1.国内某重工有限公司介绍

国内某重工有限公司始创于1989年，该公司主要从事工程机械的研发、制造、销售，产品包括建筑机械、筑路机械、起重机械等25大类120多个品种，该公司秉承“品质改变世界”的经营理念，将销售收入的5%～7%用于研发。该公司拥有国家级技术开发中心和博士后流动工作站，拥有授权有效专利536项和近百项核心技术。

2.国内某重工有限公司的智能工厂介绍

国内某重工有限公司的18号厂房是亚洲最大的智能化制造车间，有混凝土机械、路面机械、港口机械等多条装配线，是该公司的总装车间。该车间于2008年开始筹建，于2012年全面投产，总面积约为10万m2。从2012年开始，该公司以“18号厂房”为应用基础，由该公司、湖大海捷工程技术研究有限公司、华工制造装备数字化国家工程中心有限公司、华中科技大学等单位联合申报“工程机械产品加工数字化车间系统的研制与应用示范项目”，具体如图8.15所示。

图8.15　国内某重工有限公司的智能工厂

同时，该公司还与其他单位共同研发了智能上、下料机械手，基于分布式数控系统的车间设备智能监控网络，智能化立体仓库与自动导引运输车软/硬件系统，基于射频识别设备及无线传感网络的物料跟踪和资源定位系统，先进生产排程系统，制造执行系统，物流执行系统（Logistics Execution System，LES），在线质量检测系统，生产控制中心管理决策系统等关键核心智能装置，实现了制造资源跟踪，生产过程监控，计划、物流、质量集成化管控下的均衡化混流生产，智能功能和系统性能指标均达到国家要求。

3.国内某重工有限公司智能工厂的实施

智能化是制造自动化的发展方向，但这里讲的自动化并不是简单的机器人或机器手臂的代工，而是实现前端信息化和后端工厂的整体改造，真正实现智能制造。在装备制造深度调整的时期，国内某重工有限公司挖掘新的增长点，让智能工厂、大数据在企业发展中发挥越来越大的作用。

1）智能加工中心与生产线

（1）智能化加工设备。

早在2007年，有“智能化机械手”之称的焊接机器人现身该公司挖掘机生产线，并在2008年后得到进一步推广。2012年，该公司在上海临港产业园建成全球最大、最先进的挖掘机生产基地，焊接机器人大规模投入使用，大幅提升了产品的稳定性，使该公司挖掘机的使用寿命大约翻了两番，售后问题下降了3/4。由于规范了管理，该公司又进一步提升了整个生产体系的效率，不但如此，焊接机器人的使用还减少了工人数量，该公司的管理模式的重心从原来的管理人转移到了管理设备，相对而言，管理设备要容易很多。

（2）智能刀具管理。

（3）分布式数控系统。

分布式数控系统是计算机与具有数控装置的机床使用计算机网络技术组成的分布在车间中的数控系统。该系统对用户来说就像一个统一的整体，对多种通用的物理和逻辑资源进行整合，可以动态地分配数控加工任务给任一加工设备，同时提高设备利用率，并且可以降低生产成本。

2）智能化立体仓库和物流运输系统

（1）智能化立体仓库。

智能化立体仓库后台运作的自动化配送系统由华中科技大学与该公司联合研制，通过这套系统，该公司打造了批量下架、批次分拣、单台单工位配送模式，实现了从顶层计划至底层配送执行的全业务贯通，大大提高了配送效率及准确率，准时配送率超过95%。

该公司对智能化立体仓库的总投资为6 000多万元，分为南、北两个仓库，由地下自动输送设备连成一个整体，总占地面积为9 000m2，仓库容量大概是16 000个货位。从南边仓库的数据可以看出，库区有几千种物料，主要是泵车、拖泵、车载泵物料，能支持每月数千台产品的生产量。

（2）自动导引运输车。

智能化立体仓库的核心是自动导引运输车。当有班组需要物料时，装配线上的物料员就会报单给智能化立体仓库，配送系统会根据班组提供的信息，迅速找到放置该物料的容器，然后开启堆高机，将容器自动输送到智能化立体库出库端液压台上。

（3）公共资源定位系统。

公共资源定位系统是该公司智能工厂的一个重要支撑。公共资源定位系统能实现设备定位和状态检测、人员定位以及故障实时处理与报警等功能。通过公共资源定位监控中心，该公司的生产管理人员能及时地了解生产车间的人员位置、设备位置和状态、加工生产情况并及时地指导生产和进行故障处理等操作。

3）智能化生产执行过程管控

（1）先进生产排程。

考虑企业资源所提供的可行物料需求规划与生产排程计划，让规划者快速结合生产限制条件与相关信息（如订单、途程、存货、BOM与产能限制等），作出平衡企业利益与客户权益的最佳规划与决策，满足客户需求并面对竞争激烈的市场。

（2）执行过程调度。

通过制造执行系统终端机，生产线上的工人可以及时报完工、方便快捷地查询物料设计图纸和库存情况。制造执行系统终端机可以正确地指导工人如何安装工位及安装工位时需要哪些零、部件，同时给予安全提示。有了制造执行系统后，工人再也不用去借图纸，直接在制造执行系统终端机就能查到最新的图纸信息，而且通过查看标准作业指导可以规范工人的操作，避免了纸质作业指导书的损坏和更新不及时造成的附加作业，极大提高了工作效率和作业质量。

（3）数字化物流管控。

该公司自动化立体仓储配送系统实现了该公司泵车、拖泵、车载泵装配线及部装线所需物料的暂存、拣选、配盘，并与自动导引运输车配合将物料自动配送至各个工位。(www.daowen.com)

根据泵车、拖泵、车载泵装配线及部装线在车间中的位置，北京自动化研究所设计了两个库区，1#库区负责泵车物料的储存、拣配，2#库区负责拖泵、车载泵物料的储存、拣配，两个库区共用1#库区的入库组盘区域，从2#库区入库的物料在入库组盘区域完成组盘后通过地下输送通道自动输送进入2#库区存储。

（4）数字化质量检测。

传统质量检测是采用纸质记录本记录检验结果和质量问题，现在则利用制造执行系统，每一个检验项目都标准化、电子化，以前纸质记录本上的内容都作为数据录入PDA和平板电脑等终端。一旦发现质量异常，系统就会第一时间自动启动不合格处理程序，将情况发送给相关责任人。

4）智能化生产控制中心

（1）中央控制室。

①生产计划及执行情况、设备状态、生产统计图。

②智能计划系统操作界面。

③生产现场监控、看板展示及异常报警。

④各区域监控信息。

⑤设计部日常操作（支持10路信号同时切入）。

⑥物流部日常操作（支持10路信号同时切入）。

⑦质量部日常操作（支持10路信号同时切入）。

（2）现场监视装置。

全方位的现场监视装置能实现对生产过程的全面监控和记录，保证生产现场的安全以及现场事故的追溯和回放。

（3）现场Andon系统。

现场Andon系统能够为操作员停止生产线提供一套新的、更加有效的途径。在传统的汽车生产线上，如果发生故障，整条生产线立即停止运转。采用现场Andon系统后，一旦发生故障，操作员可以在工作站拉下绳索或者按下按钮，触发相应的声音和点亮相应的指示灯，提示监督人员立即找出发生故障的部位以及故障原因。一般来说，不用停止整条生产线就可以解决问题，因此，可以减少停工时间并提高生产效率。

4.国内某重工有限公司智能工厂的先进性

（1）现代化的工厂，以人为本。

走入该公司18号厂房正门，首先看到的就是景观区，正面是一条水域，两侧整齐地排放着高大的绿植，而往里走依次是展示厅、装配区、结构件区、立体仓库区、高精机加区。

这个厂房被誉为中国智能制造示范性厂房。在这个厂房内，不仅实现了柔性生产，而且实现了信息化和自动化。

（2）数字化仿真技术的应用，节省大量的成本。

工厂建设是一个系统工程，不仅需要搭建实体厂房，而且需要规划产品工艺流程以及进行生产布局，更需要对各工序的人、机、料、法进行整合及匹配等。传统工厂则是先修建实体厂房，再进行工艺流程规划以及生产布局，而且在设计过程中，更多的依赖设计者的经验。因此，18号厂房在建造之前，首先利用数字化仿真技术，设计出工厂模型，然后再对模型的生产过程进行推理并进行完整的预测，包括制造设备的能力以及厂内物流的仿真，在此基础之上来规划整个厂房，从而确定设计方案，最后再建造厂房。提前规划不仅可以防止后续的调整，而且可以节省厂房的建造成本。

（3）制造执行系统承上启下，作用重大。

“工业4.0”的三大支柱是制造执行系统、虚拟和现实的结合、信息物理系统。三大支柱中，制造执行系统的作用最大。

制造执行系统起着承上启下的作用。制造执行系统衔接该公司的企业资源规划系统以及产品数据管理系统，将研发数据以及企业资源规划系统的核心数据根据现场需要进行整合，而在现场生产过程中，再向这些系统反馈生产进展。

（4）分布式数控系统的应用，实时监控设备状态。

通过物联网技术以及分布式数控系统将现场所有设备与信息化平台连接，可以实时监测设备的运转情况以及利用率。