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前言 智能制造是我国加快建设制造强国的主攻方向，是上海“十四五”期间强化高端产业引领，推动本市制造业高质量发展的重要路径，是城市数字化转型的重要抓手。智能工厂是推动智能制造的切入点和突破口，是智能制造能级和核心竞争力的重要体现，是制造业数字化转型的重要载体。 2020年9月，市经济信息化委等6部门联合发布《上海市建设100+智能工厂专项行动方案（2020-2022年）》（以下简称《行动方案》），计划三年推动建设100家智能工厂，打造10家标杆性智能工厂，培育10家年营业收入超过10亿元（1-2家超过100亿元）具备行业一流水平的智能制造系统集成商，搭建10个垂直行业工业互联网平台，即“10030”工程。 2020年12月，市经济信息化认定授牌了首批20家上海市智能工厂，主要聚焦在汽车、电子信息、高端装备、航空航天、生物医药、绿色化工和新材料、快消品和节能环保等7个行业领域。为了总结和分享智能工厂建设经验，遵循“树典型、强引导、立标杆”的原则，我们将分领域、分批次对20家首批上海市智能工厂从项目情况、项目亮点及项目成效等方面进行逐一介绍。 一 上海航天设备制造总厂航天器复杂构件智能工厂 01 项目简介 上海航天设备制造总厂航天器复杂构件智能工厂位于上海闵行，是我国唯一集“弹、箭、星、船、器”制造及总装综测为一体的综合型航天骨干企业。以航天复杂构件生产研制过程为核心，围绕“制造装备国产化、智能化，制造过程数字化、网络化”的总体目标，持续推进国产高端数控装备、机器人、增材制造装备、传感与控制系统等研究与应用，不断夯实智能制造的基础条件。 02 项目亮点 1.工艺设计数字化：支撑工艺设计效率与质量提升 基于模型的工艺设计与仿真 构建基于知识工程的结构化工艺设计平台，围绕SOP、工艺参数建立知识库，实现以共性的SOP文件+少量的个性化参数的快速工艺设计模式；实现工艺参数在关键工序上的结构化应用。逐步探索航天器工艺从参数化设计—结构化设计—智能化设计不断演进的方法，实现航天器工艺体系精细化管理。 2.装备智能化：实现零部件一体化、自动化生产 通过系统集成、智能改装、自主研发等方式，航天器复杂构件智能工厂形成了系列自主知识产权、面向航天复杂构件制造的智能化装备和生产线，构建了贮箱箱底整体充液拉深成形、贮箱特种焊接生产线、航天器舱体结构智能铆接等，有效提高生产效率和产品质量，提升我国航天器结构件的整体制造能力。 在运载火箭箭体结构中，每个贮箱箱底的整体加工制造一直被视为国际性难题。面对成形装备、加工工艺、成形模具、生产配套设施等多方面的挑战和限制，团队通过多轮方案迭代，先后形成了超大容积流体成形控制系统、超宽板材辊底式固溶热处理设备等产线建设，推进了“一体轻量化”整体成形产品化，实现了产品化的生产流程、去任务化的产品配套，从单件生产走向了产品组批生产的模式，形成了运载火箭三米级整体箱底全流程制造布局，以单件成形时间计算，整个过程被缩短到了1小时之内，产品的壁厚分布更为均匀，抗拉强度也比原始板材提高10%以上。 贮箱箱底整体充液拉深整体成形装备 航天器舱体结构智能铆接 贮箱搅拌摩擦焊设备 3.智能化装配生产线：“一站式”柔性装配提高生产效率 运用模块化的方法，重塑了运载火箭子级总装流程，重组各生产模块，将统一专业或类似专业划分在同一工作站位模块内；研制运载火箭柔性自动装配设备，实现“测量-匹配-调姿”闭环集成控制，满足不同直径运载火箭柔性自动装配需求；通过MES系统将原本离散的台账信息、实时工时、工步任务、声像数据、信息反馈、检验完工等环节融入其中，形成了“一站式”柔性装配生产线，实现“全流程”数字化总装工艺的高效益生产模式；提高运载火箭总装质量、一致性和效率。 4.智能运营管控：科研生产全过程透明化 建立以“ERP+PDM+MES+大数据”为核心的智能运营管控系统，支持多品种小批量航天型号柔性化生产管理需求，实现从项目、计划、执行、物流、设备的生产全过程透明化管控，实现质量过程全纪录、质量问题可追溯、质量数据包自动生成，提高生产效率、质量管理效率；系统以产品实现过程和项目计划管控为主线，一站式显示计划、成本、质量等车间运营数据。 5.新技术应用：数字孪生技术实现虚实融合 航天器复杂构件智能工厂探索应用数字孪生技术，再加工过程中实现了生产过程中产品、物料、物流、设备加工状态等物理系统向虚拟空间数字化模型的实时反馈与驱动；通过虚拟现实展示空间站舱体装配过程和工艺信息，实现大质量设备、大载荷机柜、角隔区域总装、管路装配等复杂工况的虚拟现实交互式作业指导，并在装配过程仿真的基础上实现装配流程驱动的可视化装配场景。 AR/VR应用 03 项目成效 航天器复杂构件智能工厂以航天复杂构件生产研制过程为核心，开展了智能工艺设计、智能装备、生产过程智能化、软件系统等持续建设与应用优化，实现航天产品生产效率提高、生产质量提高、生产效益提高，以满足航天高密度发射、快速进入空间以及商业航天政策逐步开发等新形势发展需求。 智能装备方面，持续推进国产高端数控装备、机器人、增材制造装备、传感与控制系统、检测与装配设备、物流仓储装备等装备研究与应用，工厂高端智能装备国产化率达到70%；通过智能装备应用，航天产品质量大幅提升，贮箱箱底抗拉强度也比原始板材提高10%以上，航天器大型构件除锈率达到80%以上、上漆率达到75%以上。 生产效率方面，通过智能运营管控系统在生产准备、制造执行、生产记录、问题处理等方面通过数据实时传递、展示、分析，减少非增值活动、提高管理效率、降低成本，提质追溯效率提高80%，减少生产过程、发射服务数据转录、翻译实践，生产进度、物资管理等管理效率提升30%。 通过IT与OT综合集成，智能装备、管控系统、现场执行与管理相互融合，实现一站式柔性生产线，提高产线整体效率、柔性，运载总装时间缩短1/6，部分产线产量提升200%以上。 工厂通过数字化、网络化、智能化建设，实现以数据为主线贯穿工艺、生产准备、制造、交付、管理等全过程，并逐步建立云平台，发展“业务上云、数据上云”的互联网应用生态，形成面向航天器复杂构件智能制造新模式，实现航天产品制造的“高效率、高质量、高效益”，推动企业数字化转型。 二 上海东富龙生物制药系统装备智能工厂  01 项目简介 上海东富龙生物制药系统装备智能工厂以企业资源计划（ERP）、产品生命周期管理（PLM）系统为管理主线，集多项管理系统为一体，配置全覆盖的车间执行系统，实现制造、工艺、计划、物料等的协同管理，达到工厂集成化、数字化及智能化的目标，形成智能决策平台。 02 项目亮点 1.多系统集成：形成生产运营管理全覆盖管理网络
生物制药系统装备产业化智能生产车间通过引进MES（制造执行管理系统）、PLM（产品生命周期管理系统）、CRM（客户关系管理系统）、PMS（项目管理系统），与企业原有的ERP（企业资源计划系统）、条码系统、EPM（全面预算管理系统）、OA（办公自动化系统）等系统进行集成，在工厂和企业内部以及产品全生命周期形成以数据互联互通为特征的制造网络，构建智能化工厂。实现了产品的需求及订单拉动生产，使企业生产资源在企业内部全局化配置，实现了企业资源的优化配置，有效地降低了生产成本，提高了生产效率。 2.智能化项目管理：引进PLM，工业数据结构化、数字化
将所有产品的质量和工艺数据参数化，如工序尺寸、温度、湿度、球面、缺陷特征等，整合现有自监测智能设备，实现生产过程的在线管控、产品质量自动检测，以最低的制造实现最佳的质量目标，保证过程品质，以提高客户最大满意度。支持三维(CAD/CAE)设计协同管理的需求，同时将建立产品数模模板、建模规范，推动公司产品标准件库；将对生物制药系统装备产品研发管理体系进行定义，规范研发流程，实现研发机电协同分析仿真、协同制造、协同营运维护，为设计，工艺规划、工装设计等部门的并行工程提供准确可靠的单一数模数据源。 3.智能化生产管理：MES系统应用，助产增效明显 系统建设基于工业互联网的设备监控、防错报警、故障信息、工艺报警、人机交互、过点追溯、检测报告、生产报表、PMC及报警系统；通过系统使生产过程透明化，机台数据自动传入MES系统，实现数据的及时采集、分析、监控，从而提高产品质量，减少报废率，同时通过MES系统的工艺管理、质量管理、设备管理，大大提高生产效率和管理水平，促使整个车间产能利用率提升，综合利用率达到85%以上。 4.自动化数据分析：生产过程数据自动采集，报表自动生成
工业数据自动采集，系统分析。大量的数据通过智能自动化物联网平台进行分析建模，转化为产品运行的长期可追踪的信息，可提供设备、工艺等的长期动态可靠性，同时数据信息经整合，处理，校验，并通过深度挖掘、建立数字模型分析，形成可视化图表，优化产品数据库，实现：
5.虚实车间映射：数字孪生构建三维场景，实时感知可视化流程
数字孪生系统将工厂内的设备模型，以及工厂的场景构建成三维场景，实现可视化智能车间管理。系统通过与数据库系统进行交互，完成设备作业状态信息在大屏上的展示，使得员工能够直观、同步以及精确的把握设备信息；并实现对人员作业的实时了解。同时，针对具体设备的作业环节，工作人员通过点击相关按钮能够接入现场实时摄像头显示设备的现场作业。确保整个流程的可视化，以及对现场机器的实时感知。 03 项目成效 在项目建设期间，上海东富龙通过利用数字化软件对工厂的布局规划，产线设计，进行车间流程的虚拟规划仿真、优化验证，实现车间布局优化、物料配送优化、人工及设备数量优化，节约制造成本，缩短开发周期。 在项目管理方面，PLM系统的引进令产品的各项信息结构化、数字化，结合原有的自检测智能设备，实现生产过程中的产品质量实时在线管控，确保产品的质量品质，减少约15%的报废率。 在生产管理方面，通过集成系统的数字分析与信息实时追踪、异常预警，实现客户需求与生产服务流水线快速匹配，设计制造工程全数字化，优化企业资源配置，实现降本增效。 在设备管理方面，仿真分析了设备的利用情况以及生产车间的生产能力，明确了生产瓶颈点及部分未被充分利用的生产空间。MES系统的工艺管理与设备管理大大提高生产效率和管理水平，其中场地的利用率增加30%以上；生产车间的设备资源配置进行了一定的优化，现有设备利用率提高10%左右。整个车间的产能利用率大大提升，综合利用率达到85%以上。 随着自动化、智能化发展渐成趋势，上海东富龙生物制药有限公司作为制药装备龙头企业，也力图从“制造”转型为“智造”，力争实现整个车间的自动化，实现制药工业的工业4.0，为生物制药企业提供更多优质的产品及服务，最终实现东富龙“智慧药厂的交付者”的愿景。 |
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来自： 阿明哥哥资料区 > 《51.智慧工厂.精益生产》
