举“重”若轻，徐工重型扛起行业“智造”大旗

建成由9条生产线组成的3个智能化车间，实现关键设备互联互通，设备运行状态实时采集，加工程序自动调用和识别补偿......本期智能工厂栏目，我们走进工程机械先锋企业——徐州重型机械有限公司（以下简称“徐工重型”），分享其智能工厂建设经验。

徐工重型是徐工集团全资子公司，成立于1995年。公司主营业务是研发、生产和销售81～600吨全系列汽车起重机、全地面起重机和特种起重机。2017年公司智能工厂建设已初显成效。

敢为人先，制定规划

作为工程机械产品制造商，徐工重型具有“多品种、小批量、定制化”的典型离散制造特点，产品构成和制造工艺流程都非常复杂。在进行智能化改造之前，行业内也没有案例可以参考。经过对工程机械起重机行业及大环境的调研，徐州重型机械明确了加快推进智能制造升级，构建工业互联网平台，打造智慧型企业的重大战略举措：一是开展关键信息平台建设与集成应用；二是加快工厂生产线智能化改造升级，打造数据驱动的生产组织模式；三是深度挖掘工业大数据价值，提高运营与决策支持水平。

1、需求分析

徐州重型机械有限公司实施智能制造的需求主要有3个方面。

1）“三高一大”产品发展需求：徐工重型主要研制生产的大吨位起重机及特种起重机，是“三高一大”（高端、高技术含量、高附加值、大吨位）产品，技术水平达到了世界领先水平，但围绕着世界第一的追求，需要继续在产品可靠性方面突破。

2）市场国际化竞争需求：大吨位起重机、越野轮胎式起重机定位于欧美、日本等国际化市场，参与“一带一路”建设，国内外环境为工程机械行业快速发展创造了一个新的机遇期。

3）企业智能制造需求：提升高端轮式起重机生产制造能力，实现“多品种、小批量、定制化”智能制造，支撑国际市场快速交付、高可靠性交付要求，进入国际高端市场，是公司国际化战略定位发展的迫切需求。

2、总体规划

徐州重型机械有限公司智能工厂建设主要内容涵盖轮式起重机研发设计、生产制造和运维服务全过程。在研发设计环节，重点实施工厂与工艺建模仿真，建设PDM系统，实现数字化产品与工艺协同研发；在生产制造环节，重点建设数字化车间及智能生产线，配置SCADA系统、MES、APS等，并实施各核心系统的集成，实现设备互联和系统互通；在运维服务环节，重点建设基于大数据驱动的远程运维服务平台，实现数据共享和业态互融。

3、人员组织设置

徐州重型机械有限公司内部设立了智能制造推进项目组，主责部门是工艺技术部门和信息化管理部门，制造分厂是智能制造的具体执行和实施部门，其他部门分别从各自职能领域提供支持。

分解任务，按部实施

徐工重型智能工厂建设由六大任务构成，详细任务分解如下。

1、通过实施数字化三维产品研发设计、工艺设计、产品数据管理，构建数据驱动的协同研发平台，提升研发效率

1）数字化产品研发设计系统：以TOP-DOWN数字化三维设计为基础，建立智能化产品协同研发信息平台，构建支撑自上而下设计方法的模块化研发设计系统；实施基于三维模型的产品仿真，强化产品技术试验和测试、设计计算和仿真分析；建立数字化技术文件发布系统，构建产品技术文件的数字化管理体系，提升施工起重装备智能化水平和可靠性。

2）数字化工艺设计系统：实施三维数字化工艺设计，并与产品设计协同，向现场发布基于三维模型的工艺指导文件和仿真动画，提升工艺文件指导性。

3）物理检测与试验验证及优化：应用数字化仿真软件，构建具备与实物高切合度的验证试验台，提升产品研发可靠性；搭建测试数据管理（TDM）系统，打造标准化的测试管理体系。

4）产品数据管理（PDM）系统：深化研发项目管理平台，实现项目全过程数字化管控；构建产品多配置管理系统，实现研发端多配置向营销端扩展；建立技术协议数据库，实现从文档管理到模块化、结构化数据管理的转变。

2、通过应用三维虚拟仿真技术，搭建智能工厂工程设计模型，保证智能工厂总体设计的合理性

1）智能工厂工程设计模型：应用三维虚拟仿真技术，对9条智能生产线、3个数字化车间组成的智能工厂进行工厂工程设计建模与仿真，分析优化总体工艺流程、工艺布局，保证智能工厂布局合理性。

2）智能工厂及车间的物流建模与仿真：应用计算机辅助技术和虚拟仿真技术，对工厂整体、物流仓储中心、智能生产线的运行情况进行物流仿真分析，根据仿真结果对物流系统进行优化调整，形成智能工厂物流系统优化方案。

3、通过实施标准工序细化、自动化加工技术与在线检测技术研究，部署9条智能化生产线，实现无人化、少人化制造

1）建设结构件数字化车间：通过开展结构件焊接标准工序细化、焊接工序前移、结构件组件化拼焊等工艺研究，提升结构件自动化焊接率；开展结构件制造工艺流程及车间布局建模，直观可视化展示生产线生产过程，优化工艺布局；建设由转台结构智能制造生产线、车架结构智能拼焊生产线、伸臂结构智能制造单元3条智能生产线组成的结构件数字化车间，提升生产效率。

2）建设核心零部件数字化车间：通过开展关键机构件自动化焊接工艺、装配工序优化及在线检测工艺研究，提升产品质量；开展关键液压元件自动化加工、机器人自动输送、高效清洗等工艺研究，提升生产效率。开展核心零部件制造工艺流程及车间布局建模，优化工艺布局；建设由关键机构件柔性生产线、控制系统装配检测线、关键液压元件智能生产线3条智能生产线组成的核心零部件数字化车间，提升核心零部件质量。

3）建设整机装配检测数字化车间：通过开展底盘悬架系统、传动系统、操纵系统等分装系统工艺研究，提升装配生产效率；开展零部件、系统和整机性能检测系统研究，实现产品制造全流程质量在线检测和控制；开展装配与检测工艺流程及车间布局建模，建设由底盘装配检测生产线、整机装配检测生产线、性能检测单元3条智能生产线组成的整机装配检测数字化车间，提升产品可靠性。

4、多源异构信息系统数据集成技术应用，实现全生命周期的端到端集成，突破产业链信息流优化瓶颈

通过综合分析与研究异构数据集成体系结构、模式映射、模式冲突，集成内部各业务流程信息系统，贯穿研发、制造、销售、后市场服务全过程。同时，通过统一平台向上游供应链延伸，将信息系统与供应商信息系统进行对接，实现与上游供应链生产、物流、质量等信息的无缝对接。在集成多维度数据的同时优化业务流，实现产品全方位信息的综合管理与分析，促进产品全生命周期的全过程优化，同时拉动供应链在产品质量、制造、管理等方面迈上新台阶。

5、通过建设工厂网络架构，实施信息系统集成，打通数据链，实现全流程数字化管理

1）工厂网络架构建设：网络设备升级，对在用网络核心引擎和接口板卡进行升级。优化网络架构，核心层由一主一备工作模式升级为双工模式并配置VSS三层虚拟化；汇聚层设备由分厂全部迁移至数据中心，统一管理，所有网关由核心下放至汇聚层；建设基于工业PON技术的新型工业以太网，实现生产设备的网络互联。

2）依托于MES，向外拓展并整体涵盖产品设计研发与制造集成、生产管理、供销服务、质量管控四大方面，涵盖数字化三维产品设计、三维工艺设计、产品数据管理（PDM）、质量管理（QMS）、客户管理（CRM）等，形成一体化运作平台，实现了物流、资金流、信息流、工作流的四流合一，全价值链数字化管理。

6、基于工业控制系统信息安全标准，建设大数据管理中心，部署网络安全防护体系，提升数据稳定性和安全性

1）依据国家B类机房标准，建设集数据存储、数据备份功能的高等级数据中心，实现体系化、标准化、规范化、流程化运维管理，从而保障数据中心安全、稳定、可靠运行。

2）实施电子文件安全管理系统，实现图纸、技术文件、办公文档等按需加密，硬件端口可控，从而提高电子文档的安全性、保密性。

3）实施和综合应用桌面监控系统、企业级防病毒系统和上网行为管理系统等安全措施，提高信息系统的安全性。

实施成效

徐工重型智能工厂建成后，实现了生产效率、运营成本、研制周期、产品质量以及能源利用率等企业生产经营关键指标的大幅改善。

（本文整理自工业装备一司）

来源：荣格-《智能制造纵横》

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