Date: 2021/3/9 19:58:28

前言：智能制造是我国加快建设制造强国的主攻方向，是上海“十四五”期间强化高端产业引领，推动本市制造业高质量发展的重要路径，是城市数字化转型的重要抓手。智能工厂是推动智能制造的切入点和突破口，是智能制造能级和核心竞争力的重要体现，是制造业数字化转型的重要载体。

2020年9月，市经济信息化委等6部门联合发布《上海市建设100+智能工厂专项行动方案（2020-2022年）》（以下简称《行动方案》），计划三年推动建设100家智能工厂，打造10家标杆性智能工厂，培育10家年营业收入超过10亿元（1-2家超过100亿元）具备行业一流水平的智能制造系统集成商，搭建10个垂直行业工业互联网平台，即“10030”工程。

2020年12月，市经济信息化认定授牌了首批20家上海市智能工厂，主要聚焦在汽车、电子信息、高端装备、航空航天、生物医药、绿色化工和新材料、快消品和节能环保等7个行业领域。为了总结和分享智能工厂建设经验，遵循“树典型、强引导、立标杆”的原则，我们将分领域、分批次对20家首批上海市智能工厂从项目情况、项目亮点及项目成效等方面进行逐一介绍。

上汽乘用车临港智能工厂

01.项目简介

上海汽车集团有限公司乘用车公司临港基地数字化工厂于2008年9月建成投产，总占地面积超过120万平方米，包含了整车和发动机制造，是国内率先达到传统技术和新能源技术全覆盖的高柔性化制造基地。在上汽“新四化”的战略指导下，临港工厂聚焦制造全业务链数字化运作，构建了完善的数字化平台并落地应用，通过建设“智工艺、智生产、智物流、智品质、智运营”的应用生态圈，为打造高端数字化新能源专属基地全方位赋能。

02.项目亮点

（1）智能化工艺：依托数字化协同技术实现设计阶段的精益规划

车身机器人路径规划仿真

基于数字化平台运作，应用虚拟仿真技术实现工艺设计、设备规划设计的虚拟分析、评价、优化及验证，并进一步拓展到整个产品生命周期的制造工艺体系精细化管理，全面提升工作效率和项目交付质量的同时，缩短了项目验证周期和验证成本。

（2）智能化生产：制造全过程实时在线、主动感知、透明管理，敏捷执行

立足于IT与OT技术深度融合，构建以制造执行系统iMES为主的跨界互联平台，打造以数据自动流动的状态，感知事实分析、科学决策、精准执行的闭环生产赋能体系。借助PMC生产管理系统，实现生产状态及时、准确、全面的监控，并生成多维度、多层级的分类报表，辅助各层级人员结合问题的根源属性进行有效决策，不断优化生产瓶颈，提高生产效率。

PMC生产管理系统

（3）智能化设备管理：自研系统和AI赋能提升管理效率

自主开发的具有知识产权的设备管理系统，涵盖了设备报修、维护保养、故障分析与解决、设备改进及备件管理等功能，全面提升了设备综合管理效能及设备开动率；基于多系统互联的4M变化点管理系统，实现了变化点的自动识别、提醒和处理，提高了生产现场变化点管控的时效性及可追溯性。在实现了实时用能计量、远程监控、智能预警的基础上，利用能耗AI机器算法预测模型，指导运维及能源KPI管理，实现能源站房自控寻优、决策优化及远程管控。

能源站房自控寻优

（4）智能化物流：依托一体化的智能物流生态系统，实现准时化智慧供给

依托各类物联网、大数据、人工智能、智能AGV、智能分拣等软硬件技术，从“规划-运营-执行”3层次定义智能物流新平台，基于数据实时共享、集成与应用，精准控制供应备货、运输、仓储等运营过程，提升各环节运作响应效率、预测与风险应对能力、分析与决策能力，逐步形成厂内外业务高度融合的智能物流生态系统。

（5）智能质量管理：全生命周期的数字化质量闭环管控

将传统质量管控手段向在线化、数据化和实时化的数字信息模式转变，构建基于质量检测、防错预警、质量分析和质量管理一体化的质量管理系统，实现关键质量数据实时采集和存储、异常状态实时预警，质量问题全过程闭环管理，全面提升产品质量，确保制造质量“零”缺陷。应用数字化的技术实现对车辆“智”检，确保高清影像成型，自动泊车、自适应巡航雷达等功能标定100%合格。融合图像识别技术和AI算法，实现全系车型在线选装件正确性的自动判断与错误报警，有效预防质量缺陷溢出。

图像识别外饰件智能防错

（6）智能化运营：从经验判断走向“数字解析”与“智慧决策”

全域可视化

自主研发的涵盖生产运营全业务链的多系统高效互联互通的大数据平台，以端到端的数据流为基础，实现生产运营各个业务系统的互联互通。以数字为核心驱动力，实现制造现场信息传递浅层化、信息共享透明化、互动更新及时化、业务执行信息化、分析决策智能化，从而不断提升生产协同效率与质量，全力赋能工厂智慧运营。

03.项目成效

在智能化生产方面，基于IT与OT技术深度融合，借助数字化平台和PMC生产管理平台，工厂自动化水平大幅提升，荣威RX5、荣威RX5 MAX、荣威RX5 PLUS等车型焊接自动化率达到100%，平均76秒1辆整车下线。目前，工厂产能已超过原有规划产能（40JPH）提升至42JPH，在生产线不额外增加硬件设备的前提下实现了生产线开动率提升1%，生产线节拍提升并稳固在43JPH，年产能增加6000台。

在智能设备管理方面，得益于自主研发的设备管理系统，能更精准辅助管控管理生产设备，AI技术的赋能让能源设备的管理、管控决策更及时，全厂的设备管理效率得到了有效提升。能源智能管理平台实施后，通过AI节能预测模型寻优控制并结合能源预警、远程控制及跑冒滴漏闭环管控，实现单车能耗下降3.8%。

在智能物流供应链方面，通过运输管理系统平台对物流关键流程节点信息实时监控，实现订单交付全流程在线透明。采用时间矩阵配合最短路径算法计算装载率最优的运输线路，实现MR线路与装载率优化，节约单车运输成本下降6%。通过需求计划管理系统平台，实现了客户需求在线对接，制造OTD时间缩短2天，KD呆滞库存降至0。

在智能化质量管控方面，基于质量管理系统平台的构建，利用SPC、相关性分析等在线工具实现了质量特性实时监控、质量问题快速预警，提升了问题遏制效率、自动化防错能力及过程质量监控能力。

上汽乘用车临港数字化工厂在上汽“新四化”的战略指导下，构建并不断完善覆盖生产运营全流程业务互联互通的大数据平台，走出了一条以数字为核心驱动力的智能工厂建设示范之路。

上海纳铁福康桥智能工厂

01.项目简介

上海纳铁福康桥数字化工厂位于上海康桥，主要生产汽车等速传动轴总成及核心零件的机加工。纳铁福数字化工厂以自动化升级和信息技术融合提升、基于基础架构、数据平台、信息安全，构建研发数字化、装备数字化、生产数字化、管理数字化，形成纵向集成、横向集成、端到端集成的数字化制造工厂架构，实现质量、效率、柔性、敏捷、协同的数字化制造目标。

02.项目亮点

（1）智能化产线：智能化改造优化提升产线的生产效率

康桥数字化工厂对机加工产线进行自动化和智能化改造，增加龙门架机械手和自动料道可以实现机加工产线的一物流连线，产线的U形排布最大程度的优化产线布局和人员走动路径。

DL业务智能机加工样板产线

康桥数字化工厂对装配线进行了数字化改造，传统装配线通常需要5-6人进行操作，在进行装配设备重新排布并且加入了机器人组合后，配合自动视觉终检设备将人数减少至2-3人。

DL业务数字化装配样板产线

（2）智能质量管理：产学研合作的AI视觉检测技术保证产品质量

AI全自动探伤项目是纳铁福与上海交大合作开发的产学研项目，在磁粉探伤的生产经验基础上，双方合作开发了影像拍摄系统及人工智能软件算法。从真伪裂纹形状、灰度和梯度信息差异性特征入手，描述裂纹和非裂纹的特征信息，结合经典识别算法和深度学习理念，进一步提高识别算法的准确率。做到了工件表面裂纹可以100%识别。

机加工AI全自动探伤

（3）智能设备管理：中央数据库的引入让设备管理更智能

康桥数字化工厂通过引入智能刀具柜，进行现场机加工线的刀具的使用进行管理，结合与MES系统针对生产过程中的刀具及物料进行综合性管理，通过实时跟踪刀具的计划、出入库、预调与加工 、修磨、报废等过程，创建一个透明的中央数据库，提高刀具的管理效率和利用率，全面降低刀具使用成本。

智能刀具柜

（4）智能物流管理：AGV架起物流与生产的“最后一米”桥梁

康桥数字化工厂内毛坯入库后，通过3D视觉检测系统，识别料框内毛坯件的状态、角度与位置，通过解析后由机械手自动抓取零件至料道。由AGV配送至工位，机器人自动产线上料，机器人自动零件下料，AGV配送入库，AGV配送至装配线，成品下线到AGV配送入库全流程物流自动化、智能化。

通过信息化管理系统EWM对接SAP及MES、实现库存管理、进出料配置、物流配送的全智能管理，使用机器人代替人工实现产线机器人自动上下料，实现人工降本增效24万元/年，提高康桥工厂自动化能级，成为物流与生产“最后一米”的桥梁。

纳铁福康桥工厂厂内智能物流配送

（5）智能能源管理：EMS对能源设备进行实时管控

工厂已实施了能源管理系统EMS，通过新增安装各个车间、产线相应的电表，进行工厂全面的用电管理。通过系统对电能耗数据进行在线数据监测，查询各数据的历史数据及形成相关的曲线。同时可生成日/周/月/年等形式的报表内容并导出进行查看。对工厂、车间、产线内部的能源进行实时监管，便于实时掌握能源的使用情况，利于及早发现内部不合理的能源消耗等情况，促进能源的节约和合理利用。

（6）新技术应用：AI和AR新技术应用于智能检测和远程维修

康桥数字化工厂在机加工生产线上使用AI全自动磁粉探伤设备，检测范围覆盖工件内、外表面，使用AI人工智能算法对图像中的裂纹进行判断及识别。此外，初步在康桥工厂和技术中心试运行AR远程维修眼镜，AR智能眼镜将现实场景与数字内容实时叠加，将现场的所需信息（数据、视频、图片、图纸等）以第一视角呈现在眼前。如实时采集的检测数据、具体操作的详细步骤演示、实时记录观测结果，甚至可以通过远程影像输送与不在第一现场的专家连线进行同步指导与咨询。

纳铁福AR远程维修眼镜

（7）智能化生产：3D技术和新材料应用赋能

康桥数字化工厂采用选择性激光粉末烧结技术代替原有手工焊装感应圈的制造方式，实现感应圈的一体化成型、结构性优化以及自动化生产，消除了影响感应圈寿命的焊缝及人员的焊接技术断层。提升整体寿命3倍以上，降低了55%以上的制造成本，开拓了纳铁福在前沿3D打印工艺及新材料开发的创新之路。

感应圈3D打印工艺开发及示例

03.项目成效

康桥工厂全面引入制造执行系统（MES）、质量管理系统（QMS，在建）、企业资产管理系统（EAM、在建）、能源管理系统（EMS）等信息化系统，智能制造信息化系统的大幅提升企业生产效率，降低运行成本。

在生产效率方面，工厂产线MES覆盖率达到了100%，借助制造执行系统与SAP系统、EWM系统的打通对接，为管理者提供分析数据、更好的找准问题所在，实现了对现场设备运行状态的实时监控，人均生产效率提升3.1%。

在质量管理方面，工厂借助质量管理系统，可快捷准确、全面有效的获取、监控和管理质量数据，实现质量过程数据100%的管控；利用大数据提升产品合格率，预计可使内部报废率损失降低15%。

在能源管理方面，借助可视化、一体化、经济性和具备大数据处理能力的能源管理服务系统，对工厂的电、水、气等能耗进行实时监测管理，产品单件能耗下降约6~9%，工厂总能耗下降约4~6%。

康桥数字化工厂严格执行5S网格化&目视化管理，各区域明确各层级负责人，并制定各区域5S标准化手册。按公司要求的频次进行检查落实整改。依托智能制造大数据，IOT等系统和项目的应用，上海纳铁福力求不断提升企业运营效率、打通信息孤岛、实现产业链协同，提升设备综合效率OEE10%，模块化建模，制图效率提高67%。智能制造推进项目预计将带来每年数百万的经济效益以外，还将起到很好的新型数字化及自动化解决方案的探索示范。

文章来源 | 上海市智能制造产业协会

Dream Factory Show由上海市智能制造产业协会和上海恒进展览有限公司主办，是目前少有的聚焦智慧梦工厂高度互联和智能化的数字时代新趋势、专注智慧梦工厂智造新未来，全面展示互联互通、数字化、大数据、智能装备与智能供应链五大关键领域前沿技术及解决方案的盛会。

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