全国智能制造试点示范典型经验

编者按——9月10日,全国智能制造试点示范经验交流电视电话会议召开,中国石油化工股份有限公司九江分公司、潍柴动力股份有限公司、海尔集团公司、四川长虹电器股份有限公司、北京与利时系统工程有限公司五家企业就实施智能制造的进展、经验与做法在会上作了交流发言,《国家重大技术装备》简报将连载五期摘要。

2015全国智能制造试点示范典型经验(一)──九江石化建设智能工厂,培育核心优势“十二五”初,中国石油化工股份有限公司九江分公司(以下简称“九江石化”)确立了建设千万吨级一流炼化企业的愿景目标,倾力培育“绿色低碳、智能工厂”两大核心竞争优势,努力实现传统炼化企业的创新发展与转型升级。

2012年,九江石化列入中国石化智能工厂试点建设企业名单;2014年,列入国家工信部“两化”融合管理体系贯标试点企业、江西省“两化”融合示范企业行列;2015年7月,入选国家工信部智能制造试点示范企业。

一、智能工厂试点建设九江石化智能工厂建设聚焦“计划调度、安全环保、能源管理、装置操作、IT管控”等五个领域,实现具有“自动化、数字化、可视化、模型化、集成化”等“五化”特征的智能化应用。

智能工厂神经中枢建成投用。

九江石化智能工厂神经中枢——生产管控中心于2014年7月建成投用,具备经营优化、生产指挥、工艺操作、运行管理、专业支持、应急保障的“六位一体”功能,生产运行实现由单装置操作向系统化操作、管控分离向管控一体的转变。

智能工厂架构逐步形成。

构建了矩阵式集中管控新模式;建立了生产经营优化、三维建模等一系列专业团队;充实信息化管理、开发及运维力量,建立关键用户激励机制。

企业级中央数据库逐步建成。

突破了此前业内普遍采用的“插管式”集成方式的限制,集成了13个业务系统的标准数据,为9个业务系统提供有效数据。

通过“采标、扩标、建标”方式,完成了与中国石化标准化平台的对接。

基于设计的三维数字化应用取得突破。

基于工程设计的三维数字化平台集成120万吨/年连续重整等15套生产装置,以企业级中央数据库为基础,实现了工艺管理,设备管理,健康、安全与环境管理体系(HSE管理体系),操作培训,三维漫游,视频监控等六大类深化应用。

全流程优化平台应用取得实效。

自主开发的全流程优化平台提升了流程工业模型(PIMS)、炼厂模拟(RSIM)、炼油动态调度系统(ORION)、制造执行系统(SMES)一体化联动优化功效,实现了炼油全流程优化的闭环管理。

全流程优化平台与原油评价、实验室信息管理系统(LIMS)、SMES、企业资源计划(ERP)等系统共享数据,提升了生产经营优化的敏捷性与准确性。

HSE管理及应急指挥实现实时化、可视化。

HSE管理系统实现全员全过程HSE管理;施工备案系统对当天每项作业实行“五位一体”有效监管;各类报警仪、视频监控实现集中管理、实时联动。

环保地图系统实时在线监测各类环境信息,异常情况及时处置、闭环管理。

二、智能工厂取得成效实现敏捷生产、提升经济效益。

九江石化利用全流程优化平台,持续开展资源配置优化、加工路线比选、单装置优化等工作,2014年滚动测算127个案例,增加经济效益2、2亿元,助推企业加工吨原油边际效益在沿江5家企业排名中逐年提升,2014年位列首位。

提高本质安全、践行绿色低碳。

九江石化智能工厂实践将“安全环保、绿色低碳”理念置于优先位置。

施工作业备案及监管体系对850台可燃气报警、1000余处火灾报警、585套视频监控等实现集中管理与一体化联动,支撑HSE管理由事后管理向事前预测与事中控制转变。

九江石化连续5年获评中国石化安全生产先进单位,外排达标污水化学需氧量(COD)、氨氮等指标处于行业内先进水平。

管理效率大幅提升。

九江石化各类信息系统助推公司扁平化、矩阵式管理及业务流程进一步优化,管理效率持续提升。

在生产能力、加工装置不断增加的情况下,公司员工总数减少12%、班组数量减少13%、外操室数量减少35%。

三、智能工厂建设体会到2015年底,九江石化将采用虚拟现实技术,基于业务需求以及工程设计数据,建成覆盖全厂的全三维数字化炼厂,并实现六大类深化应用,对炼油、石化企业推进智能工厂建设具有示范作用。

一就是炼油、石化企业建设智能工厂,要明确建设目标、规划实施路线、制定实施策略、落实保障措施,顶层设计、全员参与、积极培育IT文明。

二就是炼油、石化企业建设智能工厂,要以业务需求为导向,立足于解决生产经营、发展建设与企业管理实际问题,在统一智能工厂平台及架构的基础上,推进各信息子系统建设,避免形成新的信息“孤岛”。

三就是炼油、石化企业建设智能工厂,要下大力气推进装备国产化与软件国产化,逐步摆脱对国外软硬件的依赖,努力形成自主知识产权。

2015全国智能制造试点示范典型经验(二)──潍柴以智能制造推动企业快速发展潍柴动力股份有限公司(以下简称“潍柴”)就是一家拥有整车整机、动力总成、豪华游艇与汽车零部件四大产业板块,跨领域、跨行业经营的国际化公司。

潍柴通过智能制造试点示范项目,持续实现以数据为核心的人、机器、产品的互联互通,打造“智能化”企业,提高单件产品品质与工业附加值,进而带动整个产业的协同与资源再配置。

一、建设智能车间潍柴一方面通过在关键生产设备上安装传感器、控制器,并与控制平台集成,使设备可感知更要可控制;另一方面通过工业互联网实现设备—产线—产品之间的互联互通,并结合工艺水平优化,使3000多种订货号的产品能够实现工艺过程仿真、产品与设备状态的在线检测与控制、物流智能拉动、制造资源优化配置等,从而实现小批量、个性化定制的生产能力,通过建设智能车间打造未来智能制造的硬实力。

二、建设数字化企业潍柴建立了覆盖全价值链流程的“6+N+X”(业务运营平台+管理平台+基础平台)信息化支撑平台,支撑了企业的高速发展。

特别就是全球协同研发平台,将分散在中国、美国、德国等5个国家、12个地区的研发中心进行了高效协同,真正站在客户的角度提供卡车、客车、工程机械等产品的一站式解决方案。

由中国总部出具统一的设计标准并进行任务的派发与资源配置,美国研发中心利用其高端人才与前沿技术优势,进行后处理技术研发,降低排放指标。

通过共同在一个虚拟化平台上进行设计协作、知识共享,不仅提高了研发效率与质量,而且保持了潍柴产品在行业中的技术领先地位。

三、建设智能化协同研发平台潍柴的上游有近500家供应商,下游有4000多家维修服务站以及300多万的客户群体。

前期通过搭建供应商门户平台以及售后服务平台,将传统的线下交易模式实现了线上化,提升了工作效率,降低了供应链总体成本。

如供应商门户系统,不仅可以使供应商能够在线准确查瞧潍柴的采购需求、产品库存、产品质量等信息,帮助她们合理指导生产、送货,而且大幅降低了物流、质量等成本,每年大约为供应商节约成本5000万元以上。

但面对新的互联网时代,传统的线下业务线上化,已经不能满足行业发展的要求,迫切需要将潍柴独有的“整车—动力总成—关键零部件”的产业链平台优势推广到整个行业,以智能产品为核心,以信息技术为依托,将上下游企业紧密地融合在一起,推动行业的转型升级。

目前,潍柴正在将更多的供应商加入“全球协同研发平台”,为未来打造行业性的众创、众包平台提供技术基础与模式探索。

同时,加快发动机的智能化,利用自主电子控制单元(ECU)的开发,实现基于大数据分析的远程故障诊断与节油驾驶模式匹配,通过车联网技术、移动互联网拉近终端用户与厂家的距离。

在未来,潍柴要打造一个商用车行业的云服务平台,从用户买车—养车—修车的基本需求,逐渐扩展到融资租赁、加油等用车领域,甚至司机的住宿、休闲等生活领域,真正站在客户的角度,为客户提供一站式服务体验。

在大力推进智能制造工作的过程中,潍柴也面临一些挑战与困难。

例如支撑车间智能化的核心生产装备多为欧美日韩所垄断,工业系统底层的解析与控制尚有困难,车间互联标准与技术尚不成熟,支撑企业间协同的标识解析体系还未建立,工业互联网网络安全有待加强,这些问题需要依靠整个行业的共同投入。

2015全国智能制造试点示范典型经验(三)──海尔智能制造创新实践一、智能制造进展海尔集团公司(以下简称“海尔”)顺应全球新工业革命以及互联网时代的发展潮流,逐步探索出一条以互联工厂为核心的智能制造发展路线。

一就是互联工厂的用户价值创新(纵轴):颠覆传统的业务模式,建立新的生态系统平台。

海尔互联工厂的探索实践将业务模式由大规模制造颠覆为大规模定制,打造U+智慧生活平台,对外从生产产品硬件向提供智慧解决方案转型;对内整合用户碎片化需求,通过互联工厂实现个性化定制。

海尔的制造转型最终就是建立起一个互联工厂生态系统。

二就是互联工厂的企业价值创新(横轴):建立持续引领的智能制造技术体系。

分为四个层次:——模块化。

例如,一台冰箱原来有300多个零部件,现在在统一的模块化平台上整合为23个模块,通过通用化与标准化、个性化模块的整合创新,满足用户个性化需求。

——自动化。

与用户互联的智能自动化,由用户个性化订单自动驱动自动化、柔性化生产。

——数字化。

通过以可集成制造执行系统(IMES)为核心的五大系统集成,实现物联网、互联网与务联网三网融合,以及人人互联、人机互联、机物互联、机机互联。

最终使整个工厂变成一个类似人大脑一样智能的系统,自动与人交互、满足用户需求,自动响应用户个性化定单。

——智能化。

一就是智能产品,从现在简单的功能性产品变成智能产品,冰箱、空调可以自动感知需求,空调可以自动感知温度,可以感知用户的使用习惯。

另外,整个工厂通过信息互联、数据积累及大数据分析可实现针对不同的订单类型与数量,自动优化调整生产方式。

二、智能制造取得的效果海尔目前已经初步建立起互联工厂体系,实现了6个互联工厂的引领样板。

4个整机工厂:沈阳冰箱,郑州空调,佛山滚筒,青岛热水器;2个前工序工厂:青岛模具、电机工厂,初步实现了向互联工厂的转型,可实时、同步响应全球用户需求,并快速交付智慧化、个性化的方案。

一就是互联工厂带来了用户价值的大幅提升。

可定制。

用户可以通过海尔交互平台提报产品设计方案,成为产品的设计者,如冰箱的模块化产品通过用户的选择与组合,由原来的20个型号,到现在的500多个型号;可同时在生产线上进行高效柔性生产,快速满足用户的个性化体验。

可视化。

用户从消费者变成产销者,用户可以参与企业的全流程,并且实现体验的可视化。

二就是互联工厂总体经济效益明显。

在效率上,互联工厂整体提升20%,产品开发周期缩短20%以上。

在效益上,互联工厂运营成本降低20%,能源利用率提升5%,厂内库存天数下降50%以上,交货周期由21天缩短到10天。

三、实施智能制造的经验海尔智能制造发展的经验与模式将为家电业从大规模制造向大规模定制转型,加快向数字化、网络化与智能化转型提供经验借鉴。