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徐工挖机智能制造的领先实践

徐工挖机又启动了大数据、人工智能、5G等新一代信息技术与先进制造技术的深度融合,进一步提升价值链数字化能力,全面开启智能化的研发设计、生产制造和营销服务,打造智能化的产品、企业和产业链,实现“智造”能力的“珠峰登顶”,保持全球行业竞争优势。
发布时间:2020-01-08 15:35        来源:工信头条        作者:孟醒

读而思:徐工挖机凭借多年来在智能制造领域的默默耕耘,踏准了智能制造的节拍,取得了领先同行业的成绩。智能制造落地生根的难题,在其实践面前迎刃而解。

走进徐工挖机高大宽敞的厂房,给人的印象就是整洁明亮,井然有序。不同工序的运料车正自动取货,并将物料驮送至不同的工作台。几吨重的挖机大臂,不再由高架行车运送,而是由自动轨道车装卸,并整齐排列进入下一道工序。如果你仔细观察,就连焊接飞溅的火花发出的声音都是一个节拍。类似这样的节拍汇合成一曲交响曲,雄浑壮美。在徐工人看来,这样的节拍奏响在每一个工厂、生产线和工作台。

这就是智能制造的节拍!可惜,我不是作曲家,不能将这节拍幻化出震撼心灵的音乐。

这井然有序的生产节拍并非出自某个科幻工厂,而是挖掘机的智能工厂。在徐工不仅挖机有这样的工厂,其他工厂多是如此。

徐工挖机平静中的巨变

众所周知,2013年德国提出工业4.0国家战略,目的就是应对全球制造业变革浪潮,促进本国制造业转型升级。美日法等国家也纷纷提出了制造业战略。2015年,中国也适时提出了制造强国战略,并发布行动纲领。正是在这样的大背景下,国内外的制造企业纷纷开始智能化转型,智能工厂建设则成为制造升级的必经之路。

然而,数据表明,中国制造企业开始做智能化改造的比例虽然超过了80%,但就绪率却不到10%。

实际上,我国制造企业很大一部分仍处在自动化阶段即工业3.0阶段。但自动化距离智能化还有很长一段路要走。智能制造所需要的不仅仅是设备升级或人工智能开发与应用,而是围绕用户价值,实现生产全流程端对端互联,对整个制造行业进行水平整合和垂直整合,打造出全新的智能工厂。

智能工厂是在数字化工厂的基础上附加了物联网技术和各种智能系统等新兴技术于一体,提高生产过程可控性、减少生产线人工干预。

揆诸徐工挖机智能制造工作开展的四个阶段,可以发现这种改变是静悄悄的。

因为早在2008年徐工挖机成立之日,“智能制造”就提上了议事日程,即夯实基础的1.0阶段。主要工作是持续开展自动化、信息化等技术的单项应用,为制造能力提升奠定基础。

两年后即进入快速提升的2.0阶段。也就是在2010年全面启动精益变革,创新构建了包含八大子系统的精益制造运营体系,同步推进“两化融合”。

在全面实践的3.0阶段,与制造强国战略相契合,落实徐工集团智能制造战略部署,2016年在行业内率先全面开展智能制造工作。

2018年开始创新突破的4.0阶段,全面开启徐工挖机“二次创业”高质量发展新征程,数字化、智能化升级实现新突破,全面加快新一代信息技术与研发设计、生产制造和营销服务价值链环节的深度融合,特别是在智能工厂建设方面全面落地,进一步迈向两化深度融合,提质增效。

到2018年共十年的时间,徐工挖机默默耕耘。所谓“十年磨一剑”,到2019年徐工挖机智能制造不断实现创新突破,获得国家、省市的全面认可:

工信部制造业与互联网融合发展试点示范

工信部工业互联网创新发展工程项目

第二十二届全国企业管理现场化创新成果一等奖

江苏省两化融合创新应用企业

第四届“江苏智造”创新大赛一等奖

江苏省工业互联网发展示范企业

江苏省示范智能车间2个。

智能制造的领先实践

近年来,业界尤其是理论界对于智能制造有着很多讨论。如智能制造就是以制造为中心的数字制造、以设计为中心的数字制造、以管理为中心的数字制造,并从原材料、能源、产品供应方面,提出用工程技术、生产制造、供应链三个维度来描述智能制造的全部活动。

一方面,实现智能制造的利器就是数字化、网络化的工具软件和制造设备,包括但又不限于计算机辅助工具、计算机仿真工具、工厂/车间业务与生产管理系统、智能设备,以及新一代信息技术,如物联网、云计算、大数据等。

在智能工厂中,借助于各种生产管理工具/软件/系统和智能设备,打通企业从设计、生产到销售、维护乃至服务的各个环节,实现产品仿真设计、生产自动排程、信息上传下达、生产过程监控、质量在线监测、物料自动配送等智能制造。

实际上,这些描述性的东西要真正落实到工厂实践,其间的难度要比纸上谈兵大得多。

徐工挖机智能制造以全产业链数字化升级为主攻方向,通过产品研发设计的数字化、生产制造的数字化,打造出高端、高可靠的智能化产品,并面向客户提供全生命周期的数字化服务。实现方式就是将数字化、智能化技术深度融入到业务领域。

具体说,徐工挖机智能制造运营体系是通过搭建“三大平台”产品定制化平台、网络化协同制造平台和智慧服务平台,构建“一个中心”智慧运营中心,坚实打造“徐工挖机智能制造4.0”。

构建行业领先的产品定制化平台

通过正向研发的数字化平台和体系建设,形成产品数字化研发设计能力,构建行业领先的产品定制化平台,重点推进“三个能力层”建设,一是健全研发设计数字化系统体系,建设研发协同平台PDM、仿真管理平台SDM、整机与核心零部件试验数据管理系统TDM,规划并自主研发了研发数据集成管理平台XE-RDM,形成支撑“设计、仿真试验、数据管理与分析及研发机制管理”一体化系统平台体系;二是建设研发数据应用体系,面向客户定制化需求,基于超级BOM实现了多配置管理,为生产制造、营销服务奠定数据管理基础;基于PDM系统实施了全球数字化备件服务信息系统(X-GSS),建立一机一册数据应用体系,强力支撑后市场服务备件数据应用能力的提升;同步推进整机与关键零部件全生命周期的数据管理系统建设,通过数据的分析挖掘为研发设计优化和后市场增值服务提供支撑;三是打通研发与制造数据通道,试点三维数字化工艺平台建设,实现了工艺设计和管理能力的全面提升,有效解决研发设计数据与生产制造数据的一致性。通过三层能力建设,极大提升了产品研发能力,缩短了产品研发设计周期,新产品销售贡献度大幅提升。

关键是通过三维实体集成模型完整表达产品的设计信息和制造信息,祛除了设计与制造之间的壁垒,有效解决了产品设计与制造一致性难题,任一生产平台都可以根据需要实现无缝对接。

国际领先的网络化协同制造平台

打造智能化生产线、智能化生产执行管理与协同系统、智能化仓储与物流系统,全面构建智能工厂和卓越供应链体系。

“硬件层面”,徐工挖机建成了行业领先的智能化生产线,大规模投入焊接机器人、装配机器人、DNC加工中心集群、AGV智能转运小车等智能化装备,以生产制造执行系统为纽带,应用传感识别技术、信息采集与处理技术等,使智能化装备与生产管理信息系统相结合,实现制造端在线监测、大数据分析挖掘与过程优化,大幅提高了生产制造稳定性,挖掘机寿命提升一倍。建设的智能化仓储物流系统,及自动化安灯仓库,配套应用AGV/RGV、自动上下料、空中输送等智能化装备,打造了物料动态出入库、精准安灯分拣与单台套自动化配送模式,把工人从繁复单调的物流运输工作中解放出来,实现了物与物、人与物之间的互联互通与信息交互,大大提高了配送效率及准确率。

以焊接机器人来说,其响应时间短,动作迅速,焊接速度远远高于手工焊接。它不仅提高了生产效率,而且提高了产品质量。焊接机器人会按照给出的焊接参数和运动轨迹,精确可靠地进行重复,焊接质量比人工稳定。这说明并不是非要换人,而是要符合智能制造的生产效率与质量要求必须换人。智能工厂大幅改善了劳动条件,减少生产线人工干预,提高生产过程的可控性。

“软件层面”,徐工挖机建立起以MES系统为核心的智能化制造运营管理体系,打造出具有徐工挖机特色的供应链制造协同系统XESS,设计了标准、计划、订单管理、质量管理、产品开发、绩效管理、价格、信息协同及培训发展等九个功能模块,从供应链物流的预测、计划、交互,到执行、监控、异常处理,对供应链的物流网络、采购、质量、库存、运输配送、技术工艺、资金付款等进行全方位管理,打造出具有互联性、共享性、可视化的敏捷供应链网。结合仓储管理系统WMS、质量管理系统QMS及企业资源计划ERP系统,以及串联穿透营销服务端的客户关系管理CRM系统,快速提升内外部电子数据交换EDI能力,实现企业内业务模块间、供应链上下游企业间流程与数据的信息化与透明化协同管理,打造供应链级的精益柔性制造模式。

例如,使用ERP或WMS进行原材料的库存管理,随时提取各种原材料及供应商信息。一旦客户下单,ERP就自动计算所需的原材料,并且根据供应商信息即时计算原材料的采购时间,在确保满足交货时间的同时,使得库存成本降至最低甚至为零库存为。

“智能”体现在两个层面:一是面对C端个性化的、复杂的、不稳定、变化的需求,如何去合理的根据B端已有的资源(组织、能力、原料、设备、库存、供应链),快速的适配出解决方案,完成高品质的产品。二是基于工厂内部人、设备、物料之间的信息互联、感知、优化、控制、执行。

打造创新引领的智慧服务平台

面向客户提供全生命周期优质服务,打造创新引领的智慧服务平台,将代理商、终端营销服务人员和终端客户纳入徐工挖机数字一体化建设范畴,工厂对各环节进行全方位“赋能”,实现穿透管理和价值传递。具体来说,以客户关系管理系统CRM的持续提升建立数据主干道,以营销协同平台、备件协同管理平台、徐工e修服务资源管理平台(人机车点“四合一”)、徐工e修移动端APP为业务支撑和数据汇聚辅助,以终端客户微信公众号为服务窗口和驱动源,全面提升对营销、服务、备件及风险管理业务运营的支撑力和掌控力。服务成本降低超过10%,客户满意度提升近两个百分点。

目前,正在进行营销服务大数据分析挖掘,以客户和挖机产品的360°画像为先导,持续建立营销和服务业务领域的预测性能力,为客户转化、市场预测、备件预测、故障预测、预防性维护、动态风控等建立深度的数字化能力。对于每一个零件的使用周期均有记载,完全可以做到维护在先。

领先的智慧运营中心

数据作为核心生产要素,通过数据积累、工业知识沉淀、模型算法研究,为工业大数据应用和智能制造创造前提。依托大数据分析平台,建设统一可视化的数字化作战指挥中心,实现生产管控一体化与经营决策的可视化和智慧化,大幅提升企业经营管理效率。

一方面,作为面向工厂内部的智慧运营监控中心,通过生产管理全过程、全业务、全要素数据实时可视化呈现、透明化分析,实现计划精确执行、质量精准控制、设备实时管控。

另一方面,作为面向工厂外部的数字化作战指挥中心,实现市场、服务信息与客户需求的全面洞察,各营销中心市场情况、代理商经营情况、各吨位产品市场情况等市场营销情况的实时动态,客户满意度、服务资源配置达标率、各网点服务备件满足率等服务情况的实时动态,全部一目了然,为生产与经营提供决策支撑。

坚实的人才保障体系是领先的基础

早在2008年,徐工挖机就成立了企业技术中心,拥有一支由高级工程师、博士、硕士组成的专业人才队伍,专业领域覆盖研发设计、生产制造、检测试验、维修服务、信息技术等各个方面。目前已经打造成为省级工业企业技术中心,协同徐工全球五大研发平台,依托高端工程机械智能制造国家重点实验室等科研资源,构建了具有颠覆性技术创新实力的研发体系。拥有多项省高新技术产品,部分产品经鉴定达到国际领先技术水平。

徐工挖机建立了两化融合管理体系,由宋之克总经理担任最高管理者,通过组织、流程、技术和数据的全方位提升,两化深度融合水平已经达到了行业的领先,获得了江苏省两化融合创新应用企业、工信部制造业与互联网融合发展试点示范企业(两化融合示范方向),同时通过切实建立企业CIO(首席信息官)机制,支撑了两化融合工作的扎实推进。并在行业内率先成立专门的智能制造推进机构,通过持续打造,形成了一支兼备信息技术和制造技术的复合型人才队伍,统筹规划推进智能制造各项工作。目前,已有多人通过工信部智能制造能力成熟度模型培训和考试,建立起了内部智能制造评估师(内审员)团队。

瞄准目标攀登不停步

尽管徐工挖机的智能制造已经处于行业先进水平,但徐工人永不满足,从不停止攀登。徐工挖机又启动了大数据、人工智能、5G等新一代信息技术与先进制造技术的深度融合,进一步提升价值链数字化能力,全面开启智能化的研发设计、生产制造和营销服务,打造智能化的产品、企业和产业链,实现“智造”能力的“珠峰登顶”,保持全球行业竞争优势。(孟醒 本刊副总编 本文发表于《中国工业和信息化》杂志2019年12月刊总第19期)

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