智能工厂改造实体探寻：走进精密切割丝制造车间

　　目前，国际形势的变化以及新冠肺炎疫情的蔓延已经给制造行业带来了重大影响，全球制造业复苏缓慢、全球直接投资持续下滑、贸易不确定性可能进一步加大等因素，都让制造业主体不得不更加迫切地去考虑企业的存续和风险抗击等问题，智能制造获得了更多企业家的关注。今天，我们共同走进这样一家正在实施智能化改造的工厂，一探制造业智能制造变革的诸多奥义（因商业隐私原因在此隐去企业名称）。

　　体察自身，确立智能化方向

　　某精密切割丝生产制造企业是全球高端精密细丝的生产者，在精密切割丝领域积累了丰富的研发制造经验，拥有欧洲（德国）和亚洲（宁波）两大研发生产基地，实现了精密切割丝全工艺过程的研发和制造。公司产品主要应用于航空航天、医疗器械、汽车制造、精密模具、电子通讯、高端钟表、家用电器等行业，同时也能为世界500强及行业龙头企业提供个性化、定制化的解决方案。

　　为了全面提升企业在生产过程中的自动化、信息化、网络化水平，该切割丝生产制造企业提出对其制造2车间的生产物流系统进行统一改造，内容囊括整合工艺、实现物料精准配送、减少人工劳动强度等，致力于打造出具备国内先进水平的高端精密细丝产品智能生产车间。

　　基于以上目标，该切割丝生产制造企业依托昆山同日工业自动化有限公司（以下简称“昆山同日”），提出了以下整改需求：

　　“机器换人”：在现有生产模式下，母线人工搬运、空轴人工供给、人工检验初包装、半成品静置人工搬运、产品人工包装和码垛等多线作业，导致了车间整体的生产效率低、制造周期长、产品质量不稳定、产能不足、人工劳动强度大等问题；

　　信息联通：车间生产因为工艺路线相对复杂、设备布局不合理、物流混乱、生产计划人工排产的现状，从接到业务需求⸺安排生产计划⸺产品生产包装⸺入库发货期间，面临生产周期长，生产过程无法有效监控，生产质量不易追溯等问题，无法实现生产计划与生产单位的信息联动；信息采集：原材料、半成品、成品等物料的状态和存储位置等信息未实现条码信息化管理，关键生产设备的维修、保养、全生命周期及履历未纳入信息化管理。

　　找准“病灶”，对症施药

　　该切割丝生产制造企业制造2车间占地面积6400平米，昆山同日根据其需求进行了总体规划配置：1套恒温恒湿产品静置立体库，4台KIVA柔性搬运机器人，64台工位提升机，64台定制化的上下料专机设备、定制化的全自动全包装线（异形开箱、塑封、贴标、装箱、封箱、打带、码垛），2公里的物流输送系统，1套机器人无序视觉抓取系统，同日TRX生产物流管控系统平台，含WMS、WCS、KIVA调度系统、数据采集系统、远程健康监控平台、互联网标识解析等核心软件系统。其中，对车间布局总体设计、优化工艺路径具体建设内容如下：

　　•车间AGV智能搬运、存储系统，实现原材料自动存储和搬运到机台；

　　•车间原材料胶轴机器人自动抓取上线系统；

　　•非标定制专用托盘，满足多种轴型的装载、机器人抓取及自动上下料要求；

　　•胶轴自动上下料专机，和生产设备自动对接，实现自动上下料；

　　•车间集中检验系统。建设自动化检验初包装流水线，实现自动上料、自动贴标签，满轴人工辅助裁线、检验直线度和黏贴线头标、人工包牛皮纸、自动称重、自动下料；

　　•车间半成品静置自动化立体库，实现半成品自动入静置立体库、半成品自动出静置立体库、存储周期管理；

　　•产品全自动化包装码垛线，实现包装、码垛全流程无人化，6S完成一个产品包装、码垛；

　　•TRX生产物流综合管控平台，通过比邻R2E智能制造执行系统软件V5.0、比邻R2E设备集成软件V5.0、西门子PLC、K I VA调度系统、Tungray WCS监控、Tungray TRX系统等6项支撑应用软件，对车间加工设备的PLC及网络架构进行改造，实现物流、信息流、加工工艺、产品质量实时监控与反馈。

　　成果验收，拥抱“智造”

　　当前，该切割丝生产制造企业制造2车间智能化改造项目已交付投入使用近两年，总投入共计3000多万元（人民币），得到了用户、行业企业及政府的认可，其总体效益表现为：

　　1）实现了各产品的质量追溯与生产过程质量记录；

　　2）通过产品条码与批次管理原材料与过程生产的相关数据，实现与MES系统集成，实时收集生产过程数据并自动报工，统一数据来源与口径，提高数据收集质量与效率；

　　3）生产工艺资料实现电子化及系统化管理，规范工艺管理要求，统计工艺执行数据，为工艺优化及工艺制订提供分析依据；

　　4）对生产设备进行统一规范及系统化的管理，实现设备维修、保养，全生命周期及履历的管理，关键设备与系统集成，实时采集及监控设备的运行参数，掌握设备的有效运行情况；

　　5）整合了各业务模块之间的流程，规范各业务数据的收集、统计分析的数据来源及口径，达到各业务数据集成及共享，能及时对公司内部运作管理提供真实有效的决策分析数据；

　　6）生产效率提高了10％、运营成本降低了20％、产品生产周期缩短了20％、产品不良率降低了10％、单位产值能耗降低了8％、减少工人22人；

　　7）自动化的物料存储、配送、包装，改善了现场环境，现场的5S管理得到了提升。智能化的生产模式，提升了公司品牌及整体形象，降低了安全事故发生的概率。

　　可以看到，改造项目整体提升了该精密切割丝生产制造企业在生产管理、质量管理、物流管理、数据管理四大方面的能力。通过生产环境的改善，提高了车间生产效率，降低了生产成本，并确保了产品质量的稳定，对企业形象的提升起到了积极作用。同时，在高端切割丝领域，也推动了我国高端装备制造业的发展，加速我国走出去战略的实施，助力中国传统制造业的“智造”变革。