07月

大规模连续生产典型案例-渤海活塞

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1. 大规模连续生产的特点

大规模连续生产是在生产过程中，所需要的物料基本都是均匀连续的按照生产工艺进行的，生产工艺的过程连续性较强。相比于传统的批次生产，连续生产最大的特点就是原料和产品同时进行，物料从一个工序直接进入下一工序，无需中间产品暂存、取样和转运等工序，大大提高设备总体效能，其带来的优势不言而喻。最直接的优势便是生产效率的大幅提高。连续生产单元间的物料输送连续不断，产品稳定，产量灵活，这样可以省略中间批次处理步骤，提高单位时间的生产效率。不仅如此，连续生产也能大大提高产品质量。传统的批次生产采用取样抽检，无法保证所有产品的质量；而连续生产是从设计层面出发把控产品质量，它采用过程分析技术，可以对产品质量进行实时监控，确保了产品质量的可追溯性。此外，连续生产更是降低成本的绝佳选择。一方面，连续生产各操作单元间紧密结合，设备尺寸小，不需要为每个工序准备单独功能厂房，可以大大节省场地的资金投入；另一方面，其快速的生产意味着可以节省更多的物料，并提高能源、设备及场地的总体利用率。
因此大规模连续生产典型案例主要面向电器、电子等领域。构建以生产效率、生产线可靠性为核心属性的典型案例，实现对其工序连续性等重要生产特性的直观展示。

2. 典型案例背景

活塞行业是资本密集和技术密集型的行业，近年来，随着我国汽车工业的快速发展，国际知名行业企业和资本纷纷进入中国市场，已经基本奠定了外资企业占高端市场，中资企业占中低端市场的格局。从企业数量来看，中资企业占八成以上，从配套营业额来看，中资企业约占三成，缺乏核心竞争力和创新能力不强使得本土企业一直处于利益链最末端。

3. 典型案例详情

渤海活塞是国内唯一一家能够全面生产各种车辆、内燃机、船舶、工程机械、农机、小型飞机等动力机械用发动机运动组件的专业化企业，同时是国家第一批制造业单项冠军培育企业。渤海活塞以“卓越品质，绿色智造”为使命，响应新旧动能转换，结合国家两化深度融合和中国制造2025的思路，全面开展智能工厂的建设工作，全力将公司打造成轻量化、低排放活塞、活塞销等发动机运动组件的绿色生产基地。
渤海活塞的智能工厂建设按照总体规划、分步实施的思路展开。首先搭建了智能工厂建设的总体框架，分纵横两个维度，横向贯穿从供应商管理系统到营销系统，纵向分为基础环境、系统集成、业务应用和战略分析四层。

建设过程中，渤海活塞注意将制造业与工业互联网进行深度融合，通过与工业互联网平台服务商的合作开发，整合公司现有信息化能力，实现利用外部客户市场需求，拉动内部的产品研发、生产、物料采购及仓储、发货物流等环节，逐步上线CAD/CAM/CAE/CAPP等设计软件与PLM、ERP、MES等管理软件，同时辅以自动化、智能化设备及全自动产线的应用，实现产品研发、工艺、生产、物流等全生命周期的数据集成，打造渤海活塞工业互联网平台数据集成应用，实现高速传输、多网融合应用的轻量化低排放活塞、活塞销、摩擦副等发动机运动组件生产过程数字化管理。

为应对日益严苛的排放标准，快速响应市场需求，渤海活塞在产品和工艺设计阶段采用了CAX、PLM等数字化设计与管理软件，建立了自己的活塞设计参数、失效模式、计算机模拟分析边界条件等数据库，实现了产品设计与工艺设计的虚拟化仿真应用，极大地缩短研发周期，能够快速开发出大量符合国六及以上排放标准的高技术活塞新产品。

数字化研发工具的运用，让渤海活塞能够在CAE、动力分析、模具CAD、CAM等流程共用统一的3D数字模型数据，省却了各流程分别建模的工作，也保证了所有流程产品模型信息的高度统一。此外，三维工艺模型直接标注并下发到生产线指导生产，有效降低了图纸工艺识别难度，让加工人员能够形象直观地了解到加工结构和特性，提高作业效率。

为及时掌握生产制造环节的各类信息，为运营优化提供基础数据，渤海活塞以物联网技术为基础，信息化系统为手段，提出实现生产管控一体化的实施目标。整体生产过程管控系统以MES系统为核心，应用范围涉及订单计划下达、发动机运动组件产品生产、产品质量控制、实时数据采集、在线监测警示、质量追溯跟踪、生产现场指挥等环节。

组建高档全自动活塞机加工生产线，采用智能化、自动化的生产设备，辅以现场总线和实时以太网控制技术，实现了对在制品、质量、刀具、设备等的在线信息采集与监控，通过对设备利用率的监控分析，对整条生产线进行合理化资源分配及设定，最大限度的发挥自动线优势。

为提升作业效率，降低作业成本，渤海活塞还积极探索新技术应用，引入AI技术，开发了影像检验设备。该设备通过检测传感器和智能影像系统，采集产品质量信息并自动将加工误差传递给自动补偿系统，通过智能加工工艺比对，将补偿值传递给设备加工系统，设备自动增加补偿量，确保产品加工质量稳定。

为了提高配送的及时率，保障生产节拍，建立AGV智能物流配送应用系统，与ERP/MES系统集成，实现了毛坯龙门库自动化仓储、毛坯物料智能化配送、分模具分批次毛坯可追溯管理等功能，将物料管理由毛坯等料拉料模式改为前置配送模式，减轻毛坯拖运劳动强度、提高配送工作效率。

渤海活塞建设的大数据采集中心（高精密产品生产线智能决策管理系统），通过全面采集机床、工业机器人、物流自动化设备OPC实时数据，构建一个全面、及时、规范的统一实时数据中心，通过车间数字化屏幕看板展示车间工厂的订单执行情况，生产线质量情况、设备运行情况等相关绩效指标，进行全面质量分析、精益设备管理、数据趋势分析等，进而指导生产线的智能决策。

通过信息技术和制造技术深度融合，实现了研发、生产、物流等多个环节的优化管理，促进了企业经营模式的创新，取得了良好的成效，将渤海活塞持续打造成了行业标杆智能工厂。
通过智能工厂的建设应用，总体智能制造水平得到提升，实现了对产品全生命周期的数据贯通管理，并基于此实现了运营决策的优化分析，提高了企业的核心竞争力。
全流程的贯通管理使得工作流程各环节数据得以实时记录汇总，客观上推进了公司各部门的持续改进工作，对内部门间工作统筹协调得到提升，对外与主机厂的协作得到加强，真正实现了信息化为管理和决策服务。