陳 洲

（福建星網(wǎng)銳捷通訊股份有限公司，福建 福州 350002）

1 背景情況

1.1 生產(chǎn)模式亟待升級

小批量多品種生產(chǎn)的行業(yè)痛點，需要通過兩化融合改造升級，實現(xiàn)快速、精準(zhǔn)、穩(wěn)健的柔性化生產(chǎn)。

當(dāng)前電子制造行業(yè)客戶的多樣化、個性化需求涌現(xiàn)，導(dǎo)致產(chǎn)品更新?lián)Q代加速，如何提升質(zhì)量，是我國在智能制造推進(jìn)過程中需要優(yōu)先解決的主要課題。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略的深入，行業(yè)客戶積極擁抱互聯(lián)網(wǎng)，各種基于細(xì)分場景的應(yīng)用需求層出不窮，信息技術(shù)企業(yè)唯有自身先實現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，方能對客戶的場景化需求做出快速響應(yīng)，保持市場競爭力。多品種、小批量、多品種小批量的生產(chǎn)模式，因為產(chǎn)品工藝上相差很大，檢測、裝配、包裝各個環(huán)節(jié)均有不同的作業(yè)要求，在自動化裝備的導(dǎo)入方面，常常存在無法兼容的情況發(fā)生，因此造成設(shè)備的投入產(chǎn)出比不高，甚至?xí)霈F(xiàn)無法收回投資而造成導(dǎo)入計劃擱淺。

1.2 關(guān)鍵裝備受制于人

大型生產(chǎn)設(shè)備、自動化生產(chǎn)設(shè)備主要由國外進(jìn)口，系統(tǒng)閉塞，接口不開放，設(shè)備數(shù)據(jù)采集難度高，價格昂貴且存在供貨風(fēng)險。

工業(yè)傳感器、數(shù)字伺服電機(jī)等關(guān)鍵技術(shù)是實現(xiàn)制造業(yè)機(jī)械化和數(shù)字化融合的關(guān)鍵，然而我國國產(chǎn)在工業(yè)關(guān)鍵元器件領(lǐng)域的研究落后，數(shù)字化、軟件化和網(wǎng)絡(luò)化程度偏低等多種因素是制約我國智能裝備功能和性能提升的重要瓶頸，重要領(lǐng)域關(guān)鍵生產(chǎn)裝備依賴國外使得我國智能裝備和智能制造的發(fā)展嚴(yán)重受制于人，制約了國際競爭力的提升。

1.3 信息孤島亟需解決

制造企業(yè)存在信息孤島，設(shè)備狀態(tài)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)缺乏量化檢測和分析手段。

制造業(yè)企業(yè)內(nèi)部存在的信息孤島問題，導(dǎo)致存在管理信息孤島和業(yè)務(wù)無縫銜接孤島，主要存在以下三個方面的問題：

1）終端種類繁多，協(xié)議類型復(fù)雜，部署環(huán)境千差萬別，對終端性能要求高。

2）數(shù)據(jù)類型多樣難以融合、技術(shù)協(xié)議相對封閉難以互通。

3）新、老應(yīng)用間數(shù)據(jù)無法互通，部門間數(shù)據(jù)割裂，難以共享互通。

要進(jìn)一步提升整體效能，亟需解決企業(yè)內(nèi)部存在的信息孤島問題，實現(xiàn)系統(tǒng)間互聯(lián)互通和信息共享。

1.4 國內(nèi)發(fā)展趨勢

智能化工廠建設(shè)是“十四五”時期新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展的重要驅(qū)動。新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)對整個制造過程提出了更高的質(zhì)量、效率、生產(chǎn)穩(wěn)定性等要求，而智能化工廠的建設(shè)，在以下幾個方面可以得到較大發(fā)展。

1）高效靈活的生產(chǎn)模式：實施智能制造推動企業(yè)從生產(chǎn)方式到管控模式的變革，使企業(yè)實現(xiàn)優(yōu)化工藝流程，降低生產(chǎn)成本，促進(jìn)勞動效率和生產(chǎn)效益的提升。

2）產(chǎn)業(yè)鏈有效協(xié)作與整合：推廣智能制造技術(shù)在裝備制造行業(yè)的應(yīng)用，推動產(chǎn)業(yè)鏈在研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)、制造等環(huán)節(jié)的無縫合作，為進(jìn)一步提高產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)作效率打下基礎(chǔ)。

3）新型生產(chǎn)服務(wù)型制造：實施智能制造促進(jìn)企業(yè)從生產(chǎn)型組織向服務(wù)型組織的轉(zhuǎn)變，通過運用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等智能制造關(guān)鍵技術(shù)，不斷催生遠(yuǎn)程運維、智能云服務(wù)等新的商業(yè)模式和服務(wù)形態(tài)，全面提升企業(yè)創(chuàng)新能力和服務(wù)能力。

4）協(xié)同開發(fā)和云制造：實現(xiàn)信息共享，整合企業(yè)間優(yōu)勢資源，在各產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)實施協(xié)同創(chuàng)新，推動制造資源和制造能力的優(yōu)化配置，以提高勞動生產(chǎn)率、提升產(chǎn)品質(zhì)量。

2 項目目標(biāo)

本項目在原有信息化、自動化、智能化成果的基礎(chǔ)上，按照總體規(guī)劃、分步實施的原則，通過核心技術(shù)裝備應(yīng)用、關(guān)鍵短板裝備突破、工業(yè)軟件升級等，打造包括從SMT貼裝、檢測、裝配、PQC、打包、裝箱等環(huán)節(jié)的智能化應(yīng)用，實現(xiàn)智能生產(chǎn)裝配、智能控制、智能檢測、智能物流。電子行業(yè)全流程軟硬件數(shù)智工廠解決方案如圖1所示。

圖1 電子行業(yè)全流程軟硬件數(shù)智工廠解決方案

3 項目總體建設(shè)情況

總體建設(shè)情況分為智能化工廠和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設(shè)兩大部分。

3.1 智能化工廠建設(shè)

星網(wǎng)銳捷采用“多品種、小批量”的定制模式，生產(chǎn)必然存在“備料煩瑣、頻繁切線”的特性，傳統(tǒng)模式原材料倉儲和配送屬于人員密集型，人為失誤率高，同時存在典型的換線和續(xù)料設(shè)備停機(jī)時間長，停機(jī)損耗大且影響交付速度。必須盡快建立強(qiáng)大的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化的產(chǎn)品全流程運營管理平臺，實現(xiàn)全資源要素在線管理、系統(tǒng)有序集成、多維度互聯(lián)互通、信息充分融合、企業(yè)內(nèi)外高效協(xié)同，以支撐公司行業(yè)客戶定制的新型業(yè)態(tài)，持續(xù)擴(kuò)展公司的市場競爭力和市場占有率。智能工廠總體設(shè)計圖如圖2所示。

圖2 智能化工廠總體設(shè)計圖

星網(wǎng)銳捷智能化工廠信息系統(tǒng)框架解決方案主要涵蓋了智能設(shè)計、智能運營、智能生產(chǎn)(T6 iAPS、T6 iWMS、T6 iMES、T6 eSOP、T6 iMCP、PLC/DNC/DCS、智能檢測與裝配裝配、智能物流與配送)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)(供應(yīng)云、倉儲云、生產(chǎn)云、設(shè)備云、追溯APP、決策APP等)集成等方面，實現(xiàn)生產(chǎn)全過程智能化作業(yè)、設(shè)備監(jiān)控、質(zhì)量監(jiān)控、數(shù)據(jù)互聯(lián)互通與交互共享、生產(chǎn)經(jīng)營管理智能決策支持、工廠內(nèi)外協(xié)同系統(tǒng)的互聯(lián)與集成應(yīng)用，供應(yīng)商、客戶、用戶等與企業(yè)的全產(chǎn)業(yè)鏈/全要素的價值鏈高度集成。智能化技術(shù)架構(gòu)圖如圖3所示。

圖3 智能化技術(shù)架構(gòu)圖

3.2 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺

星網(wǎng)銳捷工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺是工業(yè)云平臺的延伸發(fā)展，其本質(zhì)是在傳統(tǒng)云平臺的基礎(chǔ)上疊加物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等新興技術(shù)，構(gòu)建基于海量數(shù)據(jù)采集、匯聚分析的更精準(zhǔn)、實時、高效的服務(wù)體系，支撐制造資源泛在連接、彈性供給、高效配置的工業(yè)云平臺，包括邊緣、平臺(工業(yè)PaaS)、應(yīng)用三大核心層級。從平臺技術(shù)架構(gòu)上，主要分為：前端中心平臺、應(yīng)用服務(wù)中心、數(shù)據(jù)服務(wù)中心、安全監(jiān)控平臺等一系列產(chǎn)品和智能制造整體解決方案，打造企業(yè)智慧的引擎，為集團(tuán)內(nèi)各子公司事業(yè)部提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)平臺，為網(wǎng)絡(luò)通信產(chǎn)品制造注入堅強(qiáng)的動力。公司已建立企業(yè)信息化系統(tǒng)，均建立門戶網(wǎng)站、OA系統(tǒng)、企業(yè)郵箱、視頻會議等信息化系統(tǒng)，實現(xiàn)核心業(yè)務(wù)流程信息化覆蓋，PDM產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、ERP企業(yè)資源計劃系統(tǒng)、S6EC電子商務(wù)系統(tǒng)、T6iMES制造執(zhí)行系統(tǒng)、T6iWMS智能倉儲管理系統(tǒng)、APP工藝工程系統(tǒng)、TMS貨運管理系統(tǒng)、CRP產(chǎn)能管理系統(tǒng)、T6iAPS生產(chǎn)排程系統(tǒng)等均正常運行，優(yōu)化并涵蓋了研發(fā)、生產(chǎn)供應(yīng)鏈(計劃、采購、庫存、生產(chǎn)、銷售)、財務(wù)資金以及上游供應(yīng)商、下游代理商、承運商等業(yè)務(wù)，初步打造一個從產(chǎn)品研發(fā)、工藝工程到生產(chǎn)計劃、物料采購、生產(chǎn)制造、銷售服務(wù)等為一體的“星網(wǎng)銳捷產(chǎn)品設(shè)計、工藝及生產(chǎn)制造綜合集成應(yīng)用平臺”，整合上下游相關(guān)企業(yè)資源，事項上游供應(yīng)商與內(nèi)部供應(yīng)鏈跨企業(yè)間的有機(jī)協(xié)同的新型經(jīng)營管理模式，全面提高了企業(yè)信息化管理能力。平臺技術(shù)架構(gòu)圖如圖4所示。

圖4 平臺技術(shù)架構(gòu)圖

星網(wǎng)銳捷工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺主要涵蓋雙核心交換機(jī)、虛擬化的核心網(wǎng)絡(luò)，高可靠、針對虛擬化服務(wù)的智能感知策略自動實時遷移的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)，分區(qū)塊、高安全、高性能的匯聚和接入網(wǎng)絡(luò)，全覆蓋、依據(jù)業(yè)務(wù)不同的SSID、統(tǒng)一身份、統(tǒng)一管理的無線網(wǎng)絡(luò)，多鏈路負(fù)載均衡、高安全防護(hù)、應(yīng)用識別、實名流控的出口網(wǎng)絡(luò)，配以易用、易管理、實時動態(tài)監(jiān)控、流程化的RIIL運維系統(tǒng)。

4 項目主要場景建設(shè)情況

4.1 場景名稱：生產(chǎn)作業(yè)-人機(jī)協(xié)同作業(yè)

在產(chǎn)品整機(jī)組裝工作中，緊固件的作業(yè)需要員工反復(fù)耗時操作，工作強(qiáng)度大，出錯率高，是最容易造成產(chǎn)品不良的工序段之一。針對產(chǎn)品的螺絲鎖付，由工業(yè)機(jī)器人、工業(yè)相機(jī)、PLC、伺服控制器、傳送機(jī)構(gòu)、AI 視覺鎖螺絲軟件等部分組成 AI 智能螺絲鎖付系統(tǒng)，實現(xiàn)主板螺絲鎖付、外殼螺絲鎖付等的智能鎖付。AI視覺鎖螺絲設(shè)備如圖5所示。

圖5 AI視覺鎖螺絲設(shè)備

主要優(yōu)勢如下：

1）產(chǎn)品可以任意方向進(jìn)入作業(yè)，無需軌道限位和導(dǎo)向，換線無需硬件調(diào)整，適應(yīng)多品種、小批量生產(chǎn)模式。

2）鎖付作業(yè)過程全程視覺糾偏，提高鎖付成率，同時在鎖付過程中監(jiān)控螺絲是否正常進(jìn)入螺絲孔，未進(jìn)孔時不啟動鎖付，防止意外損壞產(chǎn)品，有效保證產(chǎn)品質(zhì)量。

3）鎖付過程中集成視覺內(nèi)觀檢測，功能更強(qiáng)、效率更高。

4）設(shè)備系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化部署，對于任意一臺設(shè)備都可采集視覺圖像生成鎖付工藝，并在所有設(shè)備中共享，換線時間更少、現(xiàn)場效率更高。

5）設(shè)備開機(jī)智能自動校準(zhǔn)，無需人工干預(yù)，降低設(shè)備維護(hù)難度。

實施成效：企業(yè)導(dǎo)入 AI 視覺無工裝螺絲鎖付及檢測系統(tǒng)后，在生產(chǎn)裝配環(huán)節(jié)可節(jié)省人力 4 人，同時效率提升 50%、產(chǎn)品優(yōu)化率 100%；產(chǎn)品檢測環(huán)節(jié)可省人力 6 人，同時生產(chǎn)效率提升 20%；每年可節(jié)省80 萬元生產(chǎn)投入；同時顯著提高產(chǎn)品裝配不良的攔截率，每年減少 20 起因裝配品質(zhì)產(chǎn)生異常投訴，每年減少因異常投訴而導(dǎo)致的損失 40 萬元，總體經(jīng)濟(jì)效益超過 120 萬元；同時 AI 視覺無工裝螺絲鎖付及檢測系統(tǒng)更能適應(yīng)變化的市場、個性化的生產(chǎn)定制需求，更能滿足多品種、小批量的自動化生產(chǎn)方式，實現(xiàn)產(chǎn)品的靈活鎖付及檢測，幫助制造企業(yè)實現(xiàn)智能柔性生產(chǎn)。

4.2 場景名稱：倉儲配送-智能倉儲

智能倉儲系統(tǒng)是為制造業(yè)量身打造的一款標(biāo)準(zhǔn)化、智能化過程導(dǎo)向管理的倉庫管理系統(tǒng)，滿足多組織、多倉庫、多貨主的集團(tuán)化管控及精益管理需求，應(yīng)用于原料倉、半成品倉、成品倉、線邊倉等業(yè)務(wù)場景。智能倉儲管理系統(tǒng)與 ERP、PLM 等傳統(tǒng)的管理系統(tǒng)集成交互，充分考慮工藝需求、排產(chǎn)信息、質(zhì)量管理、設(shè)備管理、預(yù)警管理、人員績效、目視化看板等，輔以自主研發(fā)的自動化設(shè)備或與其他智能設(shè)備接口執(zhí)行具體作業(yè)，實現(xiàn)從供應(yīng)商來料、入庫、庫存管理、車間配發(fā)料到成品入庫，與 TMS 系統(tǒng)接口發(fā)貨，全流程的數(shù)字化、智能化、全局化的管控效果，并具備低投入、貫穿收貨、發(fā)料/貨、配送、退料/貨全流程管控、智能貨架亮燈引導(dǎo)式作業(yè)等特點，達(dá)到靈活、高效、省人、省時、省空間等管理目標(biāo)，有效解決傳統(tǒng)倉庫管理困擾，實現(xiàn)倉儲智能化管理。

實施成效：①倉儲人員縮減約30%；②備料效率提升約80%；③倉庫面積減少約40%；④備料方法、效率的提升，生產(chǎn)換線時間縮短約 25%以上，生產(chǎn)效率顯著提高。

通過以上數(shù)據(jù)對比，智能倉儲系統(tǒng)實現(xiàn)企業(yè)倉庫管理模式的變革，從傳統(tǒng)的依賴倉管人員經(jīng)驗變成依靠準(zhǔn)確數(shù)據(jù)進(jìn)行實時精細(xì)化管理，使現(xiàn)場作業(yè)在線化，倉庫透明化，有效提高公司運作效率、提升管理水平，提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，增強(qiáng)公司的整體競爭力。特別對電子信息行業(yè)，推廣空間大。

4.3 場景名稱：倉儲配送-精準(zhǔn)配送

目前在制造業(yè)越來越重視工業(yè)制造的質(zhì)量和效率，AGV是制造現(xiàn)場運輸貨物的得力助手，可以節(jié)約成本、準(zhǔn)確度更高、穩(wěn)定性更好、安全性更強(qiáng)，可以24小時不停歇工作，這不僅大大降低了人工成本，工作效率遠(yuǎn)比人工要高；還可保障員工作業(yè)安全，更大程度保障工人的工作安全性，提高車間物流配送實時性、流暢性和提升物流效率。自動導(dǎo)引運輸車（Automated Guided Vehicle，AGV）如圖6所示。

圖6 自動導(dǎo)引運輸車

實施成效：AGV 系統(tǒng)實現(xiàn)現(xiàn)場 24 小時不停歇工作，保障員工作業(yè)安全，在生產(chǎn)物流方面實現(xiàn)無人化、智能化，配送流暢，物流效率提升，同時也推動了各銜接系統(tǒng)的智能化改造，從而提升整個生產(chǎn)車間的自動化、智能化水平。導(dǎo)入 5G 技術(shù)后，應(yīng)用更加廣泛。

5 項目實施后的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益

5.1 經(jīng)濟(jì)效益分析

項目實施后，最終實現(xiàn)生產(chǎn)效率提升20%、運營成本降低20%、產(chǎn)品升級周期縮短30%、產(chǎn)品不良品率降低20%、單位產(chǎn)值能耗降低15%。

通過本項目的實施，星網(wǎng)銳捷將為客戶提供智能制造和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)整體解決方案，根據(jù)具體需求集成相關(guān)軟件和硬件產(chǎn)品，預(yù)計每年可以產(chǎn)生1 500萬元收入。

5.2 社會效益分析

星網(wǎng)銳捷形成相關(guān)的智能制造和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)整體解決方案，推向市場,助力“制造”轉(zhuǎn)型“智造”，服務(wù)廣大渴望趕搭智能制造“高速列車”的制造業(yè)企業(yè)。工業(yè)智慧物聯(lián)平臺將進(jìn)一步提升制造企業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的實施、應(yīng)用能力，解決自動化數(shù)據(jù)采集的行業(yè)痛點，解決行業(yè)共性問題，提升生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，全面提高企業(yè)的盈利能力，特別對電子行業(yè)的制造企業(yè)將具有很好的借鑒和標(biāo)桿示范作用。

6 結(jié)束語

星網(wǎng)銳捷從“建平臺、用平臺、筑生態(tài)”三方面共同推進(jìn)，加快智能制造和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺體系化升級，打造了新模式的智能化示范工廠。

一是“建平臺”，星網(wǎng)銳捷通過研發(fā)相關(guān)軟件和硬件，打造一個適用于網(wǎng)絡(luò)通信產(chǎn)品智能制造領(lǐng)域的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，實現(xiàn)了在該領(lǐng)域的深度兩化融合創(chuàng)新，推進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)通信產(chǎn)品智能制造領(lǐng)域的生產(chǎn)方式和產(chǎn)業(yè)形態(tài)創(chuàng)新變革。

二是“用平臺”，星網(wǎng)銳捷產(chǎn)品線比較多，涵蓋網(wǎng)絡(luò)通信、交換機(jī)、云計算終端(瘦客戶機(jī))、支付終端、桌面云、無線接入、寬帶接入、融合視訊、視頻信息應(yīng)用等各產(chǎn)品領(lǐng)域，星網(wǎng)銳捷將智能化工廠建設(shè)應(yīng)用于集團(tuán)所涉及產(chǎn)品及產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，摸索行業(yè)創(chuàng)新變革。

三是“筑生態(tài)”，星網(wǎng)銳捷發(fā)揮龍頭企業(yè)的帶頭作用，帶動產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)深入智能化制造，推進(jìn)該領(lǐng)域行業(yè)的快速發(fā)展，支持建設(shè)平臺數(shù)據(jù)監(jiān)測與運行分析系統(tǒng)，為行業(yè)提供產(chǎn)品數(shù)據(jù)分析和監(jiān)測評價等服務(wù)，催生行業(yè)綠色高速發(fā)展。