融合首批示范企业亨通光电、苏州瀚川智能科技股份有限公司、尚品宅配华东智能制造无锡基地、无锡普天铁心股份有限公司等六家行业翘楚的智能制造标杆企业与示范基地,通过实地考察、专家讲解和深度交流探讨,考察团不仅身临其境感受了不同行业智能工厂最佳实践,也共同学习了标杆企业的智能工厂建设之道。

数字化点亮江苏“智造”

       江苏工业基础雄厚,智能制造无疑已经成为江苏制造业的新优势。目前,江苏已经构建了一批可复制与可推广的智能制造新模式。苏州与无锡作为江苏省工业产值与利润总额排名前两位的城市,涌现出一大批智能制造标杆企业。本次考察的企业既有国际化知名的外资企业,也有本土成长的行业领军企业,通过多种背景、多个行业、多维视角对比,考察团成员开拓了视野、领略了标杆企业的魅力与成功之道。

考察团在研华合影

考察团在研华合影

一、积极推进工业互联网应用,加速数字化转型进程

       在动态多变的环境下,保持和提升竞争力是各行各业企业关注的目标,数字化转型是途径,而工业互联网是企业实现数字化转型的关键基础设施和使能要素之一,也是制造企业推进智能制造的关键基础设施。当下,江苏省正大力推进企业工业互联网应用,出台了《江苏省加快推进工业互联网创新发展三年行动计划(2021—2023年)》,苏州提出全力打造“工业互联网看苏州”品牌,无锡也将工业互联网和智能制造发展作为2021年工作要点。在政策的引导以及企业内生动力的驱动下,江苏省制造企业在工业互联网应用上已走在了前列。此次考察的六家企业都在积极探索和推进工业互联网的应用,从设备互联入手,通过构建精准、实时、高效的数据采集与互联,实现人、机、物的全面连接,实现资源优化配置,提高全要素生产率,真正实现降本增效。

       在研华科技的SMT车间,11条生产线的生产设备联网率达到近90%,采用了公司自主研发的WebAccess系统实现生产车间所有设备仪器的联网与集中管理、生产信息的自动采集与数据传输、设备运行状态及生产过程远程监控与自动控制,实现设备健康管理。系统还可以自动采集产品生产信息及数据、产能,并通过系统自动核算生产线的达标情况,直观的表现每条生产线的生产状况及运行状态;专用的状态监控系统则用于实时监测设备及产线运转/故障/待料等状态﹐当设备图标的颜色为彩色时,表示设备正常运行;当设备图标的颜色为灰色时,表示设备正处于故障状态,系统同时自动推送故障可能发生原因及处理对策供技术人员参考。基于工业物联网的应用,研华还建立了战情室,让公司营运管理人员快速掌控各个场域营运指标状况,包括制程生产力、生产进度、生产换线工时、品质管理以及生产OEE等,以便管理者做出及时、有效的决策,驱动现场管理效能。

       在瀚川智能的生产车间,部署了多个轻量化的工业物联网关Edge,使现场设备可以接入到网络中,方便读取机床的启停状态,计算出设备OEE等。在工业物联网关内,还可内置BI数据可视化系统(看板、报表)、HMI软件及产线级MES(生产工单/工艺参数/物料防呆/生产报表/追溯),结合瀚川OPLENLINK®企业级工业互联网平台的应用,以数据驱动制造、数据提效运营、数据辅助决策,实现数字赋能。

       在普天铁心的智慧工厂里,在车间内部署了10000多个传感器,实现设备集成与互联,使复杂工艺在不同工序之间能够无缝衔接,实现产品从原材料出库、纵剪、横剪、叠装、到成品入库全流程的自动化、智能化,整个生产过程高效畅通。

       作为定位为世界级工业4.0家具制造基地,无锡维尚不断探索工业互联网应用,以“数据流”让生产制造环节实现互联互通,通过“数字标签”实现一件产品从选材、生产、仓储、物流到安装等环节的数字化管理,实现大规模定制化生产。目前,无锡维尚家具已建立了“C2B+O2O”的商业模式,通过线上端引流、大数据整理、线下测量等环节实现全屋定制,打造个性化定制(C2M)工厂。

       此外,牧野机床昆山工厂建设了IOT中心,采用添加通信终端的方式,对正在企业服役的加工中心开展远程监控及设备预防性维护服务。亨通集团打造的工业互联网平台则聚焦典型功能应用,在设备智联、生产智控、大数据管理决策、协同制造等方面深度耕耘。

       随着企业自身工业互联网应用的深入与沉淀,制造企业开始推出工业互联网平台,形成系统的解决方案,快速复制应用于其他企业,以应对不同场景的数字化需求,赋能服务上下游产业链转型升级。

       例如,研华已打造出了WISE-PaaS工业物联网云平台,形成了环境与能源管理、设备智联、智能工厂、智慧城市、智能医疗、智能零售、智能物流等应用场景。研华希望与生态合作伙伴一起,通过软硬件结合的解决方案,共同赋能企业智造转型升级。

       瀚川智能则成立了瀚码技术公司,以“敏捷、赋能、统一、平台”为理念,推出了一系列场景化软件系统,并形成两大平台型产品:OPLENLINK®企业级工业互联网平台和HARMONCODE®工业低代码平台。包括工业物联网关Edge(车间数据采集)、工业大数据分析BI、生产执行MES、设备管理TPM、质量管理QMS、WMS/LES仓储物流等。通过瀚码技术工业互联网平台的应用,欣旺达锂威工厂实现了操作无纸化、决策数字化、过程流程化、运营精益化,实现了全面追溯、减员增效与持续改善。泰科电子则通过在多个车间的120多条线体成功部署与实施,做到了事先预防、过程管控与事后回顾。

考察团在瀚川智能合影

考察团在瀚川智能合影

二、引入智能装备与产线,从“制造”迈向“智造”

       “工欲善其事,必先利其器”。生产模式的变革是传统制造业走向智能制造的发展基础。通过引入智能装备与智能产线,建立柔性生产单元或柔性智能产线,实现智能化改造升级,将推动企业关键生产技术装备自动化、数字化、智能化,提升产品质量和制造效率。

       在研华SMT智能车间内,引入了基于射线影像的X-RAY点料设备、基于3D影像识别SPI、AOI设备、全自动丝网印刷机、高速点胶机、高速贴片机等智能化设备。同时针对原本传统工艺制程进行了逐步改善,如利用IC自动化烧录设备取代人工作业;引入自动插件设备;精密贴装原件数量清点引入自动点料设备;螺丝包封装实现自动数量清点封包等,提高自动化程度和劳动效率,并降低了成本。此外,研华生产设备联网率达到近90%,实现车间设备与车间云端网络的互联互通的同时,实现对生产设备稼动率、生产力、设备故障等数据的监控,并通过对监控到的数据进行分析,实现对机器设备的预测性维护。

       普天铁心始终在技术研发、改良工艺上持续高投入,先后投入3亿元用于新增研发及设备投入,通过定制与合作开发,普天铁心已拥有母卷原料智能立式自动化物流设备、配备在线铁损及厚度检测仪的纵剪机组、定尺硅钢智能立式自动化物流设备、全序列铁心横剪线(铁心柱自动理料机组、配变铁心柱自动理料机组、铁心自动叠片机组)、定尺硅钢产品全自动包装线等,并建立了电工钢、基础材料以及声学研发试验室。此外,普天铁心还在智慧车间内部署了10000多个传感器,实现100%无行车,通过自动化检测设备实现了硅钢铁损、磁感、厚度的持续在线检测。考察团员在车间现场感受了硅钢片经过全序列自动剪切、自动理料、自动堆垛的全过程,整个工序无起重机械设备、无铲车、无人员参与抬运,并且能满足任何硅钢片型的裁剪,同时大大减少因毛刺、波浪度和直线度等因素对铁心性能指标的影响,从而最大程度的降低铁心损耗、降低噪声。

       无锡维尚家具则构建了建立了领先的柔性生产线与前端销售系统无缝对接。顾客在线下单后,系统可自动将订单拆分成零部件,实现多品种产品按批次混合生产,自动生成批次任务单和作业指令,进行生产加工,通过立体仓实现智能入库,整合客户订单,智能出库。通过实现大规模定制化生产,无锡维尚家具生产力提高10倍,板材利用率从70%提升到93%,出错率下降到3%以下。

考察团在无锡维尚合影

考察团在无锡维尚合影

       在亨通光纤预制棒生产车间里,考察团成员看到了长度为3m,直径为180mm的光棒,该光棒一次性可拉丝6000芯公里,该车间完成了沉积设备、烧结设备、立式焊接设备、桁架机器人等核心装备的设计与开发,获批了国家智能制造项目、绿色制造项目、国家绿色工厂、省智能化车间等荣誉。

       此外,牧野机床的FMS柔性制造系统也给考察团留下了深刻的印象,通过FMS的应用,牧野机床可以实现全自动化地加工不同的机械零件,全面实现了数字化管控。

三、注重能源管理,打造绿色智能工厂

       随着我国对环保与污染排放的要求越来越高,企业迫切需要不断改进生产工艺,实现节能减排,推进绿色可持续发展,以获得可持续竞争优势。当下,制造企业开始积极推进精细化的能源管控,构建智慧能源管理系统,实现对生产设备及配套设施的能源数据的采集,对企业能耗状态进行监测、分析和预测,达到深挖节能潜力,合理计划和利用能源,监测和推送能耗异常信息,进而实现辅助推进精细化能源管控的综合信息采集与分析决策。

       在普天铁心智慧车间,构建了恒温恒湿的生产环境,同时,普天铁心通过加装多个传感器结合信息化系统的应用,实现了车间粉尘的监控,减少污染的同时确保加工安全。

       在研华智能车间内,设有智能温湿度环境控制系统,系统内含热感、烟感、温度、湿度、有害气体、PM2.5检测,通过无线数传设备将数据发送至服务器进行集中判断处理,监测器还可以及时收集各区域的温湿度状况,一旦数据超出管制范围,立即发出报警信号,同时系统自动采取对应措施;研华还应用了厂务能源管理系统,实时监测各个设备的能耗、能效数据,并可按设定的能耗、能效水平对能耗过大、能效过低的状况进行通告及告警,从而实现能源消耗的精确投放,达到节能的目的。

研华智能制造应用

研华智能制造应用

四、探索新技术应用,让数字化技术为企业赋能增效

       随着数字化技术的快速发展,制造企业也在不断探索数字化技术在企业的落地应用。通过数字化技术在全业务、全流程的深度应用,实现从产品研发、工艺设计、到生产及物流等全流程的数字化管控。

       在牧野机床昆山工厂,应用了AGV+协作机器人、AR/VR技术、Athena语音控制技术等。其中,Athena语音控制技术是一种专为加工制造设计的语音操作辅助技术,该系统允许操作人员使用语音命令与机床进行交互,这是对常规人机操作机床交互方式的创新性补充。此外,通过自动化立库结合WMS系统的应用,牧野机床还实现了对自动化备件库16000多个物料的精准管控。

考察团在牧野昆山工厂合影

考察团在牧野昆山工厂合影

       无锡维尚则通过人工智能、云计算、大数据等新一代信息技术的深入应用,形成强大的前端销售与后端制造、工厂间的协同互联,围绕工业互联网融合应用的平台化设计、智能化制造、网络化协同、个性化定制、服务化延伸、数字化管理等典型应用模式不断发展。

       研华在构建智能工厂的过程中,运用了机器视觉、机器人、AGV等,减少对人力的依赖。同时实现设备联网及数据采集、MES整合应用与可视化以及大数据分析及预防维护。其中,MES系统用于追溯物料和产品的使用和生产过程中各制程记录,涵盖了APS智慧排程系统、MCS物料追踪管理系统以及SFIS生产追踪管理系统三大功能模块。

       亨通集团通过不断应用5G+工业互联网技术,把设备、生产线、工厂、供应商、产品和客户紧密地连接融合起来,通过数字化技术赋能产线,大大提高运营效率,提升产品竞争力。

       在普天铁心智慧工厂内,通过自动化设备结合SAP ERP、MES及智能物料转运系统等信息化系统的应用,铁心核心技术指标“空载损耗”实现降低3%左右,远远高于国内同比水平。同时,普天铁心将运输系统、刀具系统、生产协同系统、营销接单系统、综合信息化平台等应用搬迁上云,实现了统一的运维管理,有力支撑企业运营。

考察团成员在普天铁心合影

考察团成员在普天铁心合影

五、数字化转型只有起点,没有终点

       推进数字化转型与智能制造是一个漫长的过程,当下,企业智能工厂的建设还远未达到“终点”。在新兴技术的支撑下,未来工厂的智能化程度越来越高的同时,工厂的智能化视角也将不仅仅聚焦工厂本身,而将构建智能化的产业生态。本次考察的标杆企业也都在持续地推进自身的智能化建设,并强调数字化转型只有起点,没有终点。

       从2012年,研华开始布局制造中心智能升级,历经8年时间验证,当制造中心的设备利用率、产能等均得到提升时,能耗缓慢下降,但是产值却得到大幅度的成长,同时大幅提高了设备利用率,实现减员增效。研华表示,将持续扩大设备/生产的数字化建设和资源投入,数字化、智能化转型升级只有开始,没有结束。

       自成立以来,亨通在一次又一次的战略创新中破局前行,从光通信到电力传输全产业链布局,从填补光纤预制棒空白到绿色光棒的破局,从产品、服务到全价值链系统集成的转型,每一次飞跃都离不开战略创新与超前的谋篇布局。亨通集团表示,企业数字化最终的落脚点是在竞争激烈的市场环境下,保障产品高品质的同时做到成本最优。只有持续从生产到研发体系、运营体系同步推进,打造产品的极致成本,才是竞争力的最终体现。

考察团参观亨通集团展厅

考察团参观亨通集团展厅

       无锡维尚家居科技有限公司黎慧厂长表示,消费升级正倒逼制造业升级,个性化、定制化、工匠精神将成为未来制造业的主流。在工业4.0时代,人人都是产品的设计者,人人都是品质的体验官。他采用“分分合合”四个字概括了智能制造的要义,对迈向智能制造的目标不断追求。

       普天铁心智慧工厂建设也在持续,铁心正三期智能工厂计划于2024年完成,目标是达到人均年产值1200万,目前已实现年产能15万吨,铁心希望三期智能工厂建设完成后,可无限接近工业4.0的水平。

       牧野机床中国销售总经理史久波先生也表示,企业在智能制造推进方面,除了要有系统化和标准化、有强有力的执行团队,还要有清晰的目标,推进智能制造没有终点。

       经过瀚川智能的经验沉淀,瀚码技术也将不断吸收并封装行业管理Know-How及业内最佳实践,应用先进的技术要素和管理理念。在未来与更多的制造企业展开深度合作,致力于成为客户首选的数字化技术服务商。

六、本末不可倒置,找准数字化转型实践之道

       对于企业而言,构建真正的智能工厂并不是一味地追求无人工厂,而是少人化和人机协作的工厂,是精益、柔性、绿色、节能的工厂。e-works总经理胥军博士在总结时指出,企业推进智能制造建设不要盲目追求自动化,而是应该考虑人机结合。例如研华虽然采用大量智能机器人,实现“机器指挥机器干活”,但也并不追求全流程自动化,有几个环节依然采用人工,更具有经济性和柔性。

       其次,企业推进智能制造与数字化转型是长期过程,要结合企业自身特点来制定推进策略,例如亨通光电及普天铁心,由于产品的特性,没有现成的生产设备,企业只能不断自行研发改进,持续改善。

       第三是企业在推进数字化转型的过程中,应具备工匠精神,追求精益求精。例如牧野机床运用的恒温系统以及深达20米的地基确保了生产的稳定及加工的精度,其对质量的精益求精和追求细节的工匠精神值得企业思考。

       第四,企业推进数字化转型要考虑数字化转型是赋能人,还是赋能机器。推进智能制造不是盲目的去购买机器,还需要人的素养、积累来管理。企业推进智能制造不仅是IT部门的工作,而是需要企业形成一种合力。由于智能制造涉及的方面太多,因此需要一把手支持,加上企业战略部门、市场研究部门、IT部门、自动化部门、工艺部门以及数据管理、人员管理部门共同推进,充分调动企业相关部门,一起将目标转化为指标,共同努力才能实现愿景。

后记

       3天行程,6家企业,生产车间的参观,会议室的分享,团友之间的热烈交流,为考察团成员提供了一场思想与实践交织的盛宴。通过多维视角对比,团员们学习了江苏知名制造企业建设智能工厂的实践经验,对今后推进智能制造有了更直观的认识,也为今后的工作创新提供了新思路。

       e-works作为智能制造领域的思想者,总是希望通过考察学习的形式让更多的制造企业学习到先进的方法和经验,通过开放的参观交流,相互学习,共同提高,推动智能制造的发展进程,促进中国制造企业转型升级。

       e-works作为致力于推进智能制造与两化深度融合的第三方专业服务机构,将通过考察、论坛和实训等多种形式,持续为广大制造企业提供更多与知名企业面对面学习交流的机会:

       2021年12月3日,江苏常州,2021智能工厂与工业互联网(常州)高峰论坛

       2021年12月9-10日,陕西西安,第十七届中国制造业产品创新数字化国际峰会

      2021年12月17日,2021浙江标杆智能工厂考察
责任编辑:程玥
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