智能制造和智慧園區(qū)發(fā)展的探索與實(shí)踐

鄭錦榮 張輝 傅楨

經(jīng)過(guò)改革開(kāi)放四十年的持續(xù)高速發(fā)展，中國(guó)特色社會(huì)主義進(jìn)入了新時(shí)代。黨的十九大報(bào)告提出，要加快建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)，加快發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)，推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合。去年中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議部署的2019年重點(diǎn)工作任務(wù)的第一項(xiàng)，就是推動(dòng)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，推動(dòng)先進(jìn)制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)深度融合。近年來(lái)，我集團(tuán)臨港基地通過(guò)推進(jìn)智能制造和智慧園區(qū)發(fā)展的實(shí)踐，在兩化融合、轉(zhuǎn)型升級(jí)等方面取得了一定效果和成功經(jīng)驗(yàn)。筆者作為這些實(shí)踐工作的組織者和參與者，現(xiàn)就有關(guān)工作進(jìn)行總結(jié)分析，并對(duì)未來(lái)發(fā)展做出展望。

一、智能制造和智慧園區(qū)發(fā)展的背景

上海電氣集團(tuán)是中國(guó)高端能源裝備和工業(yè)裝備的領(lǐng)導(dǎo)品牌。為加快傳統(tǒng)制造的轉(zhuǎn)型升級(jí)，集團(tuán)制定了數(shù)字化發(fā)展戰(zhàn)略，即立足裝備制造業(yè)的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，實(shí)施“數(shù)字賦能”，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)形態(tài)、經(jīng)營(yíng)形態(tài)和價(jià)值形態(tài)的升級(jí)再造。集團(tuán)于2005年在本市臨港地區(qū)新建制造基地，按照“國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際一流、50年不落后”的標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)的運(yùn)用，推進(jìn)智能制造和智慧園區(qū)發(fā)展，探索實(shí)踐現(xiàn)代制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的發(fā)展與融合。

臨港制造基地投資近80億元人民幣，占地2平方公里，是一個(gè)“特大、重型、超限”裝備的現(xiàn)代化制造中心，擁有4000臺(tái)（套）先進(jìn)技術(shù)裝備，其中“國(guó)際頂級(jí)”的大型、高端技術(shù)裝備約100臺(tái)（套），年產(chǎn)值超過(guò)100億元，是高端制造、極端制造、智能制造的重要代表。同時(shí)，臨港制造基地也是一個(gè)與現(xiàn)代制造深度融合、系統(tǒng)規(guī)劃建設(shè)的現(xiàn)代制造服務(wù)智慧園區(qū)，可提供現(xiàn)代化的項(xiàng)目建設(shè)管理、生活后勤保障、物流運(yùn)輸管理、動(dòng)力能源管理、公共關(guān)系和接待、公共設(shè)備維修等專(zhuān)業(yè)智能工業(yè)服務(wù)。

二、智能制造和智慧園區(qū)發(fā)展的主要成果

上海電氣集團(tuán)臨港制造基地自投入運(yùn)行以來(lái)，通過(guò)信息技術(shù)與現(xiàn)代制造、工業(yè)服務(wù)的深入融合，在智能制造和智慧園區(qū)發(fā)展方面取得了一系列成果，基地的制造、管理和服務(wù)的數(shù)字化、自動(dòng)化、智能化、精細(xì)化水平不斷得到提高，相關(guān)成本費(fèi)用也得到了有效控制。

1、在智能制造方面，以“數(shù)字化工廠(chǎng)”建設(shè)為推手，積極促進(jìn)各數(shù)字系統(tǒng)與生產(chǎn)管理的融合，構(gòu)建現(xiàn)代化的信息化平臺(tái)框架結(jié)構(gòu)，通過(guò)信息化管理與業(yè)務(wù)流程等的梳理與歸集，帶動(dòng)工廠(chǎng)管理水平的整體提升。

在火電設(shè)備工廠(chǎng)，引進(jìn)世界先進(jìn)水平的疊裝機(jī)器人、自動(dòng)化物流倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備、自動(dòng)傳送線(xiàn)、激光導(dǎo)航AGV，并且實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)四個(gè)模塊的完全無(wú)縫對(duì)接。其中三維視覺(jué)智能機(jī)器人疊裝系統(tǒng)，采用機(jī)械人、疊裝平臺(tái)、3D視覺(jué)系統(tǒng)、導(dǎo)軌小車(chē)和其它輔助系統(tǒng)構(gòu)成，將傳統(tǒng)的人工疊裝改為疊片機(jī)械手分段式疊裝，實(shí)現(xiàn)了1000MW等級(jí)發(fā)電機(jī)定子鐵芯制造平行作業(yè)，有效解決了大型汽輪發(fā)電機(jī)制造的瓶頸問(wèn)題，大幅度降低員工勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)提高了產(chǎn)品的質(zhì)量及生產(chǎn)效率，是定子鐵芯制造的一次技術(shù)革命，在國(guó)內(nèi)同行業(yè)中尚屬首家，在國(guó)際上也處于領(lǐng)先地位。通過(guò)對(duì)數(shù)控機(jī)床運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和分析，自主開(kāi)發(fā)了MCIS機(jī)床數(shù)字集中控制系統(tǒng)項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)機(jī)床數(shù)據(jù)與計(jì)劃執(zhí)行聯(lián)動(dòng)分析，有效提高了設(shè)備利用率。在生產(chǎn)車(chē)間，通過(guò)MBS管理看板系統(tǒng)，整個(gè)將加工工序的產(chǎn)品客戶(hù)信息、工藝參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)信息、工時(shí)成本信息等數(shù)據(jù)集中展示，便于管理人員、技術(shù)人員和操作人員各按工作需求使用分析信息、掌握生產(chǎn)動(dòng)態(tài)。

2、在智慧園區(qū)發(fā)展方面，以園區(qū)管理、生產(chǎn)服務(wù)、公共服務(wù)和接待管理等為主要核心環(huán)節(jié)，總體規(guī)劃統(tǒng)一的集中管理系統(tǒng)，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)相應(yīng)的管控子系統(tǒng)，從基礎(chǔ)設(shè)施、信息資源、業(yè)務(wù)應(yīng)用、運(yùn)行保障四個(gè)層次勾勒出智慧園區(qū)發(fā)展框架結(jié)構(gòu)。

園區(qū)管理建有全覆蓋、全天候的安全監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程即時(shí)監(jiān)控，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將分散在各處的視頻圖像有機(jī)的集成在同一個(gè)地圖圖層上，并可通過(guò)專(zhuān)用手機(jī)APP進(jìn)行隨時(shí)查詢(xún)，提高了基地監(jiān)控的穩(wěn)定性、可靠性，確保無(wú)死角、無(wú)遺留，在提升效率的同時(shí)，基地安保人員的配置數(shù)量、用工成本以及勞動(dòng)強(qiáng)度也得到較大幅度的降低。建立電子圍欄子系統(tǒng)，在實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能的同時(shí)，自動(dòng)對(duì)報(bào)警信息頻度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，加強(qiáng)有針對(duì)性的重點(diǎn)布控。建立車(chē)牌自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，并將相關(guān)的監(jiān)控視頻實(shí)時(shí)集成到信息中心值班室的管理平臺(tái)進(jìn)行管理。

生產(chǎn)服務(wù)建有智能能源管控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表和狀態(tài)監(jiān)控，運(yùn)用生產(chǎn)能耗智能診斷模型對(duì)典型生產(chǎn)過(guò)程實(shí)際能耗進(jìn)行診斷，實(shí)現(xiàn)降低能耗、安全用能和科學(xué)用能。物流管理系統(tǒng)可針對(duì)基地內(nèi)產(chǎn)品發(fā)運(yùn)的短駁運(yùn)輸、碼頭裝卸、倉(cāng)儲(chǔ)管理等服務(wù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和相關(guān)數(shù)據(jù)收集分析等。

公共服務(wù)建有一卡通管理系統(tǒng)，實(shí)施門(mén)禁、餐飲和通勤等集中管理，也可運(yùn)用于各單位的考勤、文印、車(chē)輛等個(gè)性化管理。智能點(diǎn)餐系統(tǒng)可通過(guò)手機(jī)、平板等平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)訂餐、點(diǎn)菜以及費(fèi)用結(jié)算等功能。

接待管理建有前端展示系統(tǒng)和信息發(fā)布系統(tǒng)，集中統(tǒng)一展示基地公共監(jiān)控圖像、車(chē)間監(jiān)控圖像、園區(qū)運(yùn)行數(shù)據(jù)等，集中發(fā)布園區(qū)管理和服務(wù)信息。同時(shí)引入機(jī)器人講解、VR等技術(shù)，形成傳統(tǒng)（實(shí)物和圖文）+現(xiàn)代（VR、AR、三維動(dòng)畫(huà)等）、現(xiàn)場(chǎng)參觀(guān)+虛擬參觀(guān)、人工講解+智能講解的有機(jī)組合，進(jìn)一步提升企業(yè)形象展示的水平和參觀(guān)者體驗(yàn)。

三、智能制造和智慧園區(qū)發(fā)展的主要經(jīng)驗(yàn)

1、智能制造和智慧園區(qū)發(fā)展必須圍繞企業(yè)自身產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)和實(shí)際需求。

上海電氣集團(tuán)臨港制造基地主要生產(chǎn)“特大、重型、超限”等高端裝備的現(xiàn)代化制造中心，具有產(chǎn)品技術(shù)含量和價(jià)值高、工藝和結(jié)構(gòu)精密、生產(chǎn)組織復(fù)雜、單件小批量制造等特點(diǎn)，信息技術(shù)融入制造轉(zhuǎn)型升級(jí)的方式與途徑具有明顯的特殊性，因此，發(fā)展智能制造必須圍繞這些特點(diǎn)和需求，重在制造與管理的信息化、數(shù)字化，目標(biāo)在于改進(jìn)工藝，提升質(zhì)量和效率。一是實(shí)現(xiàn)加工設(shè)備的自動(dòng)化和數(shù)字化，直接采用數(shù)字化加工設(shè)備，在傳統(tǒng)設(shè)備上加裝信息化裝置，在傳統(tǒng)工藝中使用自動(dòng)化設(shè)備，提升制造過(guò)程的效率和質(zhì)量。二是實(shí)施生產(chǎn)管理的自動(dòng)化和數(shù)字化，在設(shè)備運(yùn)行管理、配件倉(cāng)儲(chǔ)配送、產(chǎn)品物流運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)使用信息化系統(tǒng)，運(yùn)用數(shù)據(jù)收集和分析系統(tǒng)，加強(qiáng)過(guò)程管理和監(jiān)控自動(dòng)化水平，確保制造過(guò)程的高效率、高質(zhì)量。

上海電氣集團(tuán)臨港制造基地相對(duì)于其他政府或?qū)I(yè)單位所辦的產(chǎn)業(yè)園區(qū)不同，入駐企業(yè)都是集團(tuán)業(yè)內(nèi)制造企業(yè)，基地的管理和服務(wù)需要更深地融入和參與到制造企業(yè)的運(yùn)營(yíng)過(guò)程之中，因此，智慧園區(qū)發(fā)展必須緊緊圍繞制造企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的實(shí)際需求，提供更加高質(zhì)與便捷的工業(yè)服務(wù)和公共管理。一是實(shí)現(xiàn)工業(yè)服務(wù)的自動(dòng)化和數(shù)字化，在能源供應(yīng)、物流倉(cāng)儲(chǔ)、后勤保障等方面運(yùn)用信息化設(shè)備和管理分析軟件，提供精準(zhǔn)、安全、增值的工業(yè)服務(wù)，保障企業(yè)正常、高效的運(yùn)營(yíng)。二是實(shí)現(xiàn)公共管理的自動(dòng)化和數(shù)字化，在安全保衛(wèi)、信息發(fā)布、接待宣介等方面運(yùn)用智能化的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與設(shè)施，提升管理的自動(dòng)化水平和企業(yè)形象展示的效果，形成集中高效的統(tǒng)一管理平臺(tái)，為基地整體運(yùn)行提供信息化和智能化的保障。

2、智能制造和智慧園區(qū)發(fā)展必須緊密結(jié)合信息技術(shù)的自身特性和發(fā)展趨勢(shì)。

信息技術(shù)是現(xiàn)代制造業(yè)和服務(wù)業(yè)的核心支撐資源，因此智能制造和智慧園區(qū)發(fā)展也必須符合信息技術(shù)的自身特點(diǎn)和未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。上海電氣集團(tuán)臨港制造基地的智能制造和智慧園區(qū)發(fā)展確立了信息化建設(shè)的基本原則。一是網(wǎng)絡(luò)泛在化，通過(guò)基地內(nèi)完備的局域網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)基地內(nèi)機(jī)電設(shè)備的自動(dòng)化、智能化，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程智能化監(jiān)控；二是設(shè)備智能化，通過(guò)各種自動(dòng)化技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，在新增智能設(shè)備以外，將已建成的基礎(chǔ)設(shè)施逐漸升級(jí)為智能設(shè)備，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制，將傳統(tǒng)設(shè)備通過(guò)添加智能化傳感裝置變?yōu)橹悄茉O(shè)備；三是系統(tǒng)集成化，將基地內(nèi)信息孤島通過(guò)平臺(tái)建設(shè)走向集成，大幅提升基地內(nèi)各個(gè)系統(tǒng)的集成程度，使信息和資源得到更充分的共享，提高系統(tǒng)的服務(wù)能力；四是云計(jì)算化，順應(yīng)基地內(nèi)的平臺(tái)規(guī)模越來(lái)越大、設(shè)備越來(lái)越多、數(shù)據(jù)量越來(lái)越大的趨勢(shì)，運(yùn)用云計(jì)算與云存儲(chǔ)技術(shù)進(jìn)行業(yè)務(wù)支持；五是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)化，將智慧應(yīng)用滲透到基地生產(chǎn)、生活的各個(gè)方面，各種電子信息設(shè)備、通訊設(shè)備、機(jī)電設(shè)備、自動(dòng)化設(shè)備、照明設(shè)備、保安（監(jiān)控、報(bào)警）裝置及各類(lèi)能源系統(tǒng)等連成網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)APP、微信公眾號(hào)、微信小程序等平臺(tái)，使基地的管理者、內(nèi)部員工、外來(lái)服務(wù)人員和來(lái)訪(fǎng)人員能夠輕松獲取相應(yīng)的基地管理和服務(wù)信息，辦理各類(lèi)資源申請(qǐng)、業(yè)務(wù)審批等流程。

四、智能制造和智慧園區(qū)發(fā)展的未來(lái)展望

未來(lái)，隨著以5G技術(shù)為代表的新一輪信息技術(shù)革命到來(lái)，萬(wàn)物互聯(lián)和人工智能即將全面實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)代制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)將邁入全新的發(fā)展高速公路，智能制造和智慧園區(qū)建設(shè)也將迎來(lái)一次新的飛躍，以下兩個(gè)方面的問(wèn)題尤其值得關(guān)注：

一是新一輪信息技術(shù)革命將使得智能制造和智慧園區(qū)發(fā)展能夠?qū)崿F(xiàn)新的突破，相關(guān)的制造、管理和服務(wù)的理念、模式、架構(gòu)、流程和方法，必須隨著技術(shù)手段的更新而進(jìn)行重新審視與創(chuàng)新變革，生產(chǎn)者、管理者、服務(wù)者與IT人員將更加緊密的協(xié)作與配合，從而發(fā)揮最新的信息化技術(shù)在制造、管理和服務(wù)運(yùn)用上的潛能，不斷降低成本和人工干預(yù)，進(jìn)一步提高質(zhì)量和效率。

二是新一輪信息技術(shù)革命將使智能制造和智慧園區(qū)發(fā)展實(shí)現(xiàn)更高水平上的開(kāi)放與交互，各類(lèi)設(shè)備、流程和人員等眾多信息將更加便捷地被收集，更加高效地被傳輸和使用，由此必將對(duì)信息和數(shù)據(jù)的安全管理提出更高的要求，企業(yè)在信息技術(shù)和內(nèi)部管理的兩個(gè)方面必須采取更加嚴(yán)格的防范措施，確保信息安全管理的軟硬件投入，健全完善管理流程，嚴(yán)格設(shè)置人員權(quán)限。

（作者單位：上海電氣臨港重型機(jī)械裝備有限公司）