作者：長(zhǎng)沙格力暖通制冷設(shè)備有限公司 王曉彬 方掩

來(lái)源：《湖南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)》2020年7月第34卷第4期

本研究在集團(tuán)總體智能制造體系規(guī)劃的基礎(chǔ)上，按照項(xiàng)目設(shè)計(jì)路線和實(shí)施計(jì)劃探索離散型智能工廠的建設(shè)。

01

研究背景

隨著全球行業(yè)升級(jí)浪潮的全面來(lái)襲，“智能化”成為各品牌空調(diào)主推產(chǎn)品的必備標(biāo)簽?！吨袊?guó)制造2025》中明確提出把“智能制造”作為“信息化、工業(yè)化”深度融合的主攻方向，即通過(guò)智能制造、智能制造系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智能化產(chǎn)品生產(chǎn)，以新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合為主線，以推進(jìn)智能制造為主攻方向，實(shí)現(xiàn)制造業(yè)由大變強(qiáng)的歷史跨越[1]。在商用空調(diào)行業(yè)的“智能化”道路上，國(guó)內(nèi)外龍頭企業(yè)都在積極開(kāi)展相關(guān)的研究工作。

智能工廠建設(shè)，是在數(shù)字化工廠建設(shè)的基礎(chǔ)上，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和監(jiān)控技術(shù)加強(qiáng)信息管理服務(wù)，提高生產(chǎn)過(guò)程可控性、減少生產(chǎn)線人工干預(yù)，合理計(jì)劃安排生產(chǎn)，同時(shí)集初步智能手段和智能系統(tǒng)等新興技術(shù)于一體，構(gòu)建高效、節(jié)能、綠色、環(huán)保、舒適的人性化工廠[2]。

根據(jù)已有文獻(xiàn)，常用的智能工廠建設(shè)的關(guān)鍵點(diǎn)如圖1所示，其主要包括兩方面內(nèi)容：一方面，為產(chǎn)品研發(fā)線路，其從創(chuàng)新管理部門進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研開(kāi)始，到確定產(chǎn)品系列、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及性能，再至產(chǎn)品制造、產(chǎn)品升級(jí)優(yōu)化，最后確定產(chǎn)品的領(lǐng)域性能；另一方面，為產(chǎn)品價(jià)值鏈線路，包括接單、生產(chǎn)計(jì)劃、原料的采購(gòu)、產(chǎn)品制造和質(zhì)量管理、交付使用及售后服務(wù)等。

圖1 智能工廠建設(shè)的關(guān)鍵點(diǎn)
Fig.1 Key points of project construction

由圖1可知，兩條線路在制造和質(zhì)量管理處交叉，可見(jiàn)制造和質(zhì)量管理是智能化工廠建設(shè)的關(guān)鍵點(diǎn)。

為滿足家電市場(chǎng)響應(yīng)快、產(chǎn)品質(zhì)量要求高、成本控制嚴(yán)的行業(yè)需求，本研究擬在集團(tuán)總體智能制造體系規(guī)劃的基礎(chǔ)上，按照項(xiàng)目設(shè)計(jì)路線和實(shí)施計(jì)劃探索離散型智能工廠的建設(shè)。本項(xiàng)目重點(diǎn)關(guān)注產(chǎn)品制造和過(guò)程質(zhì)量管理，在產(chǎn)品研發(fā)、工藝技術(shù)、營(yíng)銷及售后方面，都由集團(tuán)總部統(tǒng)籌，實(shí)現(xiàn)集團(tuán)化協(xié)同管理。根據(jù)集團(tuán)化集中管理高度協(xié)同、生產(chǎn)過(guò)程高度自動(dòng)化、制造系統(tǒng)全流程數(shù)據(jù)高度同步融合等網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造的需要，與集團(tuán)總部全流程協(xié)同智能制造管理模式的六大基石實(shí)現(xiàn)管理互通，最終建成離散型商用空調(diào)行業(yè)協(xié)同制造智能工廠。最后，對(duì)構(gòu)建的智能工廠應(yīng)用成果進(jìn)行分析，以期為同行業(yè)的智能工廠建設(shè)提供一定的參考與借鑒。

02

智能工廠建設(shè)

整體方案及目標(biāo)

2.1 整體方案

智能工廠建設(shè)的整體方案以企業(yè)資源計(jì)劃（enterprise resource planning，ERP）、產(chǎn)品生命周期管理（product life-cycle management，PLM）系統(tǒng)為管理主線，實(shí)現(xiàn)企業(yè)分部與珠海總部制造、工藝、計(jì)劃、物料等的協(xié)同管理。智能工廠大量應(yīng)用安全可控的自動(dòng)化裝備，通過(guò)車間執(zhí)行系統(tǒng)的全面覆蓋應(yīng)用，打通橫向信息流，并運(yùn)用可編程邏輯控制器（programmable logic controller，PLC）、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)（supervisory control and data acquisition，SCADA）進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)縱向信息流通，集成為集控中心系統(tǒng)。同時(shí)，構(gòu)建虛擬工廠，自動(dòng)分析工廠的運(yùn)作關(guān)鍵指標(biāo)，形成智能決策平臺(tái)。

圖2所示為智能工廠建設(shè)的內(nèi)容示意圖。

圖2 智能工廠建設(shè)內(nèi)容示意圖
Fig.2 Schematic diagram of intelligent factory construction

由圖2可知，離散型智能工廠建設(shè)的主要內(nèi)容包括設(shè)備層、執(zhí)行層、管理層和企業(yè)層4個(gè)層次的建設(shè)。其中，設(shè)備層是基礎(chǔ)，各類自動(dòng)化設(shè)備要統(tǒng)一接口，自動(dòng)化采集數(shù)據(jù)。執(zhí)行層建立公司級(jí)的數(shù)據(jù)庫(kù)，各類數(shù)據(jù)互聯(lián)互通。管理層根據(jù)業(yè)務(wù)需求，構(gòu)建各類管理模型，形成虛擬工廠，提升管理。企業(yè)層的集團(tuán)化集中管理高度協(xié)同，地方企業(yè)和集團(tuán)總部通過(guò)數(shù)據(jù)高度同步來(lái)實(shí)現(xiàn)智能化。

2.2 建設(shè)目標(biāo)

在集團(tuán)智能制造體系規(guī)劃的基礎(chǔ)上，按照上述整體方案進(jìn)行智能工廠的建設(shè)。項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)設(shè)定如下：

1）實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)成本降低20%；

2）實(shí)現(xiàn)企業(yè)產(chǎn)品研制周期縮短30%；

3）實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)效率提升25%；

4）實(shí)現(xiàn)企業(yè)產(chǎn)品不良率降低20%；

5）實(shí)現(xiàn)企業(yè)能源利用率提高10%。

同時(shí)，將本項(xiàng)目建設(shè)成為空調(diào)行業(yè)協(xié)同制造的標(biāo)桿工廠。

2.3 方案的先進(jìn)性分析

本智能工廠建設(shè)方案的先進(jìn)性主要表現(xiàn)在如下兩個(gè)方面：

1）本項(xiàng)目在標(biāo)準(zhǔn)智能工廠建設(shè)的基礎(chǔ)上，融入了商用空調(diào)行業(yè)需要的、制造行業(yè)通用的智能裝備和智能管理模式。

2）本項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了集團(tuán)化集中管理高度協(xié)同。在研發(fā)過(guò)程中，主要存在橫向信息孤島和縱向信息孤島兩大突出現(xiàn)象，該現(xiàn)象制約著企業(yè)的創(chuàng)新能力與研發(fā)效率[3]。集團(tuán)化全流程協(xié)同管理新模式的導(dǎo)入應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中高質(zhì)高效的時(shí)間協(xié)同、業(yè)務(wù)協(xié)同、數(shù)據(jù)協(xié)同以及能力協(xié)同。以項(xiàng)目為中心，建立了一個(gè)統(tǒng)一的設(shè)計(jì)研發(fā)管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)計(jì)研發(fā)數(shù)據(jù)管理、項(xiàng)目管理、物料管理、圖文管理、

產(chǎn)品管理、工藝管理、變更管理、需求管理等功能。通過(guò)數(shù)據(jù)管理模塊，集中并分類產(chǎn)品信息、圖文信息以及因設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和售后等各階段產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)，為數(shù)據(jù)整合、數(shù)據(jù)分析提供了極大便利。通過(guò)流程驅(qū)動(dòng)，集中管控、統(tǒng)一管理，可顯著提高公司的整體工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

03

智能工廠建設(shè)實(shí)施要點(diǎn)

3.1 項(xiàng)目系統(tǒng)模型的建立

3.1.1 智能工廠總體設(shè)計(jì)

智能工廠的廠區(qū)布局以總裝為中心，物資、生產(chǎn)、成品遵循“一個(gè)流”精益設(shè)計(jì)。依據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝路線，并且結(jié)合空中和地下輸送方式，盡量減少地面運(yùn)輸，形成高空、地面、地下隧道3個(gè)層面的立體物流。同時(shí)，按照“綜合生產(chǎn)人員最少”的原則，分類落實(shí)工序前移；設(shè)置不同類別的物料需求點(diǎn)，以減少物料的二次周轉(zhuǎn)。設(shè)備規(guī)劃以少人化、自動(dòng)化為原則，推行零件部裝上線。

3.1.2 工藝流程及布局

1）兩器車間工藝流程及布局。兩器車間各工序之間的生產(chǎn)為單件流或批次流的不落地生產(chǎn)模式，局部實(shí)現(xiàn)一個(gè)流生產(chǎn)，以減少物料中間的滯留、轉(zhuǎn)存等搬運(yùn)浪費(fèi)，改善生產(chǎn)物流，提高人均工作效率。工廠選用無(wú)收縮脹管技術(shù)、免抱管長(zhǎng)彎管設(shè)備、精確定位焊接、自動(dòng)化進(jìn)出箱技術(shù)等，以提高生產(chǎn)自動(dòng)化，節(jié)省原材料，降低能耗，減輕人員勞動(dòng)強(qiáng)度，保證車間生產(chǎn)技術(shù)的先進(jìn)性。

2）鈑金車間工藝流程及布局。鈑金車間的設(shè)計(jì)以整體物流量最小為設(shè)計(jì)依據(jù)，建立具有高端專業(yè)化制造水平、完善的自我配套能力、高度參觀性的精益生產(chǎn)車間。鈑金加工、運(yùn)輸采用先進(jìn)的加工工藝、運(yùn)輸方式，大部分零件采用機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)方式，因而不僅能夠降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且能夠提高生產(chǎn)效率。

3）注塑車間工藝流程及布局。注塑車間的規(guī)劃應(yīng)體現(xiàn)其工藝布局的合理性、行業(yè)工藝的先進(jìn)性、高自動(dòng)化、精益生產(chǎn)等。因而設(shè)計(jì)實(shí)行一個(gè)流配送，減少注塑車間內(nèi)來(lái)料、配送總裝等方面的物流運(yùn)輸。

3.2 先進(jìn)工藝設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用

工藝設(shè)計(jì)平臺(tái)也已經(jīng)全面上線，實(shí)現(xiàn)的功能包括產(chǎn)品制造物料清單（manufacturing bill of materials，MBOM）管理、工藝路線設(shè)計(jì)、工藝資源整合、工時(shí)定額、材料定額和工藝任務(wù)，目前正在集團(tuán)化推廣。

工藝設(shè)計(jì)的仿真模塊，通過(guò)建?？蓪?shí)現(xiàn)整體工藝路線以工藝流程圖形式表達(dá)產(chǎn)品的工藝裝配過(guò)程，工藝工程師可以利用仿真軟件在平臺(tái)上輕松實(shí)現(xiàn)工藝路線的調(diào)整。為避免傳統(tǒng)的“三維設(shè)計(jì)模型二維紙質(zhì)圖紙三維工藝模型”研制過(guò)程中信息傳遞鏈條的斷裂，摒棄了二維、三維之間的轉(zhuǎn)換，從而提高了產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)效率[4]。工藝路線建立完成后，工藝工程師可以通過(guò)仿真模擬基于工藝路線的產(chǎn)品靜態(tài)安裝過(guò)程，便于工藝工程師直觀地發(fā)現(xiàn)工藝路線的不合理點(diǎn)，并及時(shí)做出調(diào)整。

3.3 關(guān)鍵技術(shù)裝備的選用

智能制造裝備是建立智能工廠的基礎(chǔ)性建設(shè)之一[5]。本智能工廠建設(shè)中應(yīng)用“布點(diǎn)、連線、擴(kuò)面”的推廣思路，結(jié)合公司數(shù)十年在空調(diào)及家電產(chǎn)業(yè)的研發(fā)、生產(chǎn)制造的積累沉淀，開(kāi)展從單機(jī)設(shè)備智能化、線體智能化到整廠制造智能化的離散型智能制造和自動(dòng)化推進(jìn)實(shí)施。

本研究結(jié)合空調(diào)行業(yè)的生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，聚焦鈑金、注塑、兩器、管路、總裝等制造環(huán)節(jié)，解決了一批自動(dòng)化領(lǐng)域的業(yè)內(nèi)共性問(wèn)題，生產(chǎn)出一批具有空調(diào)行業(yè)特色的專機(jī)成套智能裝備，并進(jìn)一步將各自動(dòng)化單元設(shè)備串聯(lián)成一條自動(dòng)化智能生產(chǎn)線，極大程度地提高了工序銜接效率，減少了操作人員，在行業(yè)中具有極大的示范性和推廣意義，可迅速提高行業(yè)平均自動(dòng)化水平。選用的關(guān)鍵技術(shù)裝備主要包括注塑機(jī)及生產(chǎn)用機(jī)械手、中央供料系統(tǒng)、燙金一體化設(shè)備、自動(dòng)裝鑲件機(jī)器人、絲印烘干一體化機(jī)器；鈑金多機(jī)連線沖壓機(jī)器人、800t自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線、全自動(dòng)鉚接加工單元；全自動(dòng)管路成型一體化生產(chǎn)線、兩器件一個(gè)流全自動(dòng)生產(chǎn)線；立體智能物流配送系統(tǒng)等。

3.4 生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)建設(shè)

現(xiàn)場(chǎng)級(jí)數(shù)據(jù)是智能工廠系統(tǒng)的支撐。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的數(shù)據(jù)逐層向上發(fā)展，建立完整的工廠互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中心，是實(shí)現(xiàn)工廠智能化和信息化建設(shè)的基礎(chǔ)[6]。本項(xiàng)目應(yīng)用傳感器、儀器儀表、條碼、機(jī)器人等感知技術(shù)，通過(guò)可編程邏輯控制器、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)控制，實(shí)現(xiàn)了各分廠95%的關(guān)鍵設(shè)備互聯(lián)互通，實(shí)時(shí)采集設(shè)備的動(dòng)作、狀態(tài)信息，大量減少了人工采集生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)的操作，降低了公司的運(yùn)營(yíng)成本，形成效果要點(diǎn)如下：

1）各車間關(guān)鍵設(shè)備實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通；

2）實(shí)現(xiàn)了設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)采集；

3）有效降低了設(shè)備管理和數(shù)據(jù)采集的人力資源投入；

4）建立智能集控指揮中心，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)可視化、過(guò)程透明化管理。

生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中，由智能集控指揮中心集中監(jiān)控、集中處理、統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一指揮。生產(chǎn)過(guò)程的指令發(fā)布、異常信息的處理、提產(chǎn)提效的改進(jìn)舉措等，通過(guò)廣播系統(tǒng)，定向通知指定區(qū)域人群。

通過(guò)管理數(shù)據(jù)平臺(tái)的整合，將相關(guān)的數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)在公司層面的平臺(tái)中，并且實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)位置的互通，建立公司生產(chǎn)制造管理的大數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)云計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘等手段，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵指標(biāo)和過(guò)程控制異常的自動(dòng)分析提醒、集控管理。從而提高公司運(yùn)作的信息融合度，形成效果要點(diǎn)如下：

1）建立了集中管理公司級(jí)生產(chǎn)過(guò)程大數(shù)據(jù)平臺(tái)；

2）通過(guò)人機(jī)界面優(yōu)化與安燈系統(tǒng)的運(yùn)用，提升了人機(jī)互動(dòng)性；

3）運(yùn)用IFIX軟件進(jìn)行組態(tài)編程，構(gòu)建設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)的虛擬模型，實(shí)現(xiàn)了工廠數(shù)字化遠(yuǎn)程管理功能；

4）建立了可靠性高、0.1ms級(jí)讀取速度的數(shù)據(jù)庫(kù)，保證了工具系統(tǒng)的快速應(yīng)用；

5）實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的深度挖掘與應(yīng)用及生產(chǎn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)分析，形成了公司級(jí)生產(chǎn)決策平臺(tái)。

3.5 制造執(zhí)行系統(tǒng)與企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)建設(shè)

制造執(zhí)行系統(tǒng)（manufacturing execution systems，MES）需要與計(jì)劃層進(jìn)行信息交互，通過(guò)不斷的信息交換實(shí)現(xiàn)兩種系統(tǒng)間的信息集成。MES與企業(yè)資源計(jì) 劃（enterprise resource planning，ERP） 系 統(tǒng) 的集成，主要是信息流的整合 [7]。制造系統(tǒng)全流程數(shù)據(jù)高度同步融合應(yīng)用項(xiàng)目。在生產(chǎn)管理過(guò)程中，計(jì)劃與資源管理以ERP為核心，制造現(xiàn)場(chǎng)以WMS/MES業(yè)務(wù)架構(gòu)為核心，兩大系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的同步率要達(dá)到100%，圍繞兩大平臺(tái)的同步融合應(yīng)用，本項(xiàng)目研發(fā)了以ERP下達(dá)生產(chǎn)計(jì)劃為依托，WMS/MES 現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)做拉動(dòng)的制造信息協(xié)同管理平臺(tái)。通過(guò)該制造信息協(xié)同管理平臺(tái)的應(yīng)用，將ERP的計(jì)劃管理和WMS/MES的現(xiàn)場(chǎng)管理進(jìn)行了高度同步融合。物料閉環(huán)管理的整個(gè)執(zhí)行過(guò)程可實(shí)現(xiàn)“5個(gè)100%”的落地執(zhí)行，即100%齊套排產(chǎn)、100%來(lái)貨創(chuàng)建條碼、100%揀選配發(fā)物料、100%按訂單使用物料、100%反沖結(jié)算。

3.6 工廠內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)建設(shè)

本項(xiàng)目的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分為核心層、匯聚層、接入層3層。其中，核心層由2臺(tái) H3C 10508交換主機(jī)組成，采用智能彈性架構(gòu)（intelligent resilient framework，IRF）虛擬化技術(shù)，為了保障網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，通過(guò)防火墻與數(shù)據(jù)中心核心相聯(lián)。接入層通過(guò)無(wú)線訪問(wèn)接入點(diǎn)（wireless access point，AP）接入到接入層交換機(jī)，帶掃描功能的移動(dòng)終端機(jī)通過(guò)WIFI連接到AP。匯聚層能夠處理來(lái)自接入層設(shè)備的所有通信量，并提供到核心層的上行鏈路。

設(shè)定的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)具有如下特點(diǎn)：

1）兼容性。工廠內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是完全獨(dú)立的，與應(yīng)用系統(tǒng)相對(duì)無(wú)關(guān)，可適用于多種應(yīng)用系統(tǒng)。

2）開(kāi)放性。系統(tǒng)采用開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)，符合多種國(guó)際上現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)，并支持所有通信協(xié)議。

3）靈活性。系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的傳輸線纜和相關(guān)的連接硬件，模塊化設(shè)計(jì)，所有通道都是通用的。所有設(shè)備的開(kāi)通及更改均不需要改變布線線路，并且可以靈活多變組網(wǎng)。

4）可靠性。系統(tǒng)采用高品質(zhì)的材料和組合壓接的方式構(gòu)成一套高標(biāo)準(zhǔn)的信息傳輸通道，應(yīng)用系統(tǒng)采用點(diǎn)到點(diǎn)端接，任何一條鏈路故障均不影響其它鏈路的運(yùn)行，從而保證了整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。

3.7 信息安全保障建設(shè)

隨著工業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展的加快，工業(yè)控制系統(tǒng)已逐步從封閉隔離的系統(tǒng)演進(jìn)為開(kāi)放交互的系統(tǒng)，隨之帶來(lái)了極大的信息安全隱患[8]。因而要重視系統(tǒng)的信息安全保障建設(shè)，本項(xiàng)目中主要從5個(gè)方面開(kāi)展信息安全保障建設(shè)。

3.7.1 硬件的安全保障措施

選用的硬件設(shè)備或機(jī)房輔助設(shè)備本身穩(wěn)定可靠、性能優(yōu)良、電磁輻射小，且對(duì)環(huán)境條件的要求盡可能低，設(shè)備能抗震防潮、抗電磁輻射干擾、抗靜電，有過(guò)壓、欠壓、過(guò)流等電沖擊時(shí)的自動(dòng)防護(hù)能力，有良好的接地保護(hù)措施等。

3.7.2 環(huán)境的安全保障措施

在這一方面，除了要合理規(guī)劃中心機(jī)房與各部門機(jī)房的位置外，機(jī)房還設(shè)計(jì)了防靜電、防塵系統(tǒng)、消防報(bào)警系統(tǒng)、新風(fēng)系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、UPS（uninterruptible power supply）系統(tǒng)，防雷系統(tǒng)，供電系統(tǒng)。

3.7.3 通信網(wǎng)絡(luò)的安全保障措施

1）采用安全傳輸層協(xié)議和安全超文本傳輸協(xié)議，從而保證數(shù)據(jù)和信息傳遞的安全性；

2）使用防火墻技術(shù)；

3）采用加密這種主動(dòng)的防衛(wèi)手段；

4）內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)采用了物理隔離，以保障內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的安全性；

5）終端采用Symantec Endpoint Protection安全軟件，以保障內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)安全。

3.7.4 軟件的安全保障措施

1）選擇安全可靠的操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)；

2）設(shè)立安全保護(hù)子程序或存取控制子程序，充分運(yùn)用操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)提供的安全手段，加強(qiáng)對(duì)用戶的識(shí)別檢查，并且適當(dāng)?shù)乜刂朴脩舻拇嫒?quán)限；

3）盡量采用面向?qū)ο蟮拈_(kāi)發(fā)方法和模塊化的設(shè)計(jì)思想，將某類功能封裝起來(lái)，使模塊之間、子系統(tǒng)之間能夠較好地實(shí)現(xiàn)隔離，以避免錯(cuò)誤發(fā)生后的錯(cuò)誤漫延；

4）對(duì)所有的程序都進(jìn)行安全檢查測(cè)試，及時(shí)發(fā)現(xiàn)不安全因素，并逐步進(jìn)行完善；

5）采用成熟的軟件安全技術(shù)。軟件安全技術(shù)包括軟件加密技術(shù)、軟件固化技術(shù)、安裝高性能的防毒卡、防毒軟件、硬盤還原卡等，以提高系統(tǒng)的安全防護(hù)能力。

3.7.5 數(shù)據(jù)的安全保障措施

1）各訪問(wèn)系統(tǒng)必須注冊(cè)賬戶才能登錄使用，用戶的訪問(wèn)權(quán)限根據(jù)工作職責(zé)及其業(yè)務(wù)需要來(lái)制定，只能查詢權(quán)限內(nèi)的數(shù)據(jù)；

2）應(yīng)用電子文檔安全管理系統(tǒng)，各類資料都自動(dòng)加密，必須解密后才能打開(kāi)查閱。

04

智能工廠建設(shè)成果應(yīng)用分析

4.1 智能工廠建設(shè)成果

通過(guò)上述實(shí)施方案，建成智能工廠，經(jīng)過(guò)5a的運(yùn)營(yíng)，對(duì)其運(yùn)營(yíng)結(jié)果進(jìn)行分析，達(dá)成如下成果。

4.1.1 工藝設(shè)計(jì)成本降低

通過(guò)工藝設(shè)計(jì)仿真技術(shù)的引進(jìn)和推廣運(yùn)行，可以有效提高工藝設(shè)計(jì)水平[9]。主要體現(xiàn)在流水線產(chǎn)品裝配仿真、人機(jī)仿真、公差分析等多個(gè)方面。虛擬驗(yàn)證與分析功能的應(yīng)用，可以有效提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)質(zhì)量。

4.1.2 人力成本降低

通過(guò)生產(chǎn)線自動(dòng)化機(jī)器人的投入與使用，使得工業(yè)機(jī)器人替代了人，智能自動(dòng)導(dǎo)引運(yùn)輸車（automated guided vehicle，AGV）進(jìn)行自動(dòng)物流配送，配套的加工單元通過(guò)自動(dòng)化加工設(shè)備加工，離散作業(yè)單元向成套作業(yè)單元升級(jí)，智能自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備替代人員檢測(cè)。這些智能制造手段的應(yīng)用，大幅減少了生產(chǎn)人員，可有效減少人力成本的投入[10]。項(xiàng)目實(shí)施5a內(nèi)，利用生產(chǎn)線自動(dòng)化機(jī)器人代替人工崗位，涉及崗位總?cè)藬?shù)約1500人。

4.1.3 能耗成本降低

通過(guò)機(jī)器人等自動(dòng)化設(shè)備的使用，將單工序設(shè)備連線生產(chǎn)，提高了生產(chǎn)效率和人工產(chǎn)出，提升了生產(chǎn)線設(shè)備的利用率，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備資源利用的最大化，使得能源利用率顯著提高，年度能源成本有效節(jié)約16%以上。

4.1.4 產(chǎn)品不良管控成本降低

產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平、工藝設(shè)計(jì)水平和生產(chǎn)自動(dòng)化的提高，設(shè)備連線自動(dòng)化生產(chǎn)，物料防錯(cuò)、工序互鎖工藝控制手段的應(yīng)用，設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)形成的質(zhì)量追溯，質(zhì)量管理可視化工具的應(yīng)用，均可有效提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品售后故障率，因而降低了產(chǎn)品不良管控成本。

4.2 成果應(yīng)用分析

4.2.1 面向制造關(guān)鍵環(huán)節(jié)的工業(yè)互聯(lián)技術(shù)

智能感知成套部件，如射頻識(shí)別（radio frequency identification，RFID）技術(shù)、機(jī)器視覺(jué)等，在空調(diào)物流供應(yīng)鏈、機(jī)加工過(guò)程、總裝過(guò)程中與制造現(xiàn)場(chǎng)的人、機(jī)、料深度結(jié)合（包括設(shè)備、物料、在制品等），工業(yè)互聯(lián)技術(shù)結(jié)合多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了定制化、柔性化的生產(chǎn)模式 [11]。形成一個(gè)基于制造現(xiàn)場(chǎng)的互聯(lián)互通網(wǎng)絡(luò)，且形成了一整套空調(diào)行業(yè)解決方案，可復(fù)制推廣至其他空調(diào)企業(yè)乃至整個(gè)家電行業(yè)。

4.2.2 空調(diào)行業(yè)專機(jī)成套設(shè)備

空調(diào)行業(yè)的生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，聚焦在鈑金、注塑、控制器、兩器、管路、總裝等各個(gè)制造環(huán)節(jié)。本項(xiàng)目通過(guò)應(yīng)用多款家電行業(yè)首創(chuàng)/獨(dú)創(chuàng)專機(jī)和生產(chǎn)線，如自動(dòng)立式穿管機(jī)、多合一彎管機(jī)、伺服鈑金機(jī)械手等多種成熟國(guó)產(chǎn)專機(jī)設(shè)備；自動(dòng)換熱器組件生產(chǎn)線、兩器單件流自動(dòng)生產(chǎn)線、遙控器自動(dòng)生產(chǎn)線等多種定制自動(dòng)化生產(chǎn)線，解決了一批業(yè)內(nèi)共性的自動(dòng)化應(yīng)用問(wèn)題，極大程度地提高了工序銜接效率，減少工作人員，在空調(diào)制造行業(yè)具有極大的示范性和推廣意義，可迅速提高行業(yè)平均自動(dòng)化水平。

05

結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段，傳統(tǒng)的制造業(yè)都在轉(zhuǎn)型升級(jí)，本項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)智能工廠建設(shè)進(jìn)行探索，總結(jié)了一些實(shí)施要點(diǎn)，本項(xiàng)目成果顯著。首先，高柔性化工藝工裝將會(huì)改變量產(chǎn)車間柔性化低的現(xiàn)狀，使其適應(yīng)復(fù)雜機(jī)型和復(fù)雜工藝以及多樣化的生產(chǎn)；其次，質(zhì)量信息采集、全過(guò)程零部件狀態(tài)管理以及零缺陷的管理模式，顯著提升了規(guī)?；a(chǎn)的品質(zhì)。本研究提出的智能工廠建設(shè)可以在家電行業(yè)中進(jìn)行推廣應(yīng)用。

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