智能制造試點示范典型經驗

編者按——9月10日，全國智能制造試點示范經驗交流電視電話會議召開，中國石油化工股份有限公司九江分公司、濰柴動力股份有限公司、海爾集團公司、四川長虹電器股份有限公司、北京和利時系統(tǒng)工程有限公司五家公司就實施智能制造的進展、經驗和做法在會上作了交流講話，《國家重大技術裝備》簡報將連載五期摘要。全國智能制造試點示范典型經驗（一）──九江石化建設智能工廠，哺育核心優(yōu)勢“十二五”初，中國石油化工股份有限公司九江分公司（下列簡稱“九江石化”）確立了建設千萬噸級一流煉化公司的愿景目的，傾力哺育“綠色低碳、智能工廠”兩大核心競爭優(yōu)勢，努力實現傳統(tǒng)煉化公司的創(chuàng)新發(fā)展和轉型升級。，九江石化列入中國石化智能工廠試點建設公司名單；，列入國家工信部“兩化”融合管理體系貫標試點公司、江西省“兩化”融合示范公司行列；7月，入選國家工信部智能制造試點示范公司。一、智能工廠試點建設九江石化智能工廠建設聚焦“計劃調度、安全環(huán)保、能源管理、裝置操作、IT管控”等五個領域，實現含有“自動化、數字化、可視化、模型化、集成化”等“五化”特性的智能化應用。智能工廠神經中樞建成投用。九江石化智能工廠神經中樞——生產管控中心于7月建成投用，含有經營優(yōu)化、生產指揮、工藝操作、運行管理、專業(yè)支持、應急保障的“六位一體”功效，生產運行實現由單裝置操作向系統(tǒng)化操作、管控分離向管控一體的轉變。智能工廠架構逐步形成。構建了矩陣式集中管控新模式；建立了生產經營優(yōu)化、三維建模等一系列專業(yè)團體；充實信息化管理、開發(fā)及運維力量，建立核心顧客激勵機制。公司級中央數據庫逐步建成。突破了以前業(yè)內普遍采用的“插管式”集成方式的限制，集成了13個業(yè)務系統(tǒng)的原則數據，為9個業(yè)務系統(tǒng)提供有效數據。通過“采標、擴標、建標”方式，完畢了與中國石化原則化平臺的對接?；谠O計的三維數字化應用獲得突破?；诠こ淘O計的三維數字化平臺集成120萬噸/年持續(xù)重整等15套生產裝置，以公司級中央數據庫為基礎，實現了工藝管理，設備管理，健康、安全與環(huán)境管理體系（HSE管理體系），操作培訓，三維漫游，視頻監(jiān)控等六大類深化應用。全流程優(yōu)化平臺應用獲得實效。自主開發(fā)的全流程優(yōu)化平臺提高了流程工業(yè)模型（PIMS）、煉廠模擬（RSIM）、煉油動態(tài)調度系統(tǒng)（ORION）、制造執(zhí)行系統(tǒng)（SMES）一體化聯動優(yōu)化功效，實現了煉油全流程優(yōu)化的閉環(huán)管理。全流程優(yōu)化平臺與原油評價、實驗室信息管理系統(tǒng)（LIMS）、SMES、公司資源計劃（ERP）等系統(tǒng)共享數據，提高了生產經營優(yōu)化的敏捷性和精確性。HSE管理及應急指揮實現實時化、可視化。HSE管理系統(tǒng)實現全員全過程HSE管理；施工備案系統(tǒng)對當天每項作業(yè)實施“五位一體”有效監(jiān)管；各類報警儀、視頻監(jiān)控實現集中管理、實時聯動。環(huán)保地圖系統(tǒng)實時在線監(jiān)測各類環(huán)境信息，異常狀況及時處置、閉環(huán)管理。二、智能工廠獲得成效實現敏捷生產、提高經濟效益。九江石化運用全流程優(yōu)化平臺，持續(xù)開展資源配備優(yōu)化、加工路線比選、單裝置優(yōu)化等工作，滾動測算127個案例，增加經濟效益2.2億元，助推公司加工噸原油邊際效益在沿江5家公司排名中逐年提高，位列首位。提高本質安全、踐行綠色低碳。九江石化智能工廠實踐將“安全環(huán)保、綠色低碳”理念置于優(yōu)先位置。施工作業(yè)備案及監(jiān)管體系對850臺可燃氣報警、1000余處火災報警、585套視頻監(jiān)控等實現集中管理和一體化聯動，支撐HSE管理由事后管理向事前預測和事中控制轉變。九江石化持續(xù)5年獲評中國石化安全生產先進單位，外排達標污水化學需氧量（COD）、氨氮等指標處在行業(yè)內先進水平。管理效率大幅提高。九江石化各類信息系統(tǒng)助推公司扁平化、矩陣式管理及業(yè)務流程進一步優(yōu)化，管理效率持續(xù)提高。在生產能力、加工裝置不停增加的狀況下，公司員工總數減少12%、班組數量減少13%、外操室數量減少35%。三、智能工廠建設體會終究，九江石化將采用虛擬現實技術，基于業(yè)務需求以及工程設計數據，建成覆蓋全廠的全三維數字化煉廠，并實現六大類深化應用，對煉油、石化公司推動智能工廠建設含有示范作用。一是煉油、石化公司建設智能工廠，要明確建設目的、規(guī)劃實施路線、制訂實施方略、貫徹保障方法，頂層設計、全員參加、主動哺育IT文明。二是煉油、石化公司建設智能工廠，要以業(yè)務需求為導向，立足于解決生產經營、發(fā)展建設和公司管理實際問題，在統(tǒng)一智能工廠平臺及架構的基礎上，推動各信息子系統(tǒng)建設，避免形成新的信息“孤島”。三是煉油、石化公司建設智能工廠，要下大力氣推動裝備國產化和軟件國產化，逐步擺脫對國外軟硬件的依賴，努力形成自主知識產權。全國智能制造試點示范典型經驗（二）──濰柴以智能制造推動公司快速發(fā)展濰柴動力股份有限公司（下列簡稱“濰柴”）是一家擁有整車整機、動力總成、豪華游艇和汽車零部件四大產業(yè)板塊，跨領域、跨行業(yè)經營的國際化公司。濰柴通過智能制造試點示范項目，持續(xù)實現以數據為核心的人、機器、產品的互聯互通，打造“智能化”公司，提高單件產品品質和工業(yè)附加值，進而帶動整個產業(yè)的協同和資源再配備。一、建設智能車間濰柴首先通過在核心生產設備上安裝傳感器、控制器，并與控制平臺集成，使設備可感知更要可控制；另首先通過工業(yè)互聯網實現設備—產線—產品之間的互聯互通，并結合工藝水平優(yōu)化，使3000多個訂貨號的產品能夠實現工藝過程仿真、產品和設備狀態(tài)的在線檢測與控制、物流智能拉動、制造資源優(yōu)化配備等，從而實現小批量、個性化定制的生產能力，通過建設智能車間打造將來智能制造的硬實力。二、建設數字化公司濰柴建立了覆蓋全價值鏈流程的“6+N+X”（業(yè)務運行平臺+管理平臺+基礎平臺）信息化支撐平臺，支撐了公司的高速發(fā)展。特別是全球協同研發(fā)平臺，將分散在中國、美國、德國等5個國家、12個地區(qū)的研發(fā)中心進行了高效協同，真正站在客戶的角度提供卡車、客車、工程機械等產品的一站式解決方案。由中國總部出具統(tǒng)一的設計原則并進行任務的派發(fā)和資源配備，美國研發(fā)中心運用其高端人才和前沿技術優(yōu)勢，進行后解決技術研發(fā)，減少排放指標。通過共同在一種虛擬化平臺上進行設計協作、知識共享，不僅提高了研發(fā)效率和質量，并且保持了濰柴產品在行業(yè)中的技術領先地位。三、建設智能化協同研發(fā)平臺濰柴的上游有近500家供應商，下游有4000多家維修服務站以及300多萬的客戶群體。前期通過搭建供應商門戶平臺以及售后服務平臺，將傳統(tǒng)的線下交易模式實現了線上化，提高了工作效率，減少了供應鏈總體成本。如供應商門戶系統(tǒng)，不僅能夠使供應商能夠在線精確查看濰柴的采購需求、產品庫存、產品質量等信息，協助他們合理指導生產、送貨，并且大幅減少了物流、質量等成本，每年大概為供應商節(jié)省成本5000萬元以上。但面對新的互聯網時代，傳統(tǒng)的線下業(yè)務線上化，已經不能滿足行業(yè)發(fā)展的規(guī)定，迫切需要將濰柴獨有的“整車—動力總成—核心零部件”的產業(yè)鏈平臺優(yōu)勢推廣到整個行業(yè)，以智能產品為核心，以信息技術為依靠，將上下游公司緊密地融合在一起，推動行業(yè)的轉型升級?，F在，濰柴正在將更多的供應商加入“全球協同研發(fā)平臺”，為將來打造行業(yè)性的眾創(chuàng)、眾包平臺提供技術基礎和模式探索。同時，加緊發(fā)動機的智能化，運用自主電子控制單元（ECU）的開發(fā)，實現基于大數據分析的遠程故障診療和節(jié)油駕駛模式匹配，通過車聯網技術、移動互聯網拉近終端顧客與廠家的距離。在將來，濰柴要打造一種商用車行業(yè)的云服務平臺，從顧客買車—養(yǎng)車—修車的基本需求，逐步擴展到融資租賃、加油等用車領域，甚至司機的住宿、休閑等生活領域，真正站在客戶的角度，為客戶提供一站式服務體驗。在大力推動智能制造工作的過程中，濰柴也面臨某些挑戰(zhàn)和困難。例如支撐車間智能化的核心生產裝備多為歐美日韓所壟斷，工業(yè)系統(tǒng)底層的解析與控制尚有困難，車間互聯原則和技術尚不成熟，支撐公司間協同的標記解析體系尚未建立，工業(yè)互聯網網絡安全有待加強，這些問題需要依靠整個行業(yè)的共同投入。全國智能制造試點示范典型經驗（三）──海爾智能制造創(chuàng)新實踐一、智能制造進展海爾集團公司（下列簡稱“海爾”）順應全球新工業(yè)革命以及互聯網時代的發(fā)展潮流，逐步探索出一條以互聯工廠為核心的智能制造發(fā)展路線。一是互聯工廠的顧客價值創(chuàng)新（縱軸）：顛覆傳統(tǒng)的業(yè)務模式，建立新的生態(tài)系統(tǒng)平臺。海爾互聯工廠的探索實踐將業(yè)務模式由大規(guī)模制造顛覆為大規(guī)模定制，打造U+智慧生活平臺，對外從生產產品硬件向提供智慧解決方案轉型；對內整合顧客碎片化需求，通過互聯工廠實現個性化定制。海爾的制造轉型最后是建立起一種互聯工廠生態(tài)系統(tǒng)。二是互聯工廠的公司價值創(chuàng)新（橫軸）：建立持續(xù)引領的智能制造技術體系。分為四個層次：——模塊化。例如，一臺冰箱原來有300多個零部件，現在在統(tǒng)一的模塊化平臺上整合為23個模塊，通過通用化和原則化、個性化模塊的整合創(chuàng)新，滿足顧客個性化需求?！詣踊Ｅc顧客互聯的智能自動化，由顧客個性化訂單自動驅動自動化、柔性化生產。——數字化。通過以可集成制造執(zhí)行系統(tǒng)（IMES）為核心的五大系統(tǒng)集成，實現物聯網、互聯網和務聯網三網融合，以及人人互聯、人機互聯、機物互聯、機機互聯。最后使整個工廠變成一種類似人大腦同樣智能的系統(tǒng)，自動與人交互、滿足顧客需求，自動響應顧客個性化定單。——智能化。一是智能產品，從現在簡樸的功效性產品變成智能產品，冰箱、空調能夠自動感知需求，空調能夠自動感知溫度，能夠感知顧客的使用習慣。另外，整個工廠通過信息互聯、數據積累及大數據分析可實現針對不同的訂單類型和數量，自動優(yōu)化調節(jié)生產方式。二、智能制造獲得的效果海爾現在已經初步建立起互聯工廠體系，實現了6個互聯工廠的引領樣板。4個整機工廠：沈陽冰箱，鄭州空調，佛山滾筒，青島熱水器；2個前工序工廠：青島模具、電機工廠，初步實現了向互聯工廠的轉型，可實時、同時響應全球顧客需求，并快速交付智慧化、個性化的方案。一是互聯工廠帶來了顧客價值的大幅提高?？啥ㄖ啤ｎ櫩湍軌蛲ㄟ^海爾交互平臺提報產品設計方案，成為產品的設計者，如冰箱的模塊化產品通過顧客的選擇和組合，由原來的20個型號，到現在的500多個型號；可同時在生產線上進行高效柔性生產，快速滿足顧客的個性化體驗?？梢暬?。顧客從消費者變成產銷者，顧客能夠參加公司的全流程，并且實現體驗的可視化。二是互聯工廠總體經濟效益明顯。在效率上，互聯工廠整體提高20%，產品開發(fā)周期縮短20%以上。在效益上，互聯工廠運行成本減少20%，能源運用率提高5%，廠內庫存天數下降50%以上，交貨周期由21天縮短到10天。三、實施智能制造的經驗海爾智能制造發(fā)展的經驗和模式將為家電業(yè)從大規(guī)模制造向大規(guī)模定制轉型，加緊向數字化、網絡化和智能化轉型提供經驗借鑒。一是觀念顛覆，主動創(chuàng)新、勇于試錯探索。智能制造沒有成熟的模式能夠復制，在互聯網時代和德國工業(yè)4.0有同樣的機會和起點，不能簡樸跟隨。海爾始終倡導主動創(chuàng)新的文化，人人都要成為創(chuàng)客，勇于打破傳統(tǒng)的模式體系，勇于試錯、主動創(chuàng)新，探索中國的智能制造模式，實現中國制造競爭力的引領。二是業(yè)務模式顛覆，由制造產品轉化成創(chuàng)業(yè)孵化平臺。智能制造模式通過建立資源無障礙進入平臺，吸引全球一流資源，持續(xù)創(chuàng)新、迭代，實現從賣單一產品到提供智慧解決方案轉型；同時，海爾將過去流水線式的員工轉變?yōu)橹R型員工或創(chuàng)客，在海爾平臺上現在已孵化出多個創(chuàng)客小微團體。三是全價值鏈打通，帶動產業(yè)升級。智能制造不是一種節(jié)點，不是一種公司自己就能做成的，需要全系統(tǒng)全價值鏈的打通與顛覆。海爾將以前大規(guī)模制造時代串聯的攸關方整合形成并聯，與終端消費者之間互聯，去中間化、去中介化，從而打通整個價值鏈，初步形成高效運轉的消費生態(tài)圈，帶動整個產業(yè)鏈價值升級。全國智能制造試點示范典型經驗（四）──長虹以大規(guī)模個人化定制驅動產業(yè)智能轉型四川長虹電器股份有限公司（下列簡稱“長虹”）通過運用互聯網、物聯網技術，打造從消費者需求動態(tài)感知、產品研發(fā)、制造、交易到服務的一體化運行平臺，構建低成本、高效率、敏捷的智能制造模式，打破公司與消費者之間的圍墻，滿足個人需求的即視化、訂單的便捷化、產品的個性化、服務的管家化，從而進一步助推長虹向服務型制造跨越式轉型。一、大規(guī)模個人化定制的基礎作為工信部兩化融合試點單位，長虹在研發(fā)、制造、交易等諸多環(huán)節(jié)實現了信息技術與工業(yè)技術的深度融合，累計投入超出10億元，形成了以公司資源計劃（ERP）、產品數據管理（PDM）為核心的，完整的制造業(yè)信息系統(tǒng)框架，涵蓋了產品的研發(fā)設計、生產管理、產品銷售、原材料采購、物流管理、財務管理、信用管理、決策支持等公司經營管理的全過程，并與第三方供應商開展了信息系統(tǒng)的協同和集成，獲得了較為明顯的經營成效。在制造模式方面，長虹以物聯網信息系統(tǒng)為核心，研究并構建了一種新型的多階段混聯離散型生產模式。該模式以傳感器、公司服務總線（ESB）、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）等技術為支撐，實現對生產系統(tǒng)、產品、設備工作狀態(tài)的動態(tài)實時監(jiān)測，在充足滿足大批量生產的同時，也可滿足多品種小批量混線生產?，F在，該模式已成功運用至長虹集團旗下的電視、冰箱、空調、注塑無人工廠等多個領域。其中，電視產品實現了場地運用率提高30%以上、庫存周轉效率提高25%以上、單品成本下降10%、人均產值提高20%以上，成效明顯。以綿陽生產基地為例，工廠占地面積由4萬平方米節(jié)省到2.3萬平方米（提高42.5%），在多品種混線生產的狀況下，人效提高40%以上，累計實現經濟效益達20.8億元。二、建立以“人為中心”的大規(guī)模個人化定制智能制造不僅僅是單純地以機器人、自動化設備等技術手段武裝工廠，來滿足內部制造效率的提高，更是需要站在消費者的角度，將消費者的需求作為智能制造的最高原則，反向考量研發(fā)、生產、銷售、服務等各個環(huán)節(jié)，從而實現大規(guī)模個人化需求定制的全新產品生命周期。其中，在產品設計方面，以面對模塊化設計為核心，建立產品族，構建“平臺+模塊”的產品構造，滿足消費者個性化定制需求；在產品營銷方面，以O2O、C2B等商業(yè)模式為方向，建立信息歸集與精算中心，實時進行信息推送，滿足消費者方便快捷的定制化需求輸入；在供應鏈方面，以敏捷供應鏈為方向，建立銷售預測模型、VMI+JIT供料、高級計劃排程等體系，實現對消費者的快速響應和交付；在產品制造方面，以先進制造為方向，通過信息化生產系統(tǒng)、柔性生產模式、智能裝備、虛擬仿真等工具，以顧客可接受的交貨周期和成本，實現大規(guī)模個人化定制；在售后服務方面，以一對一窗口服務為方向，建立客戶關系管理系統(tǒng)，提供應消費者全天候的管家式服務。長虹將繼續(xù)以《中國制造2025》發(fā)展戰(zhàn)略為宏偉藍圖，構建和完善智能制造體系，打造更加完善的智能制造平臺，逐步向智慧社區(qū)下智慧家庭的產品和服務提供商轉型，力求在實現模塊化定制，全方面實現個人化定制。全國智能制造試點示范典型經驗（五）──和利時用智能控制系統(tǒng)助力制造業(yè)轉型升級實施智能制造，需要技術、管理、工藝三個方面的專家分工配合。智能制造解決方案，是方便三類專家的使用，也是有效減少技術風險和實施成本的重要考慮。一、智能控制系統(tǒng)解決方案為有效減少制造業(yè)公司向智能制造轉型升級的技術風險，控制投資規(guī)模，同時也有助于通過自主可控的技術來保障我國的產業(yè)安全。一是開發(fā)支撐智能制造的公共技術和產品平臺。在裝置級和車間級，以智能控制器為核心，來實現裝置級和車間級的單元控制、協調控制和智能控制，并承當車間級的信息安全防護。在工廠級和公司級，基于智能控制云平臺，來構建數字化、智能化工廠。二是開放智能控制云平臺技術。作為公共技術平臺，提供應各細分行業(yè)應用方案商，共建智能制造技術生態(tài)圈，通過事實上的大面積應用，來推動智能制造技術原則的建設和完善。從云計算的層次看，生態(tài)系統(tǒng)包含信息基礎設施提供商（IaaS）、智能控制平臺提供商（PaaS）和細分行業(yè)應用提供商（SaaS）三類。