2020中国百强标杆智能工厂建设深度观察

    智能制造已成为推动制造业转型、加快制造业高质量发展的重要抓手。“十四五”期间，我国明确表示将继续坚持智能制造主攻方向不动摇，加快推动制造业数字化、网络化、智能化转型步伐。未来五年，将是中国布局智能制造，驱动制造业数字化转型的重要窗口期。

    2020年，e-works开启了“中国标杆智能工厂”的评选活动，旨在发现更多中国本土智能工厂的标杆，寻找细分行业智能工厂的领先企业，探索智能工厂建设重点、关键技术和实践经验。“中国标杆智能工厂”的评选标准基于《e-works标杆智能工厂评级框架》，从“制造”、“智能”两个维度，对工厂的智能化水平进行综合评定。

    目前，e-works已累计评选出100家标杆智能工厂，这100家标杆智能工厂分布在中国的22个省区市的18个制造行业，其中，江苏、山东、浙江、广东四省最为集中，汽车整车及零部件、机械装备、电子通信三个行业的智能化水平领先。

    e-works“中国标杆智能工厂”的评选活动还将持续进行，希望通过“星火”的挖掘，帮助更多的制造企业推进智能工厂建设，形成智能工厂建设的“燎原之势”。

标杆智能工厂的推进之“法”

    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。在智能工厂中，人、机器、物料等制造资源能够通过网络实现互联，并通过对数据的采集、分析、学习与判断，实现数据驱动决策。

    （一）引入智能装备与产线，提升智能工厂“硬”指标

    “工欲善其事，必先利其器”。引入智能装备与智能产线，实现设备联网和产线数据采集是标杆智能工厂建设的“硬”指标。标杆智能工厂一方面通过引入智能装备，建立智能化柔性生产单元或柔性智能产线，实现多种工序、多种零件连续加工过程的全自动化、无人化、混线生产。另一方面广泛开展了设备联网与产线数据的采集工作。通过对设备运行状态实时监控，实现对设备的预防性维修维护，提升设备OEE。对产线的数据采集，实现生产过程的可视化，提升产品质量，提高制造效率。

    菲尼克斯电气南京工厂导入针对多品种、小批量生产的柔性自动化生产线。在一条柔性自动化装配线中，可以承担6大类270种产品的生产,设备换型时间降至10min以下。工厂中核心生产设备联网率达到100%，管理人员能够根据生产工艺的要求，实现各制造单元之间协调控制，同时保持各制造单元的独立运行与控制。

    （二）全面应用工业软件，打造智能制造“软”实力

    数字化是智能工厂的“软”实力， 对制造企业而言，工业软件既是提升生产效率与产品质量的倍增器，也是承载丰富工业知识的无形容器。这100家标杆智能工厂通过工业软件在全业务、全流程的深度应用，实现产品研发、工艺设计、生产、物流等全流程的数字化管控。在此基础上，打通生产数据流、产品数据流，实现生产过程管控透明化、产品全生命周期信息可追溯。

    （三）应用智能技术打通物流管道，支撑工厂高效运行

    智能物流是智能工厂的物料输送管道，承载着物料在生产工序间的流转，在上下游供应链间的运输，支撑着智能工厂高效运行。标杆智能工厂在生产、仓储、运输等作业环节，应用自动导引运输车（AGV）、智能分拣设备、悬挂式输送链、自动化立体库仓库等智能物流装备，实现车间内物料配送、分拣、储运作业的自动化。同时，通过WMS、TMS等物流信息系统，实现库存控制与优化，货物在途信息的可视化，运输路径的智能优化等，全面提升工厂物流节拍、库存周转率、供应链运作效率。

    （四）构建新型精益体系下的智能工厂，实现降本增效

    标杆智能工厂普遍推行了精益生产理念，以智能化提升与先进管理理论相结合的方式，推行智能工厂建设。东方电气德阳工厂是全球最大的发电设备制造基地，为了打破过去水、火、电分离的组织布局，推行混线生产与柔性制造，工厂按照精益理念与方法，基于“一个流”的原则，通过应用虚拟仿真工具，结合生产与物流仿真模型，对自动产线、立体库、智能单元等设备进行重新布局，物流效率提升20%以上，作业效率提升20%以上。

图1 东方电气冲片工艺布局模型及流程仿真优化

    （五）推进产品与服务的智能化，开启价值创造新模式

    标杆智能工厂在持续提升制造过程智能化水平的同时，也在积极通过新兴技术手段，提升产品和服务的智能化水平，不断延伸产业链、提升价值链，提高智能产品和智能服务的价值创造。徐工科技装载机工厂为了提升客户服务水平，实现服务全生命周期数据管理，建立了全球数字化备件服务信息系统（X-GSS）。该系统实现了“一机一册”（实车与图册一一对应）精准查询。 通过X-GSS系统的发布平台，用户可以在线查看维保、操作手册，准确查询零部件信息。用户也能够对产品的运行轨迹实时跟踪，实现施工过程的可视可控。此外，X-GSS实现了3D备件、3D拆装指导、AR增强现实等新功能、新技术，为用户提供了更加优质的售后服务。

    （六）构建智能能源环保体系，全面打造绿色智能工厂

    在社会发展和环境保护等多重压力下，制造业迫切需要树立“绿色环保”理念，坚持走“资源节约型、环境友好型”的发展道路。标杆智能工厂积极推进节能减排，实现绿色制造。潍柴动力一号工厂对重点工艺环节的设备进行能耗数据监测，分析确定出单台产品加工过程的单位能源消耗，实现工厂能源的精细化管理。同时，在历史累积的能耗大数据的基础上，通过能源数据统计模型，实现快速、科学、准确的能耗预测。此外，工厂积极淘汰高耗能机电设备，引进节能装置，每年节约电能20%、降低能源耗材8%，提升能源利用率4%以上。