高端定製化裝備製造企業的智能製造項目建設

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高端定製化裝備製造企業的智能製造項目建設為推進數字化轉型升級，某公司積極圍繞「十三五數字化規劃」各項目標,緊扣公司「兩型三化九力」戰略目標與「十大管理體系」核心要求，「超前規劃、夯實基礎、創新探索」，公司積極探索智能製造及信息化建設，從管理到業務，致力塑造「數字化+」的能力，從研發設計、生產製造、銷售服務、運營管理個環節，全面推進企業數字化轉型 升級，提升產品質量、提高生產效率、提升服務質量、提高管理水平。

目錄

一、 案例簡介

2017年，該公司提出的「兩型三化九力」，「兩型」即：「創新型、服務型」；「三化」即：「差異化、智能化、全球化」，以及企業要具備的「九種能力」，其中明確指出要具備「數字化+」的轉型升級能力。項目期間，積極推進集團組織架構變革與流程再造工作，打造新思路下的深度融合業務流程和制度體系的智慧企業協同管理平台（EBPM）；全面推進基於MBD研發設計數字化，構建企業協同研發體系（PLM）；深化企業管理應用，實現管理數字化轉型（ERP）；構建以「客戶為中心」的集團客戶關係管理系統（CRM）；打造以精益生產為指導的製造執行系統（MES）;打造敏捷透明的供應鏈數字化管理體系(SRM)；自主搭建物聯網和大數據平台，探索開展大數據分析工作(IOT)；支持全員創新，激活內生動力，自主開發內部創新平台；通過眾多核心系統的建設和集成，推進數字化轉型升級。

二、案例背景介紹

本項目圍繞地下工程的特點和難點，打造一體化施工解決方案，包括圍岩動態判識與地質風險預警、施工輔助決策、智能指揮調度、施工質量智能評價、隧道智能建造過程多方協同交互等功能。對於裝配、調試，根據產品類型採用智能裝配流水線。已建濕噴台車、鑿岩台車、多功能台車等現代化流水裝配的總裝生產線。流水線本體採用適應性廣、故障率低、經久耐用的地拖鏈+雙板鏈模式，配套機械助力安裝設備、數字化擰緊設備、高精度加注設備，通過柔性的作業編程和合適的質量監控實現了多產品均衡、高效、高質的產出。對於零部件製造，大量研發並使用智能製造技術。三維智能套料系統同時滿足材料利用率、切割工藝、生產效率等多目標需求；智能化切割系統解決了大型非標零部件坡口自動化切割難題；關鍵部件機器人自動化焊接技術採用柔性自動化焊接機器人系統，解決盾構機複雜結構件（刀盤、盾體、變速箱等）自動化焊接技術瓶頸。自主研發的大型非標加工設備可覆蓋8米以上的超大直徑盾體加工，且成本優勢顯著，設備價格不足傳統大型數控立車的十分之一，顯著降低製造成本與產品售價。

三、案例應用詳情

1、總體應用框架

站在高端定製化裝備製造企業整體的角度，該公司未來智能製造的建設目標，是在實現業務量化的基礎上，強化物聯網建設，深化大數據挖掘，推進管理變革創新，將先進的信息技術、工業技術和管理技術「三元融合」，實現管理的數字化感知、網絡化傳輸、大數據處理和智能化應用的多維驅動，在其基礎上建立的智能組織架構是未來企業的骨骼，全業務流程體系是血液與經脈，他們共同支撐與不斷完善企業智能製造的運營體系，通過大數據驅動與內外部集群的創新引領，企業內各體系間相互協作，形成一個健康的有機整體，共同支持企業智慧大腦的運作，從而推進企業智能製造的持續發展。

2、關鍵技術應用詳情

（1）研發設計數字化

以PLM系統為核心的研發設計數字化建設。針對複雜多變的地質環境、不確定的客戶需求對地下工程裝備研製提出的要求，在傳統的PLM、三維設計基礎上，逐步開展包含幾何信息、約束信息、工程屬性的全機數字樣機建設和全生命周期數字孿生系統構建工作，實現「將產品塞進電腦、將車間搬上電腦、將隧道建在電腦」的目標，從而在電腦中完成設計、製造、組裝、施工等環節，並反覆模擬仿真，線上發現問題、修正缺陷，直至產品完美，再搬到線下進行生產製造，打造「零缺陷」產品。

（2）產品智能化

以隧道智能施工成套裝備為核心的產品智能化建設。突破了圍岩參數判識處理、三維空間定位與量測、指令執行監測與糾正、安全風險知控一體化等四大核心技術，構建了公司隧道智能裝備共性技術體系。當前，公司研發的全工序、全地質、全斷面、全地域的地下工程智能裝備，已經廣泛應用於鐵路、公路、國防、水利、礦山等行業。

（3）製造智能化

以MES系統（含車間級設備互聯與數據採集）、中央智能物流中心為核心的製造智能化建設。通過SCADA對關鍵設備進行聯網改造、實時採集設備的狀態和加工參數，實現設備異常報警監控；通過DNC實現數控設備的NC程序管理、程序遠程下載上傳、工藝參數實時採集與監控；通過APS承接經營計劃和需求，實現基於有限產能的輔助生產排產，加快生產反應速度，提高生產資源的利用率；通過MES實現圖紙和工藝文件的電子檔現場查閱，現場異常實時反饋，生產執行狀態移動報工，台賬、周期保養、維修、知識庫等全過程的設備管理。通過項目建設推動公司生產管理科學化，提高生產效率，降低生產成本，提升產品質量與市場競爭力。中央智能物流中心導入智能化成套物流設備及系統，結合實物流、信息流，無縫銜接採購、生產物流，實現集團各園區零部件、在制品、產成品、備配件的準時、準確供應與交付，確保全程可視化集中管控。通過中央智能物流中心建設，提升物資庫存管理水平，降低呆滯比例，同時提升物流作業效率。

（4）服務智能化

以智能互聯裝備協同管理平台為核心的服務智能化建設。該平台圍繞地下工程的特點和難點，打造一體化施工解決方案，包括裝備狀態信息實時監控、裝備故障警、圍岩動態判識與地質風險預警、施工輔助決策、智能指揮調度、施工質量智能評價、隧道智能建造過程多方協同交互等功能。通過該平台，為隧道智能建造提供了感知、決策、控制和執行功能的「大腦」，解決了人-機-岩信息共享與機群協同作業難題，避免地下工程重大災害事故的發生，避免因裝備損害引起的停機停工，減少經濟損失；同時結合現場多維信息為操作人員推薦合理化控制操作參數，提高作業效率，保證設備和工程安全。

（5）管理智慧化

以智慧企業協同管理平台為核心的企業管理智慧化探索。協同管理平台引入基於管理要素的業務流程設計和管理方法論，梳理、優化集團管理體系；打造以業務流程為核心，融合崗位、制度等多管理要素的制度流程一體化平台，解決制度與流程兩張皮問題；同時給每位員工精準推送與其崗位職責高度匹配的《崗位手冊》、《流程手冊》、《制度手冊》（電子化的實時工作指南）。該平台的實施，以業務流程為紐帶，融合制度、績效、風控等主題，從結構化管理要素角度來構築企業標準化、精細化的管理體系；同時，該平台與集團業務大數據平台打通，實現了集團6條主價值流程的實時在線監控和數據挖掘，為決策層提供科學決策依據。

四、創新性與優勢

本項目的創新性在明晰了企業的智能製造體系終究要為企業本質服務，對高端定製化裝備製造業來說，該智能製造項目建設的創新性與優勢體現在以下三個方面：

（1）「好產品、產品好」。個性化、定製化的產品定位需要超前識別潛在市場或未知領域，超前開發市場空白產品，即「好產品」。在客戶需求確定情況下，設計、生產出「零缺陷」的產品，即「產品好」。

（2）一切以客戶為中心。企業必須以市場為導向，一切行為都是為了滿足客戶需求，為客戶創造和提升價值，實現「好服務、服務好」。

（3）科技創新是第一競爭力。企業必須高度重視科技創新，將之放置首位，即基業長青的「永動力」。

五、案例應用效益分析

基於企業核心本質，該公司智能製造轉型升級項目的效益主要有五個方面：

（1）以研發設計數字化為龍頭。滿足客戶定製化、個性化、多樣化和快速交付的需求；

（2）以產品智能化為目標。研發具有智能感知和分析決策功能的隧道智能施工機器人，逐步實現地下施工的無人作業、少人作業；

（3）以生產智能化為保障。採用精益流水線以及智能生產與檢測設備，建設數字化自動車間、中央智能物流體系和高效供應鏈系統；

（4）以服務智能化為抓手。通過信息互通、設備互聯、環境模擬、遠程監控，建立覆蓋服務全生命周期的大數據系統，為客戶與業主提供全天候及時在線的設備與施工服務。

（5）以管理智慧化為動力。將管理思想和管理模式融入到信息化系統之中，通過全流程型業務驅動和全球供應鏈協同，構建財務統管、風險預控、信息安全的智慧管理與穩健運作體系。