近年来,全球各主要经济体都在大力推进制造业的转型发展,其中智能工厂的建设成为众多企业升级为工业互联网走出的破局第一步。


2020年3月20日,国家工业与信息化部发布了《工业和信息化部办公厅关于推动工业互联网加快发展的通知》,提出打造智能工厂样本工程和发布政策优惠,鼓励企业加快进入产业升级综合集成阶段,推动产业链智能化升级,从而孵化出更多的商业模式。


智能工厂是实现智能制造的重要载体,主要通过构建智能化生产系统、网络化分布生产设施,实现生产过程的智能化。通过打通异地协同、贯通上下游产商到最终达成服务增值,智能工厂实现了企业与企业之间的数据互联与贯通,甚至在部分行业完成了TO B、TO C的多维度数据共享,建构产线平台,以平台化优势赋能产业,帮助企业实现向智能制造的转型。


当然,智能工厂能否得到企业的青睐,首先要看它是否能够解决当前制造业普遍存在的问题。在工厂方面,制造企业面临着招工难、劳动力成本高以及缺乏高级智造人才的运转压力,智能工厂的投入使用能够帮助企业实现降本增效的同时,能够帮助企业充分满足客户个性化的定制需求,建立差异化竞争优势。


在技术层面,物联网、协作机器人、增材制造、预测性维护、机器视觉等新兴技术发展迅速,为制造企业推进智能工厂建设提供了坚实的技术支撑。结合国家和地方政府的政策支持,越来越多的大中型企业自发加入了智能工厂的建设潮中。


目前,全国众多优秀企业都已开展智能工厂的建设实践并获得了制造效能的提升,而新能源赛道也不例外,智能工厂已逐渐成为新能源装备智造转型主战场,其中先导智能凭借其打造的企业智能化制造执行平台LEAD MES,成为全球最大的新能源全领域设备服务商,先导智能的智能工厂方案有何特别之处使它脱颖而出跃升为全球第一?LEAD MES是如何在新能源全领域设备生产中发挥作用的呢?


全流程协同化“先导云” 支撑数据治理现代化


随着工业4.0变革的不断深化,“互联网+个性化需求”不断推动制造企业进行从销售到生产的变革,传统的大规模生产需求正在被压缩,取而代之的是非标个性化生产。市场需求的转变倒逼制造业开启个性化与智能化生产变革,以大数据、算法为核心,企业进行互联网和云计算的基础建设。


2015年前后,彼时已经成为全球锂电设备龙头的先导智能接到了一家锂电池生产厂商的订单,该订单在提出购买制造设备之余,还附加了一条特殊的要求:他们想建一条智能化的生产线,添加物联网功能,用以全程监控从上料到生产下线的整个流程。


尽管先导智能的工程师们通过给原来的设备增加了一个小小的网络接口便实现了锂电池生产商的需求,但这件事却给先导智能带来了启发,并着手进行技术研发。根据公开资料显示,2013年先导智能与IBM启动开发“先导云”和大数据中心,先后投入近500万元,于2014年底建成先导云计算应用服务基础平台。


到2015年,先导智能就初步实现了智能工厂规划,其与IBM合作建立的“先导云”和大数据中心,通过搭建标准化研发中心进行模块化设计(CBB模块),该模块贯穿客户需求到产品交付全流程业务环节,帮助顾客制造企业实现智能化生产的“工业4.0”,并成功建立全价值链的协同平台。

在设计端,“先导云”为设计师们提供了多人协同设计的平台,当一名工程师设计绘制某一生产设备的零部件时,另一名工程师也可同时绘制该设备的其他零部件,设计好后“先导云”会进行自动地进行流转汇总。并且,当设计变更或订单需求发生变化时,“先导云”将根据设计方案自动对应到具体负责人并调整设备运行安排,同时实时反馈生产车间的异常情况。在此过程中,数据与信息会形成闭环流动,规避了传统流程中的机密泄露风险。


在生产端,先导智能在生产设备、车间等均布设了包括传感器、RFID、识别模块等多种采集模块,构建了完善的物联网智能信息采集系统,实时采集数控机床状态信息(关机、空闲、加工、机床所有报警信息及内容)、机床工作模式信息(EDIT、MDI、MEM、HANDLE、FREE)、设备运行状态等设备数据,以及车间的人员上工、生产任务完成情况、物料配送等生产信息数据均将集成到“先导云”进行深入分析,通过云终端与云桌面的数据交互使数据分析结果反向指导生产,实现灵活生产与闭环式管理。


同年6月,先导智能的数字化智能车间项目入选江苏省首批示范智能车间。


据了解,无锡先导数字化智能车间综合管理系统在国内中小企业中率先实现人与人、人与机器、机器与机器以及服务与服务之间的互联,以数据驱动企业高效生产、快速响应、柔性生产。数据显示,运用该系统后,企业的按期交货率将达95%,库存流转率将提高30%,数据处理、统计报表的制作效率和准确率会提高6倍多,整体管理水平与生产效率大幅提升


总体来看,先导智能以“先导云”为支撑,协同办公管理系统、大数据和云计算技术等,实现全过程协同化管理、虚拟化生产、柔性化生产、全自动生产以及相关产品的服务化延伸,成功打造了数据联动的“工业4.0”工厂。


LEAD MES赋能柔性化生产 打造全球领先整体解决方案


不同于传统的规模制造业企业,先导智能专业从事高端非标智能装备的研发设计、生产和销售,其中“非标设备”指的是非标准设备,该类设备并不是按照国家颁布的统一的行业标准和规格制造的设备,而是根据自己的用途需要自行设计制造的设备。


“非标设备”的属性决定了该类企业在进行智能制造转型的过程中必须以充分满足消费者多元化需求为重点,兼顾规模经济生产的同时侧重通过互联网平台开展大规模个性定制模式创新。


因此,先导智能积极打造快速反应体系实施柔性化生产,根据每个订单需求定制产品设计,在同一条生产线上快速调整设备完成不同品种批量生产任务,达成产品多样化与流水线效率最大化目标。


但由于设备的网络接口需要匹配不同公司系统的客户需求,如何解决柔性化生产中的标准化问题成为关键,先导智能将来自不同厂商的PDM、ERP、MES、SIM等生产管理系统集成到智能车间综合管理平台时,制定统一标准,保障技术、流程和数据的匹配和统一,同时预留一个开放端口,一旦订单需求变化,IT部门会重新调整技术、流程和数据,实现了能够应对不同生产需求的个性化整线生产。


随后,先导智能在此基础上进行研发、升级,凭借其信息团队多年的IT技术积淀和制造业实践经验,在一系列科学管理实践的基础上,对智能自动化技术、信息通信技术和锂电行业知识进行深度融合,终于在以大数据驱动的锂电制造基础上打造出了企业智能化制造执行平台LEAD MES,使智能工厂解决方案成为现实。


该MES系统功能模块实现了从设计到生产的全生命周期管理和定制开发服务,包括系统建模、计划管理、物料管理、生产执行、质量管理、设备管理、现场看板、报表统计和移动app在内的全流程协同管理,以此实现智能工厂解决方案的先进可扩和安全互联。


凭借LEAD MES企业智能化制造执行平台,先导智能在锂电池智能装备、光伏智能装备、3C智能装备、智能物流系统、汽车智能产线、氢能装备、激光精密加工装备等业务领域均已实现智能工厂服务。


值得一提的是,在光伏智能设备领域,先导智能自主研发的首条全新技术 GW 级 TOPCon光伏电池智能工厂产线,经过行业 Top 客户端的验证,其量产电池片转换效率突破 25%,日产能达 30 万片以上,良率和碎片率均达业内领先水平,整线运营成本再创行业新低,引领我国新一代高效光伏电池工艺技术迈向新的台阶。


就整体效果而言,LEAD MES不仅提高了企业制造的智能化水平,而且从工艺规划、生产自适应调整、设备的自主维护多方面促进生产各环节的融合与协同优化,帮助企业提高生产效率,降低制造成本,打通信息孤岛,帮助先导智能实现向智能制造的升级转型。


目前,先导智能已成为全球最大的新能源全领域设备服务商,并持续优化全球网络和资源配置,目前已在全球建立了多个海外分子公司,为全球知名汽车厂商和电池企业提供装备和服务,市场占有率稳居全球第一、欧洲第一。


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