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中国一重智能制造发展策略研究杨迪

发表时间：2020/5/15 来源：《基层建设》2020年第3期作者：杨迪

[导读] 摘要：“中国制造2025”是中国建设制造强国的行动纲领，智能制造是未来制造企业发展方向。

        股份公司核电生产部黑龙江省齐齐哈尔市 161042
        摘要：“中国制造2025”是中国建设制造强国的行动纲领，智能制造是未来制造企业发展方向。一重信息化的起步早于行业内其他企业。作为装备制造行业的母机企业，重型装备制造企业需要尽早谋划布局，做好智能制造总体规划、系统流程。制定信息化实施策略及关键技术，提前做好支持信息化实施的软件配置、网络环境、集成平台等实施策略。
        关键词：智能制造重型装备制造企业实施策略
        一、前言
        中国“制造2025”是未来中国制造业发展的行动纲领，是国家层面的制造业发展战略，智能制造是未来制造企业发展方向。党的十八大进一步明确要求“推动信息化和工业化深度融合”。以制造业数字化、网络化、智能化为标志的智能制造是信息化与工业化深度融合的切入点和主攻方向。中国一重作为曾经中国重型装备制造行业信息化的领军企业，要紧跟国家发展战略步伐，大力发展智能制造，推进信息技术综合集成应用和融合创新，对接全球制造市场，成为具有国际知名品牌、拥有核心制造能力的世界一流重大技术装备供应商。
        二、策略研究
        （一）背景及现状
        1.历史背景
        一重信息化的起步早于行业内其他企业。1984年利用国家支持的改造资金和自筹资金，一重引进和自主研发了部分计算机设备及相应的应用软件，开始了企业信息化建设的起步工作。20世纪80年代，一重成立了计算机站，主要从事MIS系统、CAD的研究和应用，产品有限元分析、优化设计、产品的设计计算，以及CAPP/CAM/CAE的研究和模拟实验等。在当时的全国重型机械行业，处于排头兵的位置。1988年，一重投资了500多万元进行MIS系统、CAD、CAPP的研究。一重大规模的信息化建设则是从1998年底开始，当时，公司采购了小型机及千兆网络交换设备，并于当年9月开始投入运行。2003年，一重购买了IBM P630小型机，采用双机热备的模式，使公司的生产管理系统有了硬件的支撑。2007年下半年与北京多联公司合作开发了一套软件，为自身量身打造一套系统。
        2.目前现状
        经过多年发展，目前一重拥有齐全的设计、生产、质量、财务、采购、营销等业务系统，初步实现了基础信息化。可以说按照工业4.0的层次划分，中国一重仍处于工业2.0的阶段，智能制造技术的应用尚处于初级阶段，这种现状就造成企业在产品的质量管控、生产成本控制、生产制造工艺控制、产品售后服务等方面水平还不高，主要还是简单地依靠多年积累的经验进行管理。多个业务系统之间独立运行，存在“信息孤岛”，各系统对同一信息的表述、编码存在较大差异，导致信息共享不充分、传递不流畅、无法查询、无法汇总等问题。产品设计未达到数字化，设计周期较长且后期设计变更复杂且控制能力较差。工艺编制固化、集成程度不高，各类产品、工艺人员之间加工方案、刀具、工辅具未达到资源共享。多种产品混流生产时，，对资源的占用特别是瓶颈资源容易造成冲突。生产计划编制较为困难，各工序衔接准确率不高，计划调整时执行起来相对困难。
        （二）行业特点
        装备制造企业绝大多数属于离散制造业，其主要特点是：a.产品结构复杂属于产品设计任务型。与流程工业不同，产品不是固定的，产品构成随市场变化而变化，由于产品结构复杂，设计任务很重，不仅要不断开发新产品，而且在老产品生成过程中也有大量的变型设计任务，因此企业要求具备较强的产品开发能力。b.不同产品制造工艺流程不同。

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虽然每种产品的生产都需要经过毛坯制造、零件加工、外配件采购、部件装配和整机装配过程，但不同的产品制造工艺仍有很大差别。c.对制造资源的动态和柔性要求。一般装备制造企业安排生产有两种组织方式：一是按产品的相似性安排给指定车间（分厂）生产；二是根据产品零件的相似性按成组原则划分车间组织生产。不管按哪种形式生产，由于各种产品结构不同、零部件加工工艺不同、各种零件加工周期不同，所以对制造资源的需求和占用时间也不同。在正确的时间、正确的地点提供正确的物料以满足生产进度的要求是一个十分复杂的管理问题。
        （三）发展路径及技术策略
        1.发展路径
        （一）设计数字化。建立起三维数字化设计标准和规范，全型号产品的三维设计模式，取消传统的二维工程图纸，保证设计和制造流程中数据源的唯一性；工艺管理方面，建立全三维结构化工艺设计能力，支撑三维机加工序模型和装配模型，以及加工仿真、装配仿真、人机仿真的能力；
        （二）工艺共享化。工艺是连接产品设计与产品制造的桥梁，所产生的工艺数据是产品全生命周期中最重要的数据之一。未来要实现工艺规划、验证、管理的数字化，实现三维工艺的工程化应用。三维工艺是用结构化以及模型化的方式，利用三维模型全面表达工艺设计和验证结果，并将工艺设计的模型数据直接传递到生产现场，直接指导生产制造过程。
        （三）管理信息化。通过数字化手段实现生产计划排产，工位扫描、物料配送、工具配送、在制品跟踪、生产状态监控、生产设备数据采集和监控、三维设计和工艺信息工位展示等能力；
        三、案例研究
        案例：徐工历时10年的工艺积累、２年的研发制造、４个月的奋力建设，全球起重机行业首条大型结构件智能化焊接生产线已全线贯通、投入运行。传统的重工业制造模式，各工序独立生产作业，生产节拍难以匹配，各工序完成后需要一定的区域存储，等待下道工序消化，车间有效利用率仅60％，产量提升困难。起重机转台结构形式不规则、种类多、板薄焊接变形量大等因素，智能制造的探索充满制约，在全球起重机行业内鲜有创新。历经10年时间，徐工在积累了大量预变形控制工艺数据的基础上，通过优化转台拼焊工艺、改进结构焊接工艺性、开展焊接和机加工智能生产线以及检测校型智能装备的研发设计等，解决了转台结构件智能化焊接率低、占用人员多、焊后校型反复翻转等问题，实现转台智能化焊接率72％，自动检测和校形。起弧焊接全序自动化、响应迅速动作快、生产节拍均衡的智能化焊接，保障了生产效率，提高了生产质量，智能焊接生产线的投入使用能让关键尺寸一致性保证能力大幅提升。同时，徐工正在开展利用MES系统和智能物联网平台对机床运行状态进行实时监控与数据采集，将设备参数、质量管理等信息通过现场LED屏进行报警，实现质量标准信息化、质量记录信息化、质量信息规范化、过程管控精细化、产品档案追溯化管理。
        四、结论
        从长远发展看，智能制造是未来发展趋势，是技术进步、工作效率提高的必由之路，整个建设过程是长期且复杂的，且造价昂贵。智能化道路任重而道远，需要编制详细战略规划，切忌一哄而上，没有考虑企业自身条件和状况，发生投入较大、产生价值较小的情况。
        参考文献：
        1.钱玥妤，陈进.制造企业与互联网融合创新发展研究：以博世和谷歌为例.技术与创新管理，2018年07月第39卷第四期
        2.李金华.德国“工业4.0”与“中国制造2025”的比较及启示.中国地质大学学报，2015年9月第15卷第五期
        3.吴建华.浅谈机械制造企业在智能制造发展中的信息化建设.机械工程与自动化，2017年12月第六期