在铸造行业“十四五”发展的开局之年，中国铸造协会在第五届中国铸造节上正式向全行业发布了《铸造行业“十四五”发展规划》，《规划》中明确了“智能制造”的发展目标。

智能制造：加快行业信息化建设步伐，形成适用典型铸造工艺和不同产品的智能制造成熟模式，制订智能铸造及成熟度评价系列标准，通过典型数字化车间/智能工厂示范建设，引领行业智能制造快速发展。到2025年，培育200个以上数字化车间/智能工厂。

 

在铸造行业，玫德集团有限公司的流体输送行业“一个流”生产集成化智能工厂作为智能制造示范项目，引领着行业智能制造快速发展。今天将对此项目做详细介绍。

流体输送行业“一个流”生产集成化智能工厂

一、企业简介

玫德集团有限公司始建于1961 年，迄今已有 50 多年的历史。主营精密智能阀门、特高压输电线路配件、流体输送管路连接件产品，迈克商标已在世界 102 个国家和地区注册，拥有核心专利 149 项，起草、参与制定国家、行业、团体标准共计 21 项，是专业的管路连接件等高端流体输送产品生产企业，位列世界五金行业 500 强中国第一名。公司荣获单项冠军示范企业、绿色制造企业、中国轻工业百强企业、中国玛钢管件生产基地龙头企业、全国守合同重信用企业和中国知名品牌等四百余项荣誉。

玫德集团利用国家级企业技术中心和博士后科研工作站等研发创新平台，促进技术创新成果向生产力转化，完成生产工艺由机械化向自动化、智能化转型；经营管理由经验型向制度化、流程化转型；市场营销由卖产品向提供解决方案转型,稳步提高玫德在全球价值链中的作用

二、项目背景

当前环保政策形势日趋严峻，新旧动能转换进入关键时期，为了实现集团的健康发展，玫德集团积极响应国务院印发《中国制造 2025》，提出坚持“创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本”的基本方针，实行智能制造工程，紧密围绕重点制造领域关键环节，开展新一代信息技术与制造装备融合的集成创新和工程应用；实行绿色制造工程，组织实施传统制造业能效提升、清洁生产、节水治污、循环利用等专项技术改造。

劳动力成本迅速攀升、产能过剩、竞争激烈、客户个性化需求日益增长等因素使得智能工厂的建设迫在眉睫。在工厂层面，制造企业面临着招工难、缺乏专业技师的巨大压力，迫切需要推进建设智能工厂；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迅速兴起，伴随工业互联网的起步和发展，为制造企业推进智能工厂建设提供了良好的技术支撑；在市场层面，先进的智能化制造业更具竞争力，在长远规划中，更被客户和市场看好。

国家大力推行智能制造和工业互联网平台建设的背景下，生产制造企业向智能化方向发展已成为必然趋势。公司通过建立工业互联网平台，应用 MES、ERP、WMS 等工业软件，提升智能化和信息化水平，实现智能化、数字化管理，以降低人工成本、提高生产效率，提升产品品质，增强企业核心竞争力。

玫德集团在强烈的危机意识驱动下，一直积极找寻实现传统铸造业的快速转型的方法，打造了“一个流”生产集成化智能工厂，围绕“一个流”生产模式，在制芯、造型、修磨、镀锌多个工序，开展串联型多轴机器人柔性化作业，SCADA 重载机器人自动打磨，大负载机器人协同作业，实现了多种柔性多关节机器人的有效应用；通过制造执行系统、质量控制管理系统、数字化生产装备、综合指挥调度系统、数据采集与监控集成融合，实现机器人在全自动化工序、全生产流程的系统集成，突破了传统流体产业的转型危机。

三、实施方案

建设“一个流”生产集成化智能工厂，依托 MES、WMS、WCS、ERP、智能物流系统，以自动化立体仓库为物流中心，通过机器人的广泛应用，单元线、生产线 IE 倒入的产线开发，实现生产计划管理系统与生产计划制造执行系统（MES）的无缝对接，满足不同客户复杂产品的生产需求。智能物流采用工业网与管理网完全物理隔离的设计，系统控制直接控制 PLC（去掉组态软件中间层）调度 EMS 小车、穿梭车。先进的信息流，利用软件将物料桶设计与生产完美对接，真正实现数字化、智能化加工，利用条形码将每个部件的信息均融入到数据库中，实现了“一个流”生产，保证生产过程中工艺流程的畅通。

 

MES生产流程图

1、自动化立体仓库

自动化立体仓库作为“一个流”生产的物流中心，为实现自动化控制，在各工序设备机台处安装多种按钮，用来代表各种状态。通过采集按钮的状态，根据设定的程序，实现任务的发送与执行，实现 ERP 与WMS、WCS 进行数据交互；通过中间库进行接口，管理库区物料及部分生产调度信息，WMS（仓库管理系统）和 WCS（仓库调度系统）之间的接口通过 WCF+中间库方式，控制任务下发到仓库设备，实现整个系统的调度。仓库管理系统处于中间位置，将 ERP 与 WCS 系统进行了连接，并对整个库区的进行管理。

2、仓库管理系统采用内部网络系统

仓库管理系统采用内部网络系统，实现玫德公司 ERP 与 WCS 系统以及其他系统的数据传输和交换，仓库管理系统各个客户端通过网络访问公共数据库服务器。具体示意图如下：

入库流程数据交互示意图：

系统体系架构图

出库流程数据交互示意图：

WMS系统体系架构图

接口设计：

 

入库接口：

 

出库接口：

 

3、主要工序“一个流”实施计划

 

“一个流”实施流程图

从 2013 年开始，公司致力于各个工序自动化、智能化的升级改造，实现工序间“一个流”集成化智能工厂的建设：

▲熔炼工序实现全自动化配料，冲天炉配备烟气处理装备实现清洁无污染排放，实现一拖二中频感应电炉的设备互联、数据驱动；

▲造型工序实现全自动造型生产线的设备互联和数据驱动，混砂工序实现自动化砂处理生产；

▲浇注工序实现铁水自动输送及自动浇注；

▲抛丸、平口工序实现柔性、自动化生产；

▲表面处理工序实现了机器人、自动线生产；

▲加工、打压、包装工序实现了全自动生产。

“一个流”集成化智能工厂，依托 MES、ERP、WMS、WCS 系统，实现立体仓库与全工序的智能化车间实现互联，将生产线的“一个流”集成为整个工厂的“一个流”，结合 AGV 的使用，实现了工序从毛坯到成品加工过程于不停滞、不堆积、不超越，“一个流”的建设思想得以贯彻和实现，主要有以下三方面的突破：

▲提升关键装备数字化程度、生产数据自动采集率，实现工业数据互联互通，解决了铸造、加工、表面处理等车间应用系统分散建设造成的信息孤岛现象，形成横向集成、纵向贯通信息系统体系，为实施玫德集团整体管控、精细化管理提供核心基础支撑。

▲利用工业互联网平台，全面提升信息化管理水平，建立以订单驱动的业务全流程管理，订单信息贯穿于订单管理、设计数据、BOM 计划分解、供应链计划及执行、物流仓储及财务供应链等业务流程，实现PDM、ERP、MES、和 WMS 平台间数据流和业务流程的关联，实现销售、设计、制造、物流、成本、采购等环节的一体化工业互联网管理平台。

▲开创离散型传统生产企业智能物流新模式，该项目集物联网、自动化、智能化深度应用于一体，实现了工业化与信息化的深度融合。该项目在智能物流基础上，加上生产管理、生产工艺、信息化的多年经验积累，将管理与技术进行融合，形成玫德智能工厂建设项目的整体解决方案，创新了离散型生产企业物流模式。项目中应用的自动穿梭车控制技术、WMC 仓储管理技术及精益生产模式下的看板实现方式，在生产型企业自动化物流控制方面属于崭新模式且管理方式超前。

四、项目实施效果

玫德集团致力于运用自动化、智能化技术与装备，实现机器换人、新旧动能转换，开创信息化、互联化、柔性化、智能化的智能制造新模式。目前自动化、智能化设备生产占比 80%以上，基本完成了自动化生产全流程改造，实现了产品生产产能的整合。通过智能制造的深入实践，利用信息化驱动公司管理水平，实现各项经济指标的“三降一升”。

人均产能提高 2.7 倍、劳动强度降低 60%，产品不良品率降低 80%、单品平均研制周期降幅超过 33%、销售订单发运周期缩短 15 天，试制和试验成本减少 50%，资金周转率提高 20%。

项目建设投资中自主品牌产品（含装备、系统、软件）采购额占比 89.74%，关键装备数控化率超过 95%，生产数据自动采集率达到 94%，数据采集系统与制造执行系统（MES）之间数据自动传输率达到 100%。

通过系统化、分阶段的智能工厂建设，达到以下效果：

▲物料/生产协同计划，降低库存压力；

▲产能/作业协同计划，加速任务流转；

▲扫码报工，提高作业效率；

▲物料拉动看板，减少配送等待；

▲可视化过程管控，质量过程全追溯，及时止损；

▲精密数据化自动加工，提升产品一致性；

▲可视化报表，数字化决策；

▲检具采集集成，提高质检效率；

▲异常预警管控，快速处理，减少生产损失；

▲设备联网监控，提升利用率，降低能耗；

▲智能分析预警，提升决策准确等。

实现开源节流，促使企业转型升级，引领行业前沿。项目实施后，能源消耗降低 9%，生产效率提高 20%以上，运营成本降低 20%。

玫德集团有限公司的流体输送行业“一个流”生产集成化智能工厂项目的成功实施，在带动行业智能制造发展方面具有重大意义，为铸造行业企业转型升级赋能，推动行业健康发展。