工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)垂直行業(yè)應(yīng)用案例集

1、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)垂直行業(yè)應(yīng)用案例集 PAGE 202 PAGE 203 案 例1 海爾數(shù)字科技（青島）有限公司COSMOPlat 服裝行業(yè)大規(guī)模定制應(yīng)用案例助力服裝企業(yè)大規(guī)模定制轉(zhuǎn)型升級海爾數(shù)字科技（青島）有限公司是海爾集團(tuán)在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代踏準(zhǔn)時(shí)代節(jié)拍進(jìn)行戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型設(shè)立的全資高科技公司。其運(yùn)營的海爾 COSMOPlat 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺， 業(yè)務(wù)涵蓋工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設(shè)和運(yùn)營、工業(yè)智能技術(shù)研究和應(yīng)用、智能工廠建設(shè)及軟硬件集成服務(wù)（精密模具、智能裝備和智能控制）、能源管理等業(yè)務(wù)板塊， 助力中國企業(yè)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模制造向大規(guī)模定制升級快速轉(zhuǎn)型，始終秉承國家級工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的使命，為用戶、企業(yè)和資源創(chuàng)造和分享價(jià)值，創(chuàng)引領(lǐng)全

2、球的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)品牌。COSMOPlat ?？椩茷镃OSMOPlat 在紡織服裝行業(yè)應(yīng)用和實(shí)踐的子平臺，海織云以用戶體驗(yàn)為中心，為服裝企業(yè)提供從交互、設(shè)計(jì)、營銷、采購、生產(chǎn)、物流和售后等全流程解決方案，實(shí)現(xiàn)從大規(guī)模制造向大規(guī)模定制的轉(zhuǎn)型，重塑紡織服裝行業(yè)價(jià)值鏈和生態(tài)鏈，構(gòu)建共創(chuàng)共贏的生態(tài)體系。目前COSMOPlat 海織云通過實(shí)施服裝行業(yè)大規(guī)模定制解決方案，已助力山東海思堡服裝服飾集團(tuán)有限公司、陜西偉志服飾產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司、青島膠州環(huán)球服裝有限公司、天津飛尼克斯實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司等服裝企業(yè)實(shí)現(xiàn)從大規(guī)模制造向大規(guī)模定制的轉(zhuǎn)型。一、COSMOPlat ?？椩萍徔椃b工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺紡織服裝行業(yè)的行業(yè)

3、難題紡織服裝工業(yè)一直是中國的支柱產(chǎn)業(yè)、重要的民生產(chǎn)業(yè)。經(jīng)過多年來的發(fā)展中國服裝產(chǎn)業(yè)建立起了全世界最為完善的現(xiàn)代制造體系，產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)制造能力與水平均位居世界前列。但同時(shí)服裝行業(yè)又存在很多問題，比較突出的問題是：第一，產(chǎn)業(yè)鏈長，產(chǎn)銷不匹配，提前生產(chǎn)導(dǎo)致庫存高； 第二，訂單趨向小批量多種類，大貨生產(chǎn)模式柔性不足；第三，不了解用戶需求，缺少售后護(hù)理服務(wù)導(dǎo)致的用戶滿意度低。COSMOPlat ?？椩萍徔椃b工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺針對行業(yè)存在的以上難題，COSMOPlat 海織云為紡織服裝行業(yè)提供大規(guī)模定制模式轉(zhuǎn)型、智能生產(chǎn)、數(shù)字化管理、協(xié)同制造等技術(shù)支持，最終滿足用戶日益?zhèn)€性化的服飾需求。COSMOPlat

4、?？椩拼蛟斓姆b行業(yè)大規(guī)模定制解決方案通過建立 MTM 定制系統(tǒng)，TDC 數(shù)字技術(shù)中心，實(shí)現(xiàn)直連用戶個(gè)性化需求，版型、工藝等自動(dòng)匹配，并集成 CADERPSCMMESWMS 等系統(tǒng)，同時(shí)結(jié)合業(yè)務(wù)與流程優(yōu)化，智能化設(shè)備應(yīng)用等實(shí)施，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全流程數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，全過程數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)監(jiān)控與預(yù)警。企業(yè)實(shí)現(xiàn)牛仔服裝大規(guī)模定制與柔性快返生產(chǎn)模式，并通過 COSMOPlat 平臺鏈接用戶大數(shù)據(jù)、供應(yīng)鏈資源等，構(gòu)建協(xié)同、互聯(lián)生態(tài)，形成用戶全流程交互，產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同；既實(shí)現(xiàn)企業(yè)快速精準(zhǔn)研發(fā)、高效生產(chǎn)、降低庫存，又大幅提高用戶體驗(yàn)感與產(chǎn)品滿意度，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化需求?；谝陨仙墸髽I(yè)實(shí)現(xiàn)了“柔性化、個(gè)性化、智能化”的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。

5、COSMOPlat ?？椩破脚_優(yōu)勢傳統(tǒng)的單向貨物流轉(zhuǎn)模式使得生產(chǎn)商無法精準(zhǔn)把握用戶需求，徒增庫存積壓， 使價(jià)格戰(zhàn)持續(xù)，在缺乏用戶交互的情況下流程愈發(fā)單一。而?？椩破脚_通過整合 行業(yè)優(yōu)秀資源，打造了全新的服裝行業(yè)差異化模式，同時(shí)為平臺上的紡織服裝企 業(yè)提供交互定制、開放創(chuàng)新、精準(zhǔn)營銷、模塊采購、智能制造、智慧物流、智能 服務(wù)等多種解決方案及云服務(wù)助力海思堡集團(tuán)大規(guī)模定制轉(zhuǎn)型升級作為山東省最大的牛仔服裝生產(chǎn)企業(yè)，海思堡曾面臨訂單周期長、庫存高； 銷售結(jié)束后無法追蹤；無法了解用戶需求的行業(yè)痛點(diǎn)。通過對海思堡的系列咨詢診斷，COSMOPlat 為海思堡打造了專門的大規(guī)模定制解決方案。提供服裝工廠從整廠

6、布局、精益導(dǎo)入到智能制造管理系統(tǒng)、供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)、生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)、智能倉儲系統(tǒng)等成套軟硬件產(chǎn)品及服務(wù)，使工廠實(shí)現(xiàn)從大規(guī)模制造向大規(guī)模定制的轉(zhuǎn)型，幫助服裝工廠提質(zhì)增效。通過與COSMOPlat 合作海思堡實(shí)現(xiàn)從大規(guī)模制造向大規(guī)模定制的轉(zhuǎn)型，從傳統(tǒng)的牛仔加工企業(yè)變成了可以小批量、定制化生產(chǎn)的牛仔定制企業(yè)。產(chǎn)品附加值大幅提升，企業(yè)競爭力顯著提高。二、海思堡項(xiàng)目實(shí)施概況本項(xiàng)目通過完整的系統(tǒng)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)海思堡業(yè)務(wù)流程的標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)據(jù)化驅(qū)動(dòng)； 通過對工廠的智能化改造，實(shí)現(xiàn)全品類大規(guī)模定制的全流程數(shù)據(jù)化和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)化。使工廠實(shí)現(xiàn)從大規(guī)模制造向大規(guī)模定制的轉(zhuǎn)型。項(xiàng)目總體架構(gòu)（1）總體架構(gòu)海思堡項(xiàng)目通過產(chǎn)品數(shù)字化及

7、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)化，通過OMS 定制下單系統(tǒng)，輔助AI 量體，實(shí)現(xiàn)用戶個(gè)性化定制下單，由TDC 技術(shù)數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)工藝、版型等的自動(dòng)處理，并通過CAD 實(shí)現(xiàn)版型生成。SCM 與 WMS 系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)供應(yīng)商高效協(xié)同與物料精準(zhǔn)管理，由APS 高效排產(chǎn)，MES 信息化驅(qū)動(dòng)裁剪、縫制、后整、包裝全生產(chǎn)過程，成品 WMS 及 TMS 對接，實(shí)現(xiàn)成品的高效管理及實(shí)時(shí)追蹤。基于上述的全流程信息化方案，同時(shí)，對接鋪布、視覺檢測、裁剪、吊掛、AGV、分揀、亮燈、手持機(jī)等自動(dòng)化設(shè)備和應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模個(gè)性化定制的服裝智能制造解決方案?？傮w架構(gòu)如圖 1 所示。圖 1海思堡項(xiàng)目總體結(jié)構(gòu)圖訂單動(dòng)態(tài)追蹤及一站式供應(yīng)鏈服務(wù)OMS 訂單管

8、理系統(tǒng)通過 B 或C 客戶在線創(chuàng)建個(gè)性化產(chǎn)品訂單，并無縫集成至后端數(shù)據(jù)智能中心。系統(tǒng)可根據(jù)業(yè)務(wù)需要隨意對框架、應(yīng)用進(jìn)行擴(kuò)展行為。在安全性方面，系統(tǒng)在調(diào)用關(guān)系的應(yīng)用之間可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)預(yù)警依賴關(guān)系，防止應(yīng)用被意外移除導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰，統(tǒng)一的調(diào)用入口可有效防止意外執(zhí)行非系統(tǒng)程序產(chǎn)生的錯(cuò)誤。圖 2OMS 系統(tǒng)功能圖OMS 下單系統(tǒng)通過對客戶下達(dá)的訂單進(jìn)行管理及跟蹤，動(dòng)態(tài)掌握訂單的進(jìn)展和完成情況，提升效率，從而節(jié)省運(yùn)作時(shí)間和作業(yè)成本，提高市場競爭力。系統(tǒng)以 3D 定制下單、微定制下單等多種下單方式，支持支付寶、微信等多種付款方式，提供用戶整合的一站式供應(yīng)鏈服務(wù)，訂單管理以及訂單跟蹤管理能夠使用戶的要求得到全

9、程的滿足。通過大數(shù)據(jù)分析集成匹配生產(chǎn)工藝智能 TDC 大數(shù)據(jù)智能分析，自動(dòng)匹配出訂單的生產(chǎn)工藝和 CAD 版。有效的節(jié)省工藝指導(dǎo)和制版成本，提高企業(yè)的工作效率。促進(jìn)企業(yè)對工藝，款式數(shù)據(jù)庫的積累。圖 3TDC 系統(tǒng)功能圖MES 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工廠互聯(lián)互通及數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)智能 MES 系統(tǒng)是智能制造的智能執(zhí)行系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了工廠設(shè)備的互聯(lián)互通和工業(yè)流水線的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，裁剪后每一個(gè)衣片都會有一個(gè)身份證-RFID 卡，作業(yè)人員通過在操作臺顯示屏上刷卡的獲取此訂單的工藝信息進(jìn)行作業(yè)，MES 同時(shí)也采集到訂單數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、人員數(shù)據(jù)等，為生產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)化提供了數(shù)據(jù)支撐， 從而實(shí)現(xiàn)了人機(jī)互聯(lián)、機(jī)物互聯(lián)、機(jī)機(jī)互聯(lián)，搭建了一個(gè)自作

10、業(yè)、自反饋、自診斷的物聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)。圖 4MES 系統(tǒng)功能圖智能生產(chǎn)管理系統(tǒng)是整個(gè)項(xiàng)目的核心系統(tǒng)，負(fù)責(zé)個(gè)性化訂單的具體生產(chǎn)制造， 它實(shí)現(xiàn)了工業(yè)流水線的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，每一個(gè)員工都通過 MES 的指令工作，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化產(chǎn)品全生命周期的單件流管理、生產(chǎn)全程零占壓、管理精細(xì)化。智能生產(chǎn)管理系統(tǒng)實(shí)施后，在信息層面將建立數(shù)字化工廠基本體系，將產(chǎn)品的各生產(chǎn)要素（物料、設(shè)備、產(chǎn)品等）有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)智能制造的信息層建設(shè)。倉儲數(shù)字化管理圖 5MES 系統(tǒng)功能圖倉儲管理系統(tǒng)可分為物料和成品倉儲管理系統(tǒng)。對物料倉儲系統(tǒng)而言，其核心價(jià)值是物料的存儲和數(shù)字化管理，確保生產(chǎn)車間及時(shí)獲得精準(zhǔn)的物料供給。對成品倉儲管理系統(tǒng)而言，其核

11、心是成品的儲存和數(shù)字化管理，確保成品交付的及時(shí)準(zhǔn)確。在配套環(huán)節(jié)，成品上下裝數(shù)據(jù)與 MES 系統(tǒng)對接，獲取應(yīng)配套數(shù)據(jù)；根據(jù)生產(chǎn)交付環(huán)節(jié)的刷卡，獲得實(shí)際入庫可配套單品，對應(yīng)配套數(shù)據(jù)和可配套單品進(jìn)行比對，并控制和驅(qū)動(dòng)吊掛配套系統(tǒng)在進(jìn)行自動(dòng)配套，為包裝發(fā)貨做好準(zhǔn)備。物流智能化與生產(chǎn)自動(dòng)化通過智能物流系統(tǒng)，打通物流渠道，提高生產(chǎn)效率的同時(shí)確保車間各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)互通、信息共享，降低溝通成本。包括智能吊掛系統(tǒng)及 AGV 智能配送系統(tǒng)。智能吊掛系統(tǒng)分為上掛線、縫制 1 線、縫制 2 線、個(gè)性化線、下掛線共 5個(gè)部分。其中兩條縫制線共用 1 條上掛線、1 條個(gè)性化線及 1 條下掛線，衣片上掛后由系統(tǒng)自動(dòng)分揀驅(qū)動(dòng)至其

12、中 1 條縫制線，兩條縫制線內(nèi)均為常用工站，當(dāng)出現(xiàn)個(gè)性化加工工藝時(shí)，吊掛系統(tǒng)自動(dòng)驅(qū)動(dòng)對應(yīng)衣架前往個(gè)性化工站加工，加工完成后再次返回主線體，加工完成后亦經(jīng)由個(gè)性化線體流至下掛線下掛，空掛具返回至上掛站點(diǎn)。圖 6縫制吊掛系統(tǒng)流程示意圖AGV 智能配送系統(tǒng)負(fù)責(zé)裁剪至模塊化線體以及智能配片系統(tǒng)之間、縫制至水洗段以及水洗至后整段的物料配送。工廠車間精益生產(chǎn)車間內(nèi)生產(chǎn)車間、通道、倉儲、辦公室、輔助服務(wù)設(shè)施等布局規(guī)劃、內(nèi)物流路線規(guī)劃；5S 標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)劃實(shí)施；建立 5S 管理機(jī)制與評價(jià)體系，形成長效機(jī)制及培訓(xùn)；工廠電子看板，工廠參觀設(shè)計(jì)規(guī)劃；組織機(jī)構(gòu)優(yōu)化；減少非直接人員數(shù)量，崗位設(shè)置合理化；崗位職責(zé)標(biāo)準(zhǔn)化， 有

13、效激發(fā)人員積極性；建立有效的激勵(lì)機(jī)制；對各崗位薪酬建立相應(yīng) KPI 考核；利用自動(dòng)化、信息化改進(jìn)質(zhì)量、效率；精益基礎(chǔ)知識體系培訓(xùn)，精益改善方法培訓(xùn)，企業(yè)團(tuán)隊(duì)培養(yǎng)；建立各環(huán)節(jié)相關(guān)業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)流程；成本控制各主要環(huán)節(jié)，如面輔料、主要耗材等的控制標(biāo)準(zhǔn)。推進(jìn)“兩化”融合建設(shè)，助力企業(yè)轉(zhuǎn)型升級?？椩破脚_針對市場需求，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)變經(jīng)營方式，轉(zhuǎn)變盈利模式， 積極推進(jìn)“兩化”融合建設(shè)。運(yùn)用獨(dú)特的三維量體測量方法，以滿足不同消費(fèi)群體的個(gè)性化需求，解決個(gè)性化產(chǎn)品不能工業(yè)化生產(chǎn)的難題。運(yùn)用現(xiàn)代化信息技術(shù)與自動(dòng)化縫制生產(chǎn)設(shè)備相結(jié)合，建立 MTM 智能化定制快速反應(yīng)系統(tǒng)，運(yùn)用智能化生產(chǎn)車間充分利用信息技術(shù)管理優(yōu)勢，對

14、業(yè)務(wù)流程和管理流程進(jìn)行全面改造， 建立柔性和快速響應(yīng)機(jī)制，從而實(shí)現(xiàn)個(gè)性化、差異化，實(shí)現(xiàn)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級。三、服裝行業(yè)大規(guī)模定制典范通過與COSMOPlat 合作，海思堡實(shí)現(xiàn)對客戶個(gè)性化需求的精準(zhǔn)把握，實(shí)現(xiàn)了從大規(guī)模生產(chǎn)向大規(guī)模定制的轉(zhuǎn)型。目前企業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率提高了 28%， 庫存降低 35%，定制產(chǎn)品毛利率從 12.5%提高到 40%以上，是原來的 3.2 倍。在企業(yè)升級過程中，海思堡把自己總結(jié)研發(fā)的牛仔水洗方案等行業(yè)經(jīng)驗(yàn)沉淀到COSMOPlat 平臺，為更多的牛仔企業(yè)提供技術(shù)支持。青島環(huán)球服飾借助?？椩品b行業(yè)大規(guī)模定制解決方案，項(xiàng)目全線投入生產(chǎn)后年均產(chǎn)量可達(dá)到 220 萬件/套，定制服裝從

15、下訂單到客戶收到產(chǎn)品由四天縮減至兩天，單間周期降低。產(chǎn)品一次下機(jī)率由 91%提升至 98%，單條產(chǎn)線由 18 人變?yōu)?12 人，降低人工成本 33%。陜西偉志通過建立MTM 智能化定制快速反應(yīng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)整廠自動(dòng)化、智能化改造，精益化提升，成本降低 15%，帶動(dòng)大貨生產(chǎn)線效率提升后，每年加工費(fèi)可節(jié)省 180 萬。同時(shí)，項(xiàng)目完成后的第一年，個(gè)性化定制能力達(dá)到 60000 套/年，成為陜西區(qū)域服裝智能制造引領(lǐng)，企業(yè)影響力不斷提升。四、大規(guī)模定制，共創(chuàng)共贏基于COSMOPlat 平臺的服裝行業(yè)大規(guī)模定制解決方案，堅(jiān)持以用戶需求為中心，重塑服裝行業(yè)價(jià)值鏈和生態(tài)鏈，推動(dòng)行業(yè)的智能化、數(shù)字化、一體化進(jìn)程， 構(gòu)

16、建共創(chuàng)共贏的生態(tài)體系。目前COSMOPlat 平臺已在女裝、牛仔、西裝等服裝細(xì)分行業(yè)開展實(shí)施大規(guī)模定制轉(zhuǎn)型，形成模塊化機(jī)理模型，為紡織服裝企業(yè)提供快速、低成本的大規(guī)模定制轉(zhuǎn)型升級服務(wù)。案例2 石化盈科信息技術(shù)有限責(zé)任公司基于數(shù)字孿生的石化工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用案例石油和化工工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺ProMACE 創(chuàng)新應(yīng)用石化盈科信息技術(shù)有限責(zé)任公司（以下簡稱石化盈科）成立于 2002 年，是能源化工行業(yè)唯一一家全產(chǎn)業(yè)鏈解決方案和產(chǎn)品提供商，為國家規(guī)劃布局內(nèi)重點(diǎn)軟件企業(yè)，連續(xù)多年躋身中國軟件收入百強(qiáng)企業(yè)前 50 名。依托中國石化信息化建設(shè)實(shí)踐，石化盈科已經(jīng)構(gòu)建起從咨詢、設(shè)計(jì)研發(fā)到交付和運(yùn)維的完整 IT 服務(wù)價(jià)

17、值鏈，形成了經(jīng)營管理、智能制造、智能物流、新一代電子商務(wù)、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)五大核心業(yè)務(wù)。石化盈科打造的面向石油和化工行業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺 ProMACE，是新一代信息通信技術(shù)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合的基礎(chǔ)設(shè)施，是支撐流程型智慧企業(yè)研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、供應(yīng)鏈管理、營銷服務(wù)各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的核心載體；是信息物理系統(tǒng)（CPS）在石油和化工行業(yè)的具體實(shí)現(xiàn)；是流程制造數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的關(guān)鍵引擎。一、基于數(shù)字孿生的創(chuàng)新應(yīng)用基于數(shù)字孿生的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，融合了十多年石化行業(yè)經(jīng)驗(yàn)與認(rèn)知，將數(shù)字孿生技術(shù)沉淀于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，通過構(gòu)建以資產(chǎn)模型、工廠模型、機(jī)理模型、工業(yè)大數(shù)據(jù)模型、工業(yè)專家知識庫為核心的數(shù)字孿生體，支撐典

18、型智能應(yīng)用，為石油和化工行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展提供新動(dòng)能。石化行業(yè)新形勢新要求石化工業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)和支柱產(chǎn)業(yè)，為國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。經(jīng)過多年發(fā)展，我國的煉油加工能力、化學(xué)品生產(chǎn)能力已居世界第一。但同時(shí)也面臨結(jié)構(gòu)產(chǎn)能過剩、環(huán)保要求、安全要求、成本上升、人才流失、核心技術(shù)亟需國產(chǎn)化等壓力或挑戰(zhàn)。在這樣的發(fā)展趨勢下，企業(yè)僅靠傳統(tǒng)的控制和管理方法已經(jīng)適應(yīng)不了新形勢下生產(chǎn)的需要，必須依靠信息化建設(shè)的引領(lǐng)作用，兩化深度融合，走新型工業(yè)化道路。基于數(shù)字孿生的石化工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新應(yīng)用，正是石化盈科在提升用戶競爭力、順應(yīng)時(shí)代發(fā)展、響應(yīng)國家戰(zhàn)略行動(dòng)中形成的重要成果。數(shù)字孿生的三個(gè)要素石化盈科通

19、過信息技術(shù)與石化業(yè)務(wù)深度融合，依托石化行業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺“賦能、賦值、賦智”，實(shí)現(xiàn)工業(yè)知識、模型和經(jīng)驗(yàn)的承載和推廣，提供智能化轉(zhuǎn)型“核心驅(qū)動(dòng)引擎”。其中，數(shù)字孿生體是核心，對石化工業(yè)進(jìn)行可視化模型化描述。運(yùn)行支撐環(huán)境是基礎(chǔ)，通過工業(yè)物聯(lián)接入、工業(yè)數(shù)據(jù)湖和工業(yè)實(shí)時(shí)優(yōu)化計(jì)算為數(shù)字孿生提供泛在感知、數(shù)據(jù)分類存儲和實(shí)時(shí)計(jì)算的環(huán)境。典型智能應(yīng)用是關(guān)鍵，服務(wù)于最終用戶，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的節(jié)能降耗、降本增效。創(chuàng)新應(yīng)用價(jià)值實(shí)現(xiàn)建立基于數(shù)字孿生的石化工廠多維度、全方位模型，提供數(shù)字孿生核心組件和應(yīng)用，打造以資產(chǎn)、物流為核心的業(yè)務(wù)新模式，實(shí)現(xiàn)企業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)型。通過優(yōu)化生產(chǎn)過程，降本增效；通過轉(zhuǎn)變管控模式，

20、提升管理效率；通過監(jiān)控優(yōu)化設(shè)備性能，保障安穩(wěn)長滿優(yōu)；全面提升客戶價(jià)值，幫助客戶取勝新形勢下的市場競爭。二、從構(gòu)架到落地的實(shí)現(xiàn)路徑基于數(shù)字孿生的應(yīng)用架構(gòu)基于數(shù)字孿生的石化工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用案例依托石油和化工工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺ProMACE，由石化工業(yè)數(shù)字孿生體、運(yùn)行環(huán)境和典型智能應(yīng)用三部分組成。圖 1 基于數(shù)字孿生的總體架構(gòu)石化工業(yè)數(shù)字孿生體全廠數(shù)字孿生模型是立足于ProMACE 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，利用數(shù)字孿生建模工具集構(gòu)建。資產(chǎn)模型描述煉化企業(yè)的物理資產(chǎn)描述石化工廠中物理資產(chǎn)的功能位置、機(jī)械特性、工藝特性、物理組成等本體數(shù)據(jù)和活動(dòng)記錄。對企業(yè)重點(diǎn)裝置進(jìn)行工程級和仿真級三維建模，對重點(diǎn)設(shè)備建立可拆解的

21、工程級模型。工廠模型描述石化工業(yè)的業(yè)務(wù)管理實(shí)體將資產(chǎn)模型進(jìn)行組態(tài)，形成適應(yīng)多業(yè)務(wù)場景的工廠信息化模型。將工廠按層次劃分為組織層、區(qū)域?qū)雍凸?jié)點(diǎn)層。機(jī)理模型描述生產(chǎn)反應(yīng)及運(yùn)行過程根據(jù)嚴(yán)格的“三傳一反”工藝機(jī)理模型，使用流程模擬工具，對設(shè)備以及生產(chǎn)過程，包括反應(yīng)、精餾、吸收、萃取、換熱、結(jié)晶等，根據(jù)所給過程的條件，對相應(yīng)過程進(jìn)行物料平衡、能量平衡、相平衡及化學(xué)平衡的計(jì)算，發(fā)掘生產(chǎn)潛能，從而指導(dǎo)科研、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)等工作。工業(yè)大數(shù)據(jù)模型描述生產(chǎn)企業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)規(guī)律構(gòu)建大數(shù)據(jù)分析模型，支撐裝置收率預(yù)測、質(zhì)量預(yù)測、操作工藝點(diǎn)預(yù)警預(yù)測等。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模型通常有底層的通用算法和業(yè)務(wù)規(guī)則構(gòu)成比較復(fù)雜的分析模型。工業(yè)知識庫沉

22、淀行業(yè)規(guī)則、經(jīng)驗(yàn)和案例將設(shè)備、物料、工藝、操作、質(zhì)量、能源、環(huán)保、安全、應(yīng)急等石化行業(yè)各業(yè)務(wù)域的行業(yè)知識、案例通過平臺進(jìn)行沉淀，形成石化行業(yè)知識庫，形成知識即服務(wù)體系，為工業(yè)應(yīng)用提供知識和算法支撐。數(shù)字孿生運(yùn)行支撐環(huán)境工業(yè)物聯(lián)接入通過工業(yè)物聯(lián)接入服務(wù)，實(shí)現(xiàn)對工廠設(shè)備設(shè)施的泛在感知，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集、接收、集成、轉(zhuǎn)換，準(zhǔn)確描述現(xiàn)場實(shí)際物理情況。工業(yè)數(shù)據(jù)湖通過工業(yè)數(shù)據(jù)湖構(gòu)建工廠數(shù)據(jù)中臺，將資產(chǎn)模型、工廠模型、工業(yè)物聯(lián)、實(shí)時(shí)優(yōu)化等能力在數(shù)據(jù)層面有機(jī)的結(jié)合起來，是面向工業(yè)數(shù)據(jù)存儲和分析的服務(wù)工具。實(shí)時(shí)優(yōu)化計(jì)算以工藝機(jī)理模型為核心，將設(shè)備和裝置生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)（實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、化驗(yàn)數(shù)據(jù)、設(shè)備臺賬等）送入模型模擬

23、計(jì)算，得到設(shè)備、裝置的優(yōu)化結(jié)果，輔助企業(yè)對裝置運(yùn)行參數(shù)做出優(yōu)化調(diào)整。應(yīng)用場景和應(yīng)用模式大機(jī)組仿真培訓(xùn)基于數(shù)字孿生資產(chǎn)模型的大型機(jī)組仿真培訓(xùn)與互操作，提升用戶檢維修和操作機(jī)組技能。包含機(jī)組結(jié)構(gòu)原理培訓(xùn)、機(jī)組檢維修培訓(xùn)、機(jī)組試車培訓(xùn)、機(jī)組操作培訓(xùn)、日常維護(hù)培訓(xùn)和異常處置培訓(xùn)六個(gè)功能模塊，并設(shè)置課程中心，通過課程管理進(jìn)行課程設(shè)置和考核編輯。圖 2 壓縮機(jī)剖切模型設(shè)備健康管理基于數(shù)字孿生工業(yè)大數(shù)據(jù)模型的大型工業(yè)設(shè)備健康管理，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)動(dòng)設(shè)備預(yù)防性維修，減少非計(jì)劃停工。包括：運(yùn)行管理與預(yù)警、在線運(yùn)行分析、故障診斷與預(yù)測和腐蝕評估與預(yù)測。圖 3 腐蝕診斷與評估工藝優(yōu)化與診斷基于機(jī)理模型、工業(yè)知識庫和工業(yè)

24、大數(shù)據(jù)模型的工藝機(jī)理模型，可以對生產(chǎn)過程的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、分析、預(yù)警和評價(jià)，通過軟儀表、工況分析與診斷、系統(tǒng)優(yōu)化等應(yīng)用，分析生產(chǎn)瓶頸，深挖工藝潛力，以市場為導(dǎo)向，指導(dǎo)企業(yè)降低生產(chǎn)成本，增產(chǎn)高附加值產(chǎn)品，提高企業(yè)整體經(jīng)濟(jì)效益。圖 4 工藝過程實(shí)時(shí)優(yōu)化煉化物料平衡基于工廠模型、工業(yè)知識庫的物料平衡，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全流程、全天候物流跟蹤， 實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，提升運(yùn)營精細(xì)化水平。主要包括物料移動(dòng)、物料平衡、統(tǒng)計(jì)平衡、指令執(zhí)行、業(yè)務(wù)流程自動(dòng)化、崗位工作臺六大模塊。確保企業(yè)指令從下達(dá)到現(xiàn)場作業(yè)信息感知及反饋均有線上管理手段支撐；對裝置、罐區(qū)、進(jìn)出廠、倉儲的批次管理提升對物流量、質(zhì)跟蹤追溯的能力；實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)崗位

25、工作統(tǒng)一管理。圖 5 全廠物料平衡調(diào)度指揮基于工業(yè)知識庫，實(shí)現(xiàn)調(diào)度指揮在線閉環(huán)。提升協(xié)同指揮效率，提高科學(xué)決策水平。支撐全廠調(diào)度指揮應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)基于管理知識的調(diào)度智能化。生產(chǎn)監(jiān)控為運(yùn)行、進(jìn)出廠、罐區(qū)、物料平衡等敏感環(huán)節(jié)提供高效監(jiān)控工具。預(yù)警告警為運(yùn)行人員提供生產(chǎn)報(bào)警、生產(chǎn)預(yù)警、智能處理等信息。基于調(diào)度指令生成規(guī)則，對調(diào)度指令的編制、審核、發(fā)布、執(zhí)行與反饋過程實(shí)現(xiàn)在線閉環(huán)管理。圖圖 6 調(diào)度指揮平臺三、實(shí)現(xiàn)價(jià)值，開拓創(chuàng)新實(shí)施效果大機(jī)組仿真的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了壓縮機(jī)、汽輪機(jī)、干氣密封和潤滑油系統(tǒng)機(jī)組模型以及配套場景的三維可視化建模，各個(gè)機(jī)組的培訓(xùn)課程設(shè)計(jì)及拆裝展示與培訓(xùn)。并實(shí)現(xiàn)了PC 和移動(dòng)端多平臺的仿真培

26、訓(xùn)模式，使新員工操作知識和技能得到快速、大幅提高，從而提高培訓(xùn)效率，提升了員工培訓(xùn)質(zhì)量和效果，減少了員工學(xué)習(xí)時(shí)間和培訓(xùn)成本。設(shè)備健康管理的應(yīng)用通過實(shí)施強(qiáng)化了設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)感知、監(jiān)測和管理，提升了設(shè)備健康運(yùn)行水平， 使各級設(shè)備管理部門實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的了解當(dāng)前的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，提升設(shè)備異常狀態(tài)預(yù)警和處置能力。引入模型和數(shù)據(jù)分析工具，評估設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，優(yōu)化現(xiàn)場操作， 降低設(shè)備運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，支撐裝置長周期運(yùn)行。通過預(yù)測故障，提前進(jìn)行計(jì)劃維修， 降低事故發(fā)生概率，避免非計(jì)劃停車。工藝優(yōu)化與診斷的應(yīng)用提供生產(chǎn)裝置優(yōu)化解決方案，對生產(chǎn)過程的操作方案、工藝技術(shù)參數(shù)、裝置潛力和瓶頸等進(jìn)行經(jīng)常性的定量分析和診斷，優(yōu)化裝置生產(chǎn)操

27、作。把原油調(diào)合成套裝備與原油近紅外快評工具、原油加工優(yōu)化軟件深度融合，實(shí)現(xiàn)了對近百余種原油配方優(yōu)化和組分的精確控制，原料組分穩(wěn)定可控，確保了常減壓裝置平穩(wěn)經(jīng)濟(jì)控制。同時(shí)，將大數(shù)據(jù)分析與機(jī)理分析相結(jié)合，對生產(chǎn)數(shù)據(jù)、石腦油原料進(jìn)行分析建模，建立操作樣本庫，指導(dǎo)工藝參數(shù)優(yōu)化.通過機(jī)理模型驗(yàn)證后，提高汽油收率和辛烷值，增效顯著。物料平衡的應(yīng)用覆蓋生產(chǎn)裝置、罐區(qū)、碼頭、倉儲、進(jìn)出廠、生產(chǎn)調(diào)度、生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)、計(jì)量等生產(chǎn)管理業(yè)務(wù)，向下對接實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和 LIMS，向上為 ERP 系統(tǒng)提供及時(shí)、準(zhǔn)確和完整的生產(chǎn)物料數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)物流全流程管控。提升生產(chǎn)業(yè)務(wù)規(guī)范化水平， 規(guī)范裝置、罐區(qū)、統(tǒng)計(jì)等業(yè)務(wù)管理流程，固化并形成

28、標(biāo)準(zhǔn)業(yè)務(wù)流程。實(shí)現(xiàn)了從原料進(jìn)廠到產(chǎn)品出廠的全過程跟蹤和精細(xì)化管理。支撐生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)月結(jié)提速，實(shí)現(xiàn)“日平衡、旬確認(rèn)、月結(jié)算”。調(diào)度指揮的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)調(diào)度自上而下、物料移動(dòng)自下而上的業(yè)務(wù)流程自動(dòng)化；創(chuàng)新物料統(tǒng)計(jì)平衡模式，實(shí)現(xiàn)班組、調(diào)度、統(tǒng)計(jì)數(shù)出一門。整覆蓋全公司生產(chǎn)業(yè)務(wù)調(diào)度指令流轉(zhuǎn)體系，將日計(jì)劃轉(zhuǎn)化為調(diào)度指令，實(shí)現(xiàn)指令從公司級調(diào)度、儲運(yùn)/港儲調(diào)度、內(nèi)操、外操的在線閉環(huán)管理，調(diào)度指令與物料移動(dòng)實(shí)時(shí)同步、業(yè)務(wù)聯(lián)動(dòng)。在人員數(shù)量不變的情況下，使指令執(zhí)行效率顯著提高，實(shí)現(xiàn)新型減員增效。經(jīng)濟(jì)效益與社會效益石化數(shù)字孿生應(yīng)用在中國石化下屬 4 家智能工廠試點(diǎn)企業(yè)投用，并向大型煉化企業(yè)、民營企業(yè)推廣。4 家試點(diǎn)企業(yè)累計(jì)增效

29、超過 29 億元（其中與數(shù)字孿生應(yīng)用相關(guān)經(jīng)濟(jì)效益為 4.9 億元/年），3 家企業(yè)被評為國家智能制造試點(diǎn)示范，2 家企業(yè)被評為國家首批綠色示范工廠。ProMACE 的創(chuàng)新應(yīng)用為我國石化企業(yè)樹立一個(gè)面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字孿生應(yīng)用的模板和標(biāo)桿，還可為各類智能工廠所涵蓋的智能化技術(shù)提供應(yīng)用示范平臺。建設(shè)石化數(shù)字孿生應(yīng)用，具有示范性及代表性，符合國家“制造強(qiáng)國”戰(zhàn)略的核心內(nèi)容，打造數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的新名片，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)引領(lǐng)。建設(shè)過程中沉淀大量生產(chǎn)控制和過程數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)、人工智能等工具進(jìn)行分析和試驗(yàn)，促進(jìn)了優(yōu)化和控制模型的產(chǎn)生和驗(yàn)證，幫助企業(yè)快速獲取行業(yè)的最佳實(shí)踐、彌補(bǔ)自身不足。石化工業(yè)數(shù)字孿生應(yīng)用

30、屬于典型的石油和化工行業(yè)工業(yè)軟件，通過研發(fā)和建設(shè)，打破了國外同類軟件在國內(nèi)的壟斷地位，提高了國產(chǎn)化自主可控水平。先進(jìn)性與創(chuàng)新點(diǎn)首次在石化行業(yè)建立了石化信息物理系統(tǒng)，及其體系結(jié)構(gòu)、單元模式結(jié)構(gòu)、單元層級結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和計(jì)算架構(gòu)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺上實(shí)現(xiàn)了石化信息物理系統(tǒng)的工程化實(shí)踐。以ProMACE 為平臺，首次實(shí)現(xiàn)了對石化工廠全方位的數(shù)字化、模型化描述。包括含物理資產(chǎn)描述的工廠模型、裝置與設(shè)備的三維模型、工藝機(jī)理模型、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的大數(shù)據(jù)分析模型、基于專家經(jīng)驗(yàn)的業(yè)務(wù)模型等。通過對工廠設(shè)計(jì)全過程的工程管理以及數(shù)字化交付，構(gòu)建煉化生產(chǎn)企業(yè)數(shù)字孿生，為企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行提供可視化的環(huán)境。實(shí)現(xiàn)了基于數(shù)字孿生的資產(chǎn)全

31、生命周期管理新模式。率先實(shí)現(xiàn)了全面感知、實(shí)時(shí)監(jiān)控、預(yù)測預(yù)警、智能處置、協(xié)同優(yōu)化、精準(zhǔn)執(zhí)行、學(xué)習(xí)提升的新一代生產(chǎn)營運(yùn)管控的新模式。四、追求無止境，創(chuàng)新不停歇將石化行業(yè)應(yīng)用實(shí)踐和成果，轉(zhuǎn)化成面向全流程工業(yè)的“操作系統(tǒng)”標(biāo)準(zhǔn)與整體解決方案，向能源化工和其它流程行業(yè)領(lǐng)域推廣。從支撐面向生產(chǎn)制造過程智能化的智能工廠、智能油氣田和面向產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)與科研活動(dòng)過程的智能研究院，向支撐智能供應(yīng)鏈、數(shù)字化工程和智能加油站的場景發(fā)展，最終實(shí)現(xiàn)流程制造行業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈的應(yīng)用支撐。在中國石化大型煉化企業(yè)全面推廣的基礎(chǔ)上，進(jìn)軍民營大型煉化企業(yè)市 場，推動(dòng)民營煉化企業(yè)向數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型，強(qiáng)化工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺在現(xiàn)代煤化工、生物化

32、工等市場的優(yōu)勢地位。并借助“一帶一路”國家戰(zhàn)略，打開國際市場。案例3 中移（上海）信息通信科技有限公司“5G+智慧工廠”來襲，上海煙草機(jī)械煥發(fā)新活力上海煙草機(jī)械為上海傳統(tǒng)的機(jī)械制造企業(yè)，近年來也逐步開展了智能制造探索，但是工廠在生產(chǎn)、售后運(yùn)維及數(shù)據(jù)安全等方面均遇到一定困難。針對客戶問題，中國移動(dòng)（上海）產(chǎn)業(yè)研究院利用 5G 高帶寬、低時(shí)延的特點(diǎn)，提供端到端解決方案，實(shí)現(xiàn)了 AGV 機(jī)器人無線控制、5G 數(shù)字孿生產(chǎn)線、5G+AR 維修、高精度室內(nèi)定位等業(yè)務(wù)。一、項(xiàng)目概況項(xiàng)目背景上海煙草機(jī)械為上海傳統(tǒng)的機(jī)械制造企業(yè)，近年來逐步開展了智能制造探索， 但是工廠在生產(chǎn)、售后運(yùn)維及數(shù)據(jù)安全等方面均遇到一定

33、困難。一是AGV 機(jī)器人基本通過 WiFi 進(jìn)行控制信號和數(shù)據(jù)傳輸，存在著 WiFi 信號同頻干擾、漫游切 換易掉線（重連）、覆蓋死角等問題。二是作為一家設(shè)備制造商，上海煙機(jī)在傳 統(tǒng)的售后模式中，需要工程師上門檢測設(shè)備，加上上海煙草機(jī)械的設(shè)備遍布全國， 存在售后周期長、成本高、響應(yīng)速度慢的問題。三是制造型企業(yè)的核心生產(chǎn)數(shù)據(jù) 可以說是企業(yè)中最重要的部分，在過去海量數(shù)據(jù)不能得到有效的保存，存在著數(shù) 據(jù)安全問題。項(xiàng)目簡介5G 具備更低的時(shí)延，更高的速率，更好的業(yè)務(wù)體驗(yàn)，有感知泛在、連接泛在、智能泛在的特點(diǎn)。利用 5G 技術(shù)讓制造型企業(yè)快速提高生產(chǎn)力，破解 5G 在垂直行業(yè)應(yīng)用發(fā)展的難題，中國移動(dòng)（上

34、海）產(chǎn)業(yè)研究院致力于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設(shè)，開展工業(yè)及能源領(lǐng)域平臺及端到端解決方案研發(fā)，打造上海煙機(jī) 5G+離散制造業(yè)的示范項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)了 AGV 機(jī)器人無線控制、5G 數(shù)字孿生產(chǎn)線、5G+AR 維修、高精度室內(nèi)定位等業(yè)務(wù)，未來還將部署 5G+邊緣計(jì)算、5G+CPS 實(shí)現(xiàn)自然導(dǎo)航的人機(jī)協(xié)作移動(dòng)機(jī)器人應(yīng)用等業(yè)務(wù)。項(xiàng)目目標(biāo)通過 5G 實(shí)現(xiàn)工廠多設(shè)備、多車間統(tǒng)一管理，統(tǒng)一運(yùn)維，安全隔離，從而帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。一方面，使用 5G 替代局域網(wǎng)走線，減少現(xiàn)場有線組網(wǎng)的建設(shè)難度和管理難度，大幅降低了走線布設(shè)的成本和后期運(yùn)維的難度。另一方面，降低用工成本，提高生產(chǎn)效率。5G+機(jī)器人的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)工廠無人化，不僅降

35、低了人員的成本，而且提高了操作的規(guī)范性，現(xiàn)場生產(chǎn)的安全性。將所有生產(chǎn)步驟程序化，提高了生產(chǎn)的效率。最終，通過 5G 在智能工廠的應(yīng)用探索出智能工廠的新業(yè)務(wù)、新業(yè)態(tài)和新模式，推動(dòng)行業(yè)制造技術(shù)進(jìn)步，為 5G 在其他行業(yè)的垂直應(yīng)用提供典范，給社會經(jīng)濟(jì)與生活帶來革命性的影響。二、項(xiàng)目實(shí)施概況總體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和具體場景總體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)針對 5G 網(wǎng)絡(luò)改造，原則上充分利用現(xiàn)有站址、傳輸、管線、動(dòng)力資源，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)部署，5G 網(wǎng)絡(luò)部署原則參考中國移動(dòng)集團(tuán)規(guī)模組網(wǎng)建設(shè)原則。上海煙草機(jī)械工業(yè)及能源領(lǐng)域平臺及端到端解決方案選取上海煙草機(jī)械西廠區(qū)的智能車間進(jìn)行業(yè)務(wù)的示范測試，整體網(wǎng)絡(luò)布設(shè)方案采取 5G BBU+皮基站（pRR

36、U）的形式。5G 基站的 BBU 安裝在東廠區(qū)，通過光纖接入西廠區(qū)的第一個(gè)RHUB，第一個(gè)RHUB 負(fù)責(zé)了 AGV 活動(dòng)區(qū)域的 7 臺pRRU，同時(shí)串聯(lián)了第二臺RHUB，也就是ZB415 區(qū)域的兩臺pRRU，并對各項(xiàng)應(yīng)用的重點(diǎn)活動(dòng)區(qū)域做了網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，5G 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D 1。圖 1 上海煙機(jī)車間 5G 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱DAGV 機(jī)器人無線控制在設(shè)備側(cè)，AGV 機(jī)器人改用 5G 網(wǎng)絡(luò)取代 WiFi 組網(wǎng)。利用 5G 網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)MES服務(wù)器與車間 AGV 機(jī)器人的實(shí)時(shí)通信，MES 服務(wù)器可通過 AGV 機(jī)器人對現(xiàn)場的物料實(shí)現(xiàn)智能調(diào)度。同時(shí)，利用 5G 網(wǎng)絡(luò)大帶寬、低時(shí)延、抗干擾性強(qiáng)的優(yōu)勢， 技術(shù)人員可對 AGV

37、 機(jī)器人及生產(chǎn)線進(jìn)行指令實(shí)時(shí)下達(dá)和操控，完成對 AGV 機(jī)器人和生產(chǎn)線的精準(zhǔn)遠(yuǎn)程管控。圖 2 上海煙草機(jī)械 5G 智慧工廠 AGV 機(jī)器人（3）5G 數(shù)字孿生產(chǎn)線ZB415 煙機(jī)產(chǎn)線由主機(jī)加輔機(jī)組成，體積龐大。該智能機(jī)組內(nèi)置超過 400個(gè)采集點(diǎn)位，每個(gè)點(diǎn)位的數(shù)據(jù)采集頻率均為毫秒級。因此系統(tǒng)每秒會產(chǎn)生海量的 數(shù)據(jù)，要將這些數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的傳輸?shù)綌?shù)字孿生系統(tǒng)中就需要 5G 網(wǎng)絡(luò)大帶寬的加持，通過數(shù)字孿生系統(tǒng)對機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程的控制，如開機(jī)、停機(jī)、復(fù)位、包裝速度調(diào)整等。5G 網(wǎng)絡(luò)的低時(shí)延、高可靠性確保了這些控制指令下發(fā)的實(shí)時(shí)性和可靠性。當(dāng)機(jī)組某一個(gè)零部件出現(xiàn)故障時(shí)，數(shù)字孿生系統(tǒng)會通過布置在機(jī)組內(nèi)部的

38、傳感器檢測到該零件，并立即在系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行報(bào)警；同時(shí)會聯(lián)動(dòng)監(jiān)控?cái)z像頭定位到出現(xiàn)故障的零部件的位置，并放大監(jiān)控畫面以便于控制中心的專家進(jìn)行進(jìn)一步的故障診斷和確認(rèn)。圖 3 5G 數(shù)字孿生系統(tǒng)及實(shí)景（4）5G+AR 輔助維修通過 AR 技術(shù)，在設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，遠(yuǎn)程的維修工程師可通過 AR 眼鏡或者手機(jī)、平板上的攝像頭看到設(shè)備的故障情況，并通過 AR 眼鏡或者平板的顯示器對設(shè)備附近的工人進(jìn)行維修作業(yè)指導(dǎo)，從而減少了工程師出差前往設(shè)備現(xiàn)場的人力成本，也減少了煙機(jī)的維修時(shí)間。圖 4 5G+AR 輔助維修（5）高精度室內(nèi)定位通過UWB 高精度實(shí)時(shí)定位首先能直觀地顯示貨物托盤的精準(zhǔn)位置，方便現(xiàn)場原材料的管理和監(jiān)督

39、，同時(shí)通過位置信息形成各類軟件應(yīng)用方面的功能進(jìn)一步提升了管理和監(jiān)督的便捷性、實(shí)時(shí)性和智能化，而基于長時(shí)間、大量位置數(shù)據(jù)形成的人員和托盤原材料位置、軌跡能作為工序效率提升的基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)，為智慧工廠領(lǐng)域帶來突破性的信息化變革。圖 5 室內(nèi)高精度定位工廠安全及可靠性工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)由于涉及到工廠內(nèi)和工廠外的網(wǎng)絡(luò)體系建設(shè)，因此其安全體系主要從工業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)兩個(gè)方面來構(gòu)建。從工業(yè)視角考慮，安全的重點(diǎn)是保障智能化生產(chǎn)的連續(xù)性、可靠性，關(guān)注智能裝備、工業(yè)控制設(shè)備及系統(tǒng)的安全；從互聯(lián)網(wǎng)視角考慮，安全主要保障個(gè)性化定制、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同以及服務(wù)化延伸等工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的安全運(yùn)行以提供持續(xù)的服務(wù)能力，防止重要數(shù)據(jù)的泄露，重點(diǎn)關(guān)注

40、工業(yè)應(yīng)用安全、網(wǎng)絡(luò)安全、工業(yè)數(shù)據(jù)安全以及智能產(chǎn)品的服務(wù)安全。因此，本項(xiàng)目依據(jù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟發(fā)布的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全架構(gòu)，構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全保障體系總體框架，如下圖所示，具體包括設(shè)備安全、網(wǎng)絡(luò)安全、控制安全、應(yīng)用安全和數(shù)據(jù)安全等五大重點(diǎn)。圖 6 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全解決方案總體框架本項(xiàng)目中的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全解決方案覆蓋安全技術(shù)防護(hù)的全場景，涵蓋了工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)研發(fā)、生產(chǎn)制造、后期運(yùn)維服務(wù)等階段，重點(diǎn)聚焦工業(yè)控制層面、內(nèi)網(wǎng)層面和互聯(lián)網(wǎng)云平臺等多個(gè)層面，重點(diǎn)構(gòu)建了工業(yè)防火墻、工業(yè)隔離系統(tǒng)（工業(yè)網(wǎng)閘）、網(wǎng)絡(luò)防火墻和虛擬防火墻等工業(yè)安全產(chǎn)品或解決方案，實(shí)現(xiàn)融合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、邊界安全防護(hù)、接入認(rèn)證、通信內(nèi)容防護(hù)、

41、通信設(shè)備防護(hù)、安全監(jiān)測審計(jì)等多種防護(hù)措施，構(gòu)筑立體化的網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)體系。三、項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)和實(shí)施效果項(xiàng)目先進(jìn)性及創(chuàng)新點(diǎn)通過 5G 實(shí)現(xiàn)工廠多設(shè)備、多車間統(tǒng)一管理，統(tǒng)一運(yùn)維，安全隔離，能夠帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。一方面，減少現(xiàn)場有線組網(wǎng)的建設(shè)難度和管理難度，使用 5G 替代工廠局域網(wǎng)，大幅降低了走線布設(shè)的成本和后期運(yùn)維的難度。另一方面，降低用工成本， 提高生產(chǎn)效率。5G+機(jī)器人的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)工廠無人化，不僅降低了人員的成本， 而且提高了操作的規(guī)范性，現(xiàn)場生產(chǎn)的安全性。將所有生產(chǎn)步驟程序化，提高了生產(chǎn)的效率。最終，通過 5G 在智能工廠的應(yīng)用探索出智能工廠的新業(yè)務(wù)、新業(yè)態(tài)和新模式，推動(dòng)行業(yè)制造技術(shù)進(jìn)步，為

42、 5G 在其他行業(yè)的垂直應(yīng)用提供典范，給社會經(jīng)濟(jì)與生活帶來革命性的影響。率先實(shí)現(xiàn) 5G 在工業(yè)離散行業(yè)的應(yīng)用中國明確 5G 時(shí)代的引領(lǐng)戰(zhàn)略，從 5G 國際標(biāo)準(zhǔn)到國內(nèi) 5G 產(chǎn)業(yè)推動(dòng)，我國在政策引領(lǐng)、研究布局和試驗(yàn)驗(yàn)證方面均處領(lǐng)先地位，因此有必要率先開展規(guī)模組網(wǎng)建設(shè)進(jìn)行 5G 典型的業(yè)務(wù)驗(yàn)證，提升我國 5G 在國際上的影響力。本項(xiàng)目以工業(yè)離散行業(yè)為應(yīng)用場景，迅速部署 5G 預(yù)商用網(wǎng)絡(luò)，盡早開展真實(shí)環(huán)境下 5G 規(guī)模組網(wǎng)驗(yàn)證，探索 5G 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、組網(wǎng)及優(yōu)化理論方法，推動(dòng) 5G 網(wǎng)絡(luò)商業(yè)部署進(jìn)程以及產(chǎn)業(yè)鏈成熟，完成典型業(yè)務(wù)場景的 5G 規(guī)模組網(wǎng)。部署 MEC 邊緣計(jì)算，提升網(wǎng)絡(luò)效率，支撐靈活行業(yè)應(yīng)

43、用MEC 使得傳統(tǒng)無線接入網(wǎng)具備了業(yè)務(wù)本地化和近距離部署的條件，從而提供了高帶寬、低時(shí)延的傳輸能力，同時(shí)業(yè)務(wù)面下沉形成本地化部署，可以有效降低對網(wǎng)絡(luò)回傳帶寬的要求和網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷。另一方面，MEC 把無線網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)兩者有效融合在一起，并在無線網(wǎng)絡(luò)側(cè)增加計(jì)算、存儲、處理等功能，構(gòu)建了開放式平臺以植入應(yīng)用，并通過無線 API 開放無線網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)服務(wù)器之間的信息交互，對無線網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)進(jìn)行融合，將傳統(tǒng)的無線基站升級為智能化基站。面向業(yè)務(wù)層面，移動(dòng)邊緣計(jì)算可向行業(yè)提供定制化、差異化服務(wù)，進(jìn)而提升網(wǎng)絡(luò)利用效率和增值價(jià)值。工業(yè)大企業(yè)客戶對于通過運(yùn)營商移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)這類公網(wǎng)進(jìn)行車間制造、控制管理等通信具有一定程度顧

44、慮，而利用MEC 技術(shù)可以完美地解決這個(gè)問題。在覆蓋企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)基站處部署 MEC 邊緣計(jì)算云，可實(shí)現(xiàn)將指定的內(nèi)網(wǎng)通信進(jìn)行旁路， 直接終結(jié)在企業(yè)內(nèi)部，而不再上傳至運(yùn)營商的核心網(wǎng)絡(luò)，既提升了網(wǎng)絡(luò)速度、降低了處理時(shí)延，也從物理網(wǎng)絡(luò)上確保了企業(yè)內(nèi)網(wǎng)的信息安全。實(shí)現(xiàn)示范模式創(chuàng)新將 CPS 系統(tǒng)引入機(jī)床設(shè)備制造，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝與信息系統(tǒng)融合，體現(xiàn)了生產(chǎn)模式從“集中型”到“分散型”的范式轉(zhuǎn)變，將 5G 技術(shù)引入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，利 5G 具備更低的時(shí)延，更高的速率，更好的業(yè)務(wù)體驗(yàn)，有感知泛在、連接泛在、智能泛在的特點(diǎn)，在信息物理融合系統(tǒng) CPS 的支持下，實(shí)現(xiàn)了離散制造業(yè)生產(chǎn)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化、生產(chǎn)數(shù)據(jù)可視化、生產(chǎn)文檔無紙

45、化、生產(chǎn)過程透明化、生產(chǎn)現(xiàn)場無人化等先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用，做到縱向、橫向和端到端的集成。圖 7 基于CPS 的遠(yuǎn)程控制與故障檢測實(shí)施效果AGV 機(jī)器人改用網(wǎng)關(guān)加 5G CPE 的方式取代 WiFi，大幅提升生產(chǎn)效率，降低運(yùn)維成本。ZB415 包裝機(jī)聯(lián)網(wǎng)改造及視頻監(jiān)控組網(wǎng)，利用數(shù)字孿生系統(tǒng)提升遠(yuǎn)程故障定位可行性，有效提升了企業(yè)智能化，為企業(yè)降本增效。上海煙草機(jī)械生產(chǎn)的煙機(jī)遠(yuǎn)銷全國各地，通過 AR 拆解設(shè)備賦能遠(yuǎn)程輔助維修，無需專家出差到現(xiàn)場進(jìn)行指導(dǎo)，且大幅提升售后效率，降低售后成本。通過UWB 技術(shù)對倉庫內(nèi)叉車及物料托盤進(jìn)行高精度定位，實(shí)現(xiàn)物流倉儲的自動(dòng)化和智能化?？傮w來說，通過對設(shè)備的 5G 網(wǎng)絡(luò)改造

46、，利用 5G 組網(wǎng)，打通了云端服務(wù)器與車間設(shè)備的實(shí)時(shí)通訊，云端服務(wù)器可通過設(shè)備對現(xiàn)場的物料實(shí)現(xiàn)智能調(diào)度。同時(shí)，利用移動(dòng) 5G 網(wǎng)絡(luò)抗干擾、低時(shí)延、大帶寬的優(yōu)勢，技術(shù)人員可對設(shè)備及生產(chǎn)線進(jìn)行指令實(shí)時(shí)下達(dá)和操控，完成對設(shè)備和生產(chǎn)線的精準(zhǔn)遠(yuǎn)程管控。同時(shí)，設(shè)備的數(shù)字孿生系統(tǒng)中所有傳感器的數(shù)據(jù)通過 5G 傳輸?shù)皆贫朔?wù)器，設(shè)備及機(jī)械臂的所有動(dòng)作實(shí)時(shí)的在數(shù)字模型中呈現(xiàn)，以 5G 的高帶寬低時(shí)延特性，助力 CPS 系統(tǒng)的打造。案 例4 沈陽海爾電冰箱有限公司海爾創(chuàng)新的互聯(lián)工廠智能制造模式基于用戶全流程參與體驗(yàn)的海爾互聯(lián)工廠創(chuàng)新21 世紀(jì)是互聯(lián)網(wǎng)的世紀(jì)，在全國兩會上，正式提出了互聯(lián)網(wǎng)+的發(fā)展方式。德國工業(yè) 4

47、.0、美國的先進(jìn)制造和中國制造 2025 的提出，預(yù)示著第四次工業(yè)革命的開始，誰能踏準(zhǔn)時(shí)代的節(jié)拍，誰就會引領(lǐng)行業(yè)的升級，在此背景下，海爾集團(tuán)提出了外建U+智慧生態(tài)圈，內(nèi)建互聯(lián)工廠的戰(zhàn)略構(gòu)想。海爾互聯(lián)工廠提出由大規(guī)模制造向大規(guī)模定制轉(zhuǎn)型，占據(jù)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代下制造業(yè)的制高點(diǎn)，在自動(dòng)化基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)數(shù)字化集成、設(shè)備集成互聯(lián)、高柔性化生產(chǎn)模式；積極探索基于物聯(lián)網(wǎng)和務(wù)聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)工廠，踏準(zhǔn)時(shí)代節(jié)拍，通過大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模定制、個(gè)性化生產(chǎn)。所有信息與攸關(guān)方互聯(lián)，以用戶為中心，構(gòu)建了聯(lián)用戶、聯(lián)網(wǎng)器、聯(lián)全流程三大互聯(lián)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)全流程的實(shí)時(shí)互聯(lián)，快速滿足用戶個(gè)性化定制的最佳體驗(yàn)。沈陽海爾電冰箱有限公司是海爾集團(tuán)全資子公司，

48、工廠主建筑面積 7.8 萬平方米，坐落在沈陽市沈北新區(qū)，在 13 年 12 月份正式投產(chǎn)，年產(chǎn)能達(dá)到 150 萬，單線產(chǎn)能是傳統(tǒng)生產(chǎn)線的近 2 倍，在集團(tuán)網(wǎng)絡(luò)化戰(zhàn)略的指引下，通過互聯(lián)工廠不斷的探索和實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)了智能自動(dòng)化的高柔性生產(chǎn)，初步具備了大規(guī)模個(gè)性化定制的能力。沈陽海爾電冰箱有限公司依托海爾集團(tuán)的人才 、研發(fā)、技術(shù)、基金、市場等綜合實(shí)力，2011 年注冊資金 1 億元人民幣，企業(yè)性質(zhì)有限責(zé)任公司（法人獨(dú)資）。整體投資 6.7 個(gè)億。廠址位于沈陽市沈北新區(qū)大望街 105 號。占地面積 131639 平方米 ，建筑面積 78710 平方米，于 2013 年 11 月份建成并投產(chǎn)。一、海爾創(chuàng)新

49、的互聯(lián)工廠智能制造模式智能制造的趨勢智能制造是利用智能制造系統(tǒng)（CPS），依托于傳感器、工業(yè)軟件、網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)、新型人機(jī)交互方式，實(shí)現(xiàn)人、設(shè)備、產(chǎn)品等制造要素和資源的相互識別、實(shí)時(shí)聯(lián)通、有效交流，促進(jìn)制造業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)與互聯(lián)網(wǎng)緊密結(jié)合， 推動(dòng)生產(chǎn)方式的定制化、柔性化、綠色化、網(wǎng)絡(luò)化，從而不斷充實(shí)、提升、再造制造業(yè)全球競爭新優(yōu)勢。智能制造是兩化深度融合、德國工業(yè) 4.0、美國產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)概念背后的共同目標(biāo)。從全球產(chǎn)業(yè)變革趨勢來看，智能制造的標(biāo)準(zhǔn)化是目前各國面臨的最大挑戰(zhàn)。德國把標(biāo)準(zhǔn)作為工業(yè) 4.0 戰(zhàn)略實(shí)施的優(yōu)先領(lǐng)域，這既是信息技術(shù)與工業(yè)技術(shù)融合發(fā)展的內(nèi)在要求，也是德國工業(yè)發(fā)展進(jìn)程中長期

50、以來堅(jiān)持的基本理念。智能制造應(yīng)包含產(chǎn)品的智能化、裝備的智能化、生產(chǎn)的智能化、管理的智能化和服務(wù)的智能化五個(gè)方面。把握智能制造發(fā)展的特點(diǎn)和規(guī)律，整合國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化資源，學(xué)習(xí)借鑒德國工業(yè) 4.0 標(biāo)準(zhǔn)化路線圖以及美國先進(jìn)制造和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的工作思路和組織方式，加快智能制造標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)。沈陽冰箱順應(yīng)全球新工業(yè)革命以及互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的潮流，由大規(guī)模制造向大規(guī)模定制轉(zhuǎn)型，積極探索基于物聯(lián)網(wǎng)和務(wù)聯(lián)網(wǎng)的智能互聯(lián)工廠模式。海爾創(chuàng)新的互聯(lián)工廠能力特征沈陽冰箱理解智能制造的本質(zhì)就是智能互聯(lián)工廠，就是要互聯(lián)出用戶的最佳體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模定制。它有三個(gè)基本能力特征：第一、定制：眾創(chuàng)定制將用戶碎片化需求整合，由為庫存生產(chǎn)

51、到為用戶創(chuàng)造； 用戶全流程參與設(shè)計(jì)、制造等， 由“消費(fèi)者”變成“創(chuàng)造者”，用戶參與定制全流程。第二、互聯(lián)：體現(xiàn)的是網(wǎng)絡(luò)化，內(nèi)外互聯(lián)、信息互聯(lián)、虛實(shí)互聯(lián)；與用戶實(shí)時(shí)互聯(lián)，從產(chǎn)品的研發(fā)到產(chǎn)品的制造，以及到我們的供應(yīng)商、物流商，全流程全供應(yīng)鏈的整合。第三、可視：全流程體驗(yàn)可視化，用戶實(shí)時(shí)體驗(yàn)產(chǎn)品創(chuàng)造過程。五大技術(shù)體系構(gòu)建海爾互聯(lián)工廠完整的智能互聯(lián)工廠建設(shè)需要分步構(gòu)建五大技術(shù)體系，分別是精益標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、柔性化、數(shù)字化和智能化，在精益標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、自動(dòng)化的基礎(chǔ)上實(shí)踐數(shù)字化以及智能化。模塊化是實(shí)現(xiàn)智能互聯(lián)工廠的一個(gè)基礎(chǔ)和前提條件，包括從零件變成模塊， 然后從模塊再到通用，再到模塊的迭代，最后實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品

52、的平臺化；柔性化必須和用戶的定制相結(jié)合，利用自動(dòng)化設(shè)備和用戶的需求是通過智能系統(tǒng)互聯(lián)起來的，將響應(yīng)速度達(dá)到百萬分之一秒的目標(biāo)；數(shù)字化是要構(gòu)建智能裝備互聯(lián)互通、應(yīng)用系統(tǒng)無縫集成、數(shù)據(jù)可視&分析的三維一體的數(shù)字化互聯(lián)互通體系；智能化則是要打造一個(gè)雙胞胎系統(tǒng)，通過一個(gè)虛擬的設(shè)計(jì)、虛擬的裝配，把用戶的需求轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的方案，同時(shí)將大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)等新技術(shù)應(yīng)用在制造過程中，從而實(shí)現(xiàn)智慧家庭和互聯(lián)工廠的有機(jī)融合，完成用戶全生命周期的最佳體驗(yàn)。二、打造用戶全流程參與體驗(yàn)的互聯(lián)工廠研究新一代信息技術(shù)產(chǎn)品智能工廠新模式，攻克新一代信息技術(shù)產(chǎn)品智能制造關(guān)鍵技術(shù)，形成智能工廠（車間）參考模型，并通過搭建智能互聯(lián)

53、工廠，形成新一代信息技術(shù)產(chǎn)品試驗(yàn)驗(yàn)證測試平臺，在沈陽冰箱互聯(lián)工廠進(jìn)行全過程試驗(yàn)驗(yàn)證，最終形成新一代信息技術(shù)產(chǎn)品智能工廠參考模型。智能工廠引領(lǐng)全球冰冷行業(yè)轉(zhuǎn)型升級智能工廠參考模型圖 1沈陽冰箱智能互聯(lián)工廠參考模型為順應(yīng)全球新工業(yè)革命以及互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的潮流，沈陽冰箱由大規(guī)模制造向大規(guī)模定制轉(zhuǎn)型，積極探索基于互聯(lián)網(wǎng)的智能制造新模式（智能互聯(lián)工廠）。海爾希望通過智能互聯(lián)工廠，為用戶提供智慧家庭解決方案，從單一產(chǎn)品引領(lǐng)到解決方案引領(lǐng)，使每一個(gè)產(chǎn)品都成為“網(wǎng)器”，每一個(gè)解決方案都可以融合進(jìn)一個(gè)統(tǒng)一平臺；同時(shí)，智能互聯(lián)工廠為滿足用戶個(gè)性化需求，通過探索支撐智能制造新模式中智能工廠發(fā)展的集成應(yīng)用，支持智能光電傳

54、感器、智能感應(yīng)式傳感器、智能環(huán)境檢測傳感器以及數(shù)控加工裝備與機(jī)器人大規(guī)模協(xié)同安全可控應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)新一代信息技術(shù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝、制造、檢驗(yàn)、物流等全生命周期的智能化要求，并通過大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模定制、個(gè)性化生產(chǎn)，并實(shí)現(xiàn)企業(yè)顯著的“兩提升三降低” 和制造轉(zhuǎn)型升級。沈陽冰箱從 2012 年開始探索智能互聯(lián)工廠，在這個(gè)探索的過程當(dāng)中，從一個(gè)工序的無人，再到一個(gè)車間的無人，再到整個(gè)工廠的自動(dòng)化，最后再到整個(gè)智能工廠的示范，通過不斷的積累、不斷的沉淀，逐步形成了海爾智能互聯(lián)工廠參考模型。智能互聯(lián)工廠核心系統(tǒng)沈陽冰箱智能互聯(lián)工廠架構(gòu)的核心是智能制造執(zhí)行 iMES 系統(tǒng)，通過 iMES 驅(qū)動(dòng)ERP、Logitic

55、s、PLM（包含 CAD/CAPP/設(shè)計(jì)仿真、制造仿真）、Control（生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集分析等）五大系統(tǒng)集成；業(yè)務(wù)上通過智能的制造，把制造、研發(fā)、物流緊密的互聯(lián)互通。通過智能制造執(zhí)行系統(tǒng)和現(xiàn)場智能化硬件的連接，構(gòu)建了一個(gè)高度靈活的個(gè)性化和數(shù)字化制造模式，逐步實(shí)現(xiàn)從管理、研發(fā)、生產(chǎn)、物流的數(shù)字化管理，提升企業(yè)全系統(tǒng)、全業(yè)務(wù)的智能化水平。圖 2沈陽冰箱智能互聯(lián)工廠核心系統(tǒng)柔性化制造支持用戶大規(guī)模定制產(chǎn)品沈陽冰箱柔性化的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)智能互聯(lián)，將用戶個(gè)性化與工廠柔性化制造結(jié)合，形成一個(gè)機(jī)器、人、數(shù)據(jù)萬物互聯(lián)的社區(qū)，建立一個(gè)生生不息的柔性制造生態(tài)圈。沈陽冰箱自動(dòng)化的智能升級路徑是：通過智能設(shè)備、機(jī)器人和生產(chǎn)

56、線，與用戶全流程互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)、機(jī)機(jī)互聯(lián)下的高品質(zhì)、高效、柔性生產(chǎn)。圖6 智能自動(dòng)化目標(biāo)沈陽冰箱柔性化生產(chǎn)的目標(biāo)是滿足批量為“1”的定制定單高效生產(chǎn)，具體開展方式通過以下四個(gè)方面：柔性模塊化布局：一個(gè)流的模塊化布局，靈活擴(kuò)展，支持個(gè)性化定制；柔性的模塊加工：一個(gè)流、高效互聯(lián)自動(dòng)化，零換模、快速換模、自動(dòng)打標(biāo)、自動(dòng)掃描；柔性的模塊組裝：個(gè)性模塊 SKD 總裝、多條單元線并聯(lián)，通用模塊高自動(dòng)化、一個(gè)流；柔性的模塊配送：工序間半成品 1 對 1 精準(zhǔn)自動(dòng)匹配。圖7 智能工廠柔性化制造模式數(shù)字化系統(tǒng)架構(gòu)沈陽冰箱數(shù)字化架構(gòu)的核心就是智能制造執(zhí)行 iMES 系統(tǒng)，系統(tǒng)上通過iMES 驅(qū)動(dòng)ERP、Logit

57、ics、PLM、Control 五大系統(tǒng)集成；業(yè)務(wù)上通過智能的制造，把制造、研發(fā)、物流緊密的互聯(lián)互通。通過智能制造執(zhí)行系統(tǒng)和現(xiàn)場智能化硬件的連接，構(gòu)建了一個(gè)高度靈活的個(gè)性化和數(shù)字化制造模式，逐步實(shí)現(xiàn)從管理、研發(fā)、生產(chǎn)、物流的數(shù)字化管理，提升企業(yè)的智能化水平，在智能制造的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)最終用戶和生產(chǎn)者的直接關(guān)聯(lián)。圖 8 智能工廠數(shù)字化系統(tǒng)架構(gòu)圖 9 智能工廠信息化系統(tǒng)架構(gòu)沈陽冰箱信息化系統(tǒng)按照總體規(guī)劃，分步推進(jìn)，并充分考慮系統(tǒng)間的集成， 通過信息化實(shí)現(xiàn)企業(yè)的數(shù)字化、智能化、可視化、定制化等先進(jìn)模式的落地，具有很高的示范作用和可復(fù)制性。沈陽冰箱智能化規(guī)劃沈陽海爾冰箱的智能化建設(shè)主要通過系統(tǒng)集成實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)

58、過程和工廠管理的智能化，自感知、自分析、自決策、自控制、自優(yōu)化，從智能排產(chǎn)到智能物流實(shí)現(xiàn)全流程透明可視。圖 10 智能工廠智能化規(guī)劃三、智能互聯(lián)工廠成果通過智能互聯(lián)工廠測試驗(yàn)證平臺的搭建，實(shí)現(xiàn)從用戶價(jià)值和企業(yè)價(jià)值的雙收獲。具體指標(biāo)如下：用戶價(jià)值：交互體驗(yàn)：用戶全流程參與，實(shí)現(xiàn)最佳體驗(yàn)；用戶滿意度：2 年產(chǎn)品保證期；定單交付周期：由 15 天縮短至 7 天；個(gè)性化定制產(chǎn)品：由 20+種提升到 500+種。企業(yè)價(jià)值：產(chǎn)品研發(fā)周期：縮短 30%；半成品庫存：減少 80%；產(chǎn)能：提升 1 倍；人均產(chǎn)值：提高 30%。用人：優(yōu)化 50%質(zhì)量：改善 30% 產(chǎn)品一次合格率四、社會效益及影響力沈陽海爾電冰箱

59、有限公司的智能制造升級項(xiàng)目依托于海爾集團(tuán)智能制造的戰(zhàn)略定位及愿景，作為海爾集團(tuán)首個(gè)互聯(lián)工廠樣板進(jìn)行推進(jìn)升級，并成為海爾集團(tuán)申請國家智能制造示范試點(diǎn)單位之一。沈陽冰箱的智能制造關(guān)注點(diǎn)并非是“機(jī)器人”代替“人”的智能制造升級，而是從用戶定制，到智能制造，到虛實(shí)研發(fā)的全流程、全系統(tǒng)、全方位的升級。從用戶角度出發(fā)，最終滿足用戶的個(gè)性化定制需求為結(jié)果，體現(xiàn)了海爾一貫以用戶為中心的經(jīng)營理念。從技術(shù)層面來看，沈陽冰箱的智能制造，吸收了德國工業(yè) 4.0 和美國先進(jìn)制造的理念，結(jié)合中國制造2025 的要求，梳理出從數(shù)字化精益、到模塊化、到自動(dòng)化、到數(shù)字化、到智能化的智能制造升級路徑，每一項(xiàng)都體現(xiàn)出了其先進(jìn)性，而

60、且沈陽冰箱作為這些路徑的踐行者，也在不斷的完善和調(diào)整相應(yīng)的方案。沈陽海爾電冰箱有限公司智能制造升級項(xiàng)目的實(shí)施，不僅在海爾集團(tuán)作為樣板進(jìn)行升級、推進(jìn)、復(fù)制，其智能制造理念、愿景、實(shí)施路徑擠技術(shù)方案也可以作為沈陽市各制造型企業(yè)，乃至遼寧省各制造型企業(yè)的參考典范，為沈陽市乃至遼寧省的制造型企業(yè)的智能升級有很好的借鑒意義，幫助各企業(yè)少走彎路，借此契機(jī)，趕上互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的潮流，實(shí)現(xiàn)彎道超車。案例5 中船工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)有限公司船舶非標(biāo)件生產(chǎn)管理系統(tǒng)船舶協(xié)同制造數(shù)字化及智能化應(yīng)用示范船舶行業(yè)是制造業(yè)的典型標(biāo)桿，是國民經(jīng)濟(jì)中的重要組成部分，它不僅為海洋資源的開發(fā)提供了裝備，也為世界貿(mào)易提供了必需的平臺。船舶行業(yè)是一