【研華助力打開制造車間生產過程的“黑箱”】近年來，智能制造熱潮席卷神州大地，這既是工業(yè)4.0熱潮的延續(xù)和“深度本地化”，又是《中國制造2025》推進過程中最大的熱點。尤其是在電力裝備行業(yè)，很多大中型制造企業(yè)開展了相關實踐，還有眾多企業(yè)在躍躍欲試。增加智能裝備、建立智能產線、推進智能物流，減少人工，成為很多制造企業(yè)的共同選擇。

然而實際上這并不容易，制造企業(yè)車間管理依然存在很多的盲區(qū)，車間現(xiàn)場到底是怎樣的狀況？生產計劃的執(zhí)行是否到位？產品追溯的體系是否完善？如何實現(xiàn)生產數(shù)據(jù)的實時自動采集？車間人員如何調度、管理？設備的實時使用狀態(tài)如何？……制造過程的“黑箱”已經嚴重束縛了現(xiàn)場管理以及智能化水平的提升。

在這種趨勢下，作為國內領先的成套配電設備企業(yè)，寧夏力成電氣集團有限公司于2016年獲得由國家扶持的智能制造示范項目資金支持，投入發(fā)展電力裝備智能制造新模式工廠，通過導入和改善MES、PLM、ERP等系統(tǒng)，引進機器人、高端數(shù)控機床、柔性線等先進裝備實現(xiàn)精益生產，與研華科技合作利用先進物聯(lián)網技術，實現(xiàn)制造信息的全面感知采集應用，最終結合智能化電力裝備發(fā)展趨勢，共同打造基于云端的工業(yè)物聯(lián)網服務模式，無疑為制造企業(yè)推進智能制造帶來了新的思考與借鑒。

讓智能下沉到車間

寧夏力成電氣集團有限公司成立于1995年，是大型高、低壓成套配電設備生產企業(yè)，原國家電力部、機械工業(yè)部確定的高低壓成套開關設備定點生產企業(yè)和國家經貿委“兩網改造”重點推薦企業(yè)，中國電器工業(yè)協(xié)會高壓開關分會常務理事單位，2009年被評為“中國電器工業(yè)最具影響力品牌”。

2016年6月，力成電氣以“智能配網成套開關設備數(shù)字化工廠建設”課題入圍了工信部智能制造綜合標準化與新模式應用項目。在推進企業(yè)走向智能制造的過程中，力成電氣首先進行了頂層設計，通過與達索合作采用產品數(shù)字化三維設計與工藝仿真，結合激光高效選區(qū)熔化金屬增材制造和光固化成型、融沉積成型非金屬增材制造等先進技術手段，建立數(shù)字化研發(fā)設計體系以縮短研發(fā)周期。

可是萬丈高樓平地而起，產品研發(fā)設計數(shù)字化后還需要智能化的生產方式，這其中智能化裝備與實施層，即硬件層是力成電氣未來智能化工廠的基礎。由于力成電氣原有的系統(tǒng)落后，生產裝配的整個過程如同封鎖在一個“黑匣子”中，無法滿足企業(yè)精益生產的要求。因此，擺在力成電氣智能工廠建設的一個問題是，如何在車間層面將生產過程中各種數(shù)據(jù)流進行采集并加以利用，將這些信息延伸到工廠的自動設備、質量管理、供應鏈、成本控制，物流管理等各個環(huán)節(jié)，從而實現(xiàn)管理效率和資源配置的最優(yōu)化。

使數(shù)據(jù)“翩翩起舞”

千里之行，始于足下，力成電氣深知底層自動化建設是整個數(shù)字化工廠的基礎。因此，力成電氣希望所選擇的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)除了是一個適合輸配電裝備行業(yè)并且具有穩(wěn)定性和成熟性的產品之外，還應該具有強大的服務能力，去跟各個系統(tǒng)之間對接。此外，還應該具備一個較高的性價比。

經過挑選與考察后，最終力成電氣邂逅了研華科技。經過詳細的溝通，研華科技認為力成電氣智能工廠底層建設的核心是如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、集成與可視化。在具體實施中，研華首先對力成電氣的生產模式和特點進行了梳理，明確需要采集的底層智能化裝備的核心運轉數(shù)據(jù)究竟有哪些，如能源數(shù)據(jù)、設備運行數(shù)據(jù)、質量檢測數(shù)據(jù)、物料識別數(shù)據(jù)、工藝加工數(shù)據(jù)等，對缺失的數(shù)據(jù)環(huán)節(jié)通過添加數(shù)據(jù)采集卡與現(xiàn)場看板實現(xiàn)對所有設備運行情況可視化、報警提示與處理等。

其次，研華發(fā)現(xiàn)力成電氣包括開關柜裝配線、斷路器裝配線、鈑金加工線等多條生產線和立體倉庫、AGV等，這些設備和產線由不同的供應商提供，如同“八國聯(lián)軍”缺乏統(tǒng)一的標準。因此，研華通過數(shù)據(jù)采集網關實現(xiàn)異構設備之間的協(xié)議轉換，統(tǒng)一接口實現(xiàn)異構設備的數(shù)據(jù)采集，以可編程的自動化控制器提供開放式開發(fā)架構，將控制、信息處理及網絡功能整合至單一控制系統(tǒng)中。

最后，為實現(xiàn)車間生產的透明化、有序化，研華為力成電氣構建了中控室，通過WebAccess數(shù)據(jù)采集平臺實現(xiàn)上下層數(shù)據(jù)的連接，全面監(jiān)控與指導公司的生產管理，包括生產計劃、車間作業(yè)、設備管理、能源管理、質量管理等。未來還將借助WebAccess實現(xiàn)基于云端的數(shù)據(jù)分析與管理，借助數(shù)據(jù)挖掘和大數(shù)據(jù)分析等技術，實現(xiàn)數(shù)據(jù)中知識規(guī)則的提取，進而打造成一流的配電產業(yè)制造基地。

對生產一目了然

系統(tǒng)上線后，研華產品各功能模塊都按照預期目標發(fā)揮著作用。在力成電氣看來，系統(tǒng)上線后最大的好處就是將原有的一些瑣碎的手工記錄，產品信息、溝通信息變成了數(shù)據(jù)流的信息，實現(xiàn)了生產的透明化。一方面，通過構建完整實時的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，力成電氣能夠及時了解車間工人的作業(yè)情況、產品的生產情況以及質量狀況，打開生產過程中的“黑箱”，提高生產過程的透明度。

另一方面，以生產數(shù)據(jù)作為基礎建立的中控室，幫助力成電氣洞悉了生產制造全過程，猶如企業(yè)的智能化決策指揮中心，不僅為管理層分析決策提供支持，還可以對過往生產異常問題原因進行數(shù)據(jù)分析、溯源，為持續(xù)改善提供依據(jù)。

值得一提的是，力成電氣一直強調對于“人”的管理，本次系統(tǒng)上線后，對現(xiàn)場工人的績效考核也更加明確，通過數(shù)據(jù)采集提高工時統(tǒng)計的準確性，在績效考核時有更詳細的數(shù)據(jù)支撐。

他山之石可以攻玉

對于本次項目的順利實施，研華工業(yè)自動化事業(yè)群智能制造行業(yè)經理謝波認為MES系統(tǒng)實施需要CIO既能“識大體”又能“知小節(jié)”。他解釋“識大體”是指企業(yè)信息化管理者擁有高屋建瓴、統(tǒng)籌全局的能力，因為MES在整個項目過程中與很多系統(tǒng)在功能上有一定的交叉重疊，企業(yè)需要理清系統(tǒng)之間的關系，劃清系統(tǒng)之間的邊界，才能確定MES系統(tǒng)的需求?！爸」?jié)”是指信息化管理者對企業(yè)本身生產工藝和實際業(yè)務有深刻的理解，他表示有的企業(yè)在提出MES需求時，往往比較寬泛，缺乏針對性，甚至將目標與需求混為一談。如對追溯管理的需求，企業(yè)對需求的描述往往停留在“系統(tǒng)需要提供追溯管理的功能”，如若有一個“要實現(xiàn)對原材料、產成品、生產操作過程、生產組織、過程質量、過程工藝參數(shù)等的追溯”的具體功能描述，未來系統(tǒng)實施將順暢許多。

在謝波看來，輸配電設備主要應用于電力系統(tǒng)和工礦企業(yè)的電能傳輸和電能控制等，影響電網的建設、安全與可靠運行，特別是高壓輸配電設備屬電力發(fā)展的重大關鍵設備，也是國家能源戰(zhàn)略和裝備制造業(yè)領域中的重大戰(zhàn)略。作為《中國制造2025》推進的8大產業(yè)之一，我國輸配電裝備產業(yè)與國外相比，企業(yè)在研發(fā)設計、仿真驗證、制造裝備與制造過程的數(shù)字化智能化方面還存在較大差距，特別是各應用系統(tǒng)間大多采用基于BOM信息的自上而下的單向數(shù)據(jù)級的集成，缺乏自下而上的實時數(shù)據(jù)反饋以及打通產品全生命周期數(shù)字化的物聯(lián)傳感系統(tǒng)以及基于工業(yè)數(shù)據(jù)的研究分析和應用的方法、工具和手段?！霸陔娏ρb備企業(yè)智能化轉型的關鍵時期，研華將充分發(fā)揮行業(yè)平臺的優(yōu)勢與作用，以領先的產品、技術與服務賦能客戶，在提升企業(yè)底層智能水平的基礎上循序漸進，積極、穩(wěn)妥地推進智能制造，助推電力裝備行業(yè)乃至整個中國制造邁向更高的階段。”謝波總結道。