基于工业装备互联的家用电器智能工厂

　　无锡小天鹅电器有限公司（以下简称无锡小天鹅）是中国早期经营洗衣机的家电行业龙头企业，是世界上极少数同时制造全自动波轮、滚筒、搅拌式全种类洗衣机的企业，在产销量、质量、技术方面长期处于优势地位，其国内市场份额、产品出口量和出口额稳居行业前列。

　　随着生活品质的提升，消费者对家电产品的功能要求逐步提高，中国洗衣机产业的市场和社会需求将以节能、健康舒适、衣物呵护为主。在此基础上，智能化、网络化将成为新型洗衣机领域和洗衣机关联领域的主要拓展方向。

　　洗衣机制造企业亟需变革

　　随着全球经济的快速发展，全球洗衣机年需求量已超过 1亿台，全球保有量已超过10亿台。当前，洗衣机市场增长趋缓，受到新企业不断加入及销售模式变化等多种因素影响，行业竞争日趋激烈和复杂。在此态势下，洗衣机生产企业想要占领市场制高点就须加快由传统制造模式向智能制造模式的转变。

　　洗衣机企业普遍困于制造装备技术和管理模式落后、制造柔性差、研发和交付周期长等问题。信息采集方式落后，制造执行系统（MES）相对独立，“信息孤岛”现象严重，无法实现车间级互联互通，信息化区域在整个工厂中的覆盖率不足40%，产品的研制周期长达9个月，供货周期达28天。为了满足市场对智能洗衣机产品种类越来越多和小批量的订单需求，传统家电制造模式需要转型升级。以消费需求为方向，研发适应市场的新型智能产品，在制造过程中推进柔性化和快速交付，提升市场响应速度，在销售终端建立数据反馈机制，以产品为媒介，将工厂和客户紧密联系在一起。

　　无锡小天鹅作为制造洗衣机产品的知名企业，深刻认识到必须依靠数字化、智能化的科技革命持续推动企业的制造模式变革，最终实现以低成本、高效率来响应消费者高度定制化的需求。因此，工厂围绕“用户导向、业务驱动、数据驱动、管理创新”的方针，通过移动互联、大数据、智能制造等新技术的应用，打造具有设备自动化、生产透明化、物流智能化、管理移动化、决策数据化、产品物联化的“六化”特征的小天鹅智能制造新模式。

　　小天鹅的“智造”之选

　　1. 开展智能工厂总体规划

　　无锡小天鹅工厂将云计算、大数据、物联网、人工智能等新一代信息技术与先进制造技术相结合，推动以供给为导向转为以客户需求为导向；围绕感知、控制、决策、执行四大关键环节，通过数据的纵向与横向拉通，实现消费端―供应端―制造端的端到端集成，促进业务流程与组织结构的重组，为智能工厂的实现奠定基础。

　　2. 建立基于个性化定制的数字化设计体系

　　1）产品数据管理（PDM）系统集成应用

　　针对无锡小天鹅产品型号多、零配件多、设计工作繁杂、更新换代快、研发周期短的特点，建立统一的PDM系统以解决日益庞杂的设计文件管理工作，采用统一软件接口、建立共享数据库与产品规范化设计流程，深度集成CAD、 CAE、CAM、CAPP等不同的设计应用软件所产生的大量数据，提高数据共享程度、数据传递速度、业务数据集成度，提高产品设计的速度、缩短研发周期。

　　2）数字化工艺管理（DPM）系统业务协同

　　无锡小天鹅应用DPM系统，实现工艺计划、作业指导书等工艺数据的线上编制；与其他核心系统互联，实现电子化和结构化的工艺数据同步、流转；通过数字化工艺驱动实现 APS精准排产、MES投射、设备参数切换等功能。

　　3）产品设计试验仿真

　　无锡小天鹅引进仿生学设计、拓扑优化设计、动力学仿真、流体仿真、参数优化等技术，减少产品不必要的试制过程，提高产品性能和质量，新产品升级周期缩短30%以上。

　　4）个性化产品BOM选配

　　为满足终端用户对产品的定制化需求，无锡小天鹅将洗衣机产品进行模块化、参数化设计，将产品分为5大模块，26 个子模块部件。产品研发系统与外部销售系统对接，当外部销售配置相应功能后，内部系统可快速基于产品系列化超级 BOM自动生成选配后的制造BOM，用于生产下达。

　　3. 建立基于生产透明化的生产管理平台

　　无锡小天鹅工厂建立了SCADA系统，采用“云―边― 端”三级架构，通过“分布式部署+云平台”的方式实现美的集团各地区工厂的设备数据采集及下行控制功能，针对不同工业通信协议进行设备驱动微服务开发、协议归一处理，对下游业务系统提供统一的设备数据交互接口，再结合EAM、 MES、QMS、工业人工智能、工业大数据等具体业务应用系统的联机应用场景，深度挖掘设备联机业务价值。

　　为解决生产制造过程中的复杂问题，无锡小天鹅在虚拟制造环境下，应用面向对象仿真建模方法建立制造系统模型，利用仿真技术对制造系统的运行性能进行分析与评价。无锡小天鹅通过工厂数字孪生、生产线数字孪生、设备数字孪生的建设，已实现仿真建模、生产状况的同步监测及生产节拍的控制优化；通过设备数字孪生，采集设备关键性能参数，实时监控设备运行，并基于运行数据进行预测性分析，降低设备非计划停机率。

　　4. 开展基于数据驱动的柔性制造信息系统集成

　　无锡小天鹅启动“632”项目，对主要业务系统进行重建或升级，并大力推动智能制造和大数据分析平台建设。通过 “632”项目实现了流程统一、数据规范统一，达到了全流程拉通、全业务覆盖的目标。无锡小天鹅“632”项目集成了六大运营系统、三大管理平台及两大技术平台。

　　无锡小天鹅六大运营系统拉通了智能洗衣机制造的市场、研发、计划、采购、生产、销售、服务和财务等业务流程，上下游企业（包括供应商、客户等）可以通过平台进行信息与资源的即时共享、传递与披露，支持无锡小天鹅端到端的核心价值链高效运作，形成满足智能洗衣机高效率、高品质、高协同的柔性生产方式。

　　5. 打造基于订单驱动的“T+3”产供销新模式

　　由于客户对产品的差异化和定制化的需求越来越明显，传统的储备订单模式无法满足市场变化需要；成品仓储面积过大，导致产生大量库存租金；预测订单准确性不足，导致库存呆滞；供应商物料提前期长，产生部分物料呆滞；订单交付周期长，客户满意度不足。基于公司效率驱动的发展战略，要实现供货保障和生产效率的提升，推进客户订单制模式势在必行。因此，无锡小天鹅打造了基于客户订单制的 “T+3”产供销新模式。

　　“T+3”是一种自客户下单开始（T周期），经过生产物料组织周期（“T+1”周期），洗衣机成品生产周期（“T+2”周期），物流发货及到货周期（“T+3”周期），给予客户订单满足的订单快速交付模式。“T+3”应用VSM为指导思想，围绕订单到工单（自制、外协）拉通的逻辑，固化20个关键的交付业务节点。通过“T+3”模式，无锡小天鹅提升了接单环节和排产环节的作业效率，减少了无效重复，降低了业务处理人员的工作强度，实现了工作品质的提升。同时，无锡小天鹅构建了SRM系统实现协同供应链管理，以需求信息拉动供应链环节，提高工厂的生产预测能力、供应商的及时供货能力，降低库存，提高在途运输能力建设。

　　6. 开展基于互联电器数据分析的用户个性化服务

　　无锡小天鹅地动仪大数据分析平台是基于互联电器运行大数据建立的，旨在提升小天鹅产品力的智能系统，涵盖电器监控、用户特征、用户标签、用户价值四大模块，通过互联家用电器数据采集完成用户画像构建的工作，能够清晰地给出用户的各项特征。该平台通过用户标签特征和应用数据建立目标需求和用户之间的模型，处理形成分析报告，为产品研制优化与营销提供决策参考。

　　此外，通过深度的数据分析和挖掘，无锡小天鹅地动仪大数据分析平台能够准确定位目标用户群体，提炼客户的特征，并以标签的形式展现，通过用户标签，企业可以直观、快速地了解客户、熟悉客户及认知客户，全方位满足小天鹅产品内销推广的需求。

　　7. 实现基于大数据的全价值链集成优化

　　无锡小天鹅采用数字主线技术，将各类信息化系统及来自产品的运行数据结合起来，形成全量数据模型，支持用户、供应商、研发、供应链、制造、服务等全生态的基于需求和角色的应用。同时，通过数据建模、算法深化应用，实现“数据―信息―知识”的数据正向、逆向追溯价值最大化应用，最终实现“一横一纵”。“一横”即横向拉通经营全价值链数据，“一纵”即纵向实现各级用户数据可视，实现经营透视及数据驱动。

　　同时，无锡小天鹅以经营为导向，驱动系统、岗位、人员对业务数据进行整合提炼，构建工业大数据指标实时管理运营体系；通过流程指标事件的告警、跟踪、监督和闭环管理驱动过程指标的改善。

　　在一致性的数据口径来源基础上，无锡小天鹅通过制造驾驶舱的方式，实现用数据指导经营，快速响应业务需求，随时随地了解经营概况。

　　总结

　　无锡小天鹅通过智能制造工厂项目实施，实现生产效率提高20%以上，运营成本降低20%以上，产品研制周期缩短25%以上，不良品率降低20%以上，能源利用率提升3% 以上。

　　（本文整理自装备工业一司）

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