為貫徹落實(shí)國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型行動方案》，按照《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》任務(wù)部署，工業(yè)和信息化部等六部門聯(lián)合開展2024年度智能工廠梯度培育行動，面向全國開展首批卓越級智能工廠評選工作，我市首鋼冷軋、和利時(shí)、理想汽車等一批企業(yè)成功入選。為進(jìn)一步宣傳我市智能制造優(yōu)秀成果，推動先進(jìn)技術(shù)與成果經(jīng)驗(yàn)推廣，市經(jīng)濟(jì)和信息化局特設(shè)“北京智造巡禮——智能工廠篇”專欄，充分發(fā)揮卓越級智能工廠的示范引領(lǐng)作用，帶動廣大企業(yè)開展更高水平轉(zhuǎn)型探索，系統(tǒng)深入推進(jìn)智能制造。
安泰科技股份有限公司（以下簡稱“安泰科技”）成立于1998年，是全球先進(jìn)金屬新材料領(lǐng)域的引領(lǐng)者。近年來，公司堅(jiān)持以智能制造為中心，通過實(shí)施1+3+N數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展規(guī)劃，建設(shè)1個(gè)智慧決策中心、3個(gè)主管理平臺、N個(gè)專業(yè)管理系統(tǒng)，推動先進(jìn)制造技術(shù)與信息化管理系統(tǒng)深度融合，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能化升級。2024年，安泰科技的高品質(zhì)稀土個(gè)性化定制智能工廠成功入選工信部第一批卓越級智能工廠。
數(shù)字化轉(zhuǎn)型規(guī)劃藍(lán)圖
一、行業(yè)背景
稀土是國家重要的戰(zhàn)略資源，是我國的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)。稀土永磁材料是稀土最重要的也是應(yīng)用量最大的方向，占稀土用量40%以上的稀土永磁材料更是國家實(shí)施雙碳戰(zhàn)略，促進(jìn)現(xiàn)代軌道交通、現(xiàn)代電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵戰(zhàn)略性支撐材料。目前，國內(nèi)稀土行業(yè)數(shù)智化水平整體不高，推進(jìn)稀土永磁行業(yè)數(shù)智化轉(zhuǎn)型有利于提升我國稀土行業(yè)的持續(xù)競爭能力，更好發(fā)揮鏈主作用，鞏固和擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，支撐國家戰(zhàn)略發(fā)展。
二、智能工廠建設(shè)內(nèi)容
安泰科技打造的“高品質(zhì)稀土永磁個(gè)性化定制智能工廠”位于北京市順義區(qū)，智能工廠建設(shè)過程中，公司始終堅(jiān)持以智能制造場景建設(shè)為抓手，以點(diǎn)帶面先后推進(jìn)智能生產(chǎn)線、數(shù)字化車間建設(shè)，直至建成多場景協(xié)同下的智能工廠，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)運(yùn)營、工序車間、現(xiàn)場管理的全流程數(shù)字化。其中，關(guān)鍵工序數(shù)控化率提升30%，關(guān)鍵設(shè)備聯(lián)網(wǎng)率提升50%，全員勞動生產(chǎn)率提升60%，生產(chǎn)效率提升30%，資源綜合利用率提升10%，產(chǎn)品研制周期縮短20%，運(yùn)營成本降低15%。
高品質(zhì)稀土個(gè)性化定制智能工廠大數(shù)據(jù)平臺
1、基于智能協(xié)同作業(yè)場景建設(shè)，打通生產(chǎn)全流程數(shù)字化
針對多品種小批量、個(gè)性化定制的生產(chǎn)制造模式，該場景建設(shè)以A-MES系統(tǒng)為基礎(chǔ)，通過建立統(tǒng)一的信息系統(tǒng)，使用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)，收集多元化市場和資源需求。建立集銷售、采購、計(jì)劃、生產(chǎn)、質(zhì)量、倉庫、設(shè)備、研發(fā)等功能于一身的A-MES系統(tǒng)，采用模塊化功能集成技術(shù)，突破傳統(tǒng)的單功能單系統(tǒng)模式，以Odoo平臺為基礎(chǔ)，使用Python語言，開發(fā)B/S柔性架構(gòu)系統(tǒng)，提高生產(chǎn)全過程全要素的數(shù)據(jù)鏈，加快數(shù)據(jù)信息的流轉(zhuǎn)。
同時(shí)，利用工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，搭建高速工業(yè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，保障設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行以及數(shù)據(jù)的安全性。公司引進(jìn)AI自動光學(xué)檢驗(yàn)設(shè)備、工業(yè)機(jī)器人、AGV物料車、智能配粉、智能立庫等智能制造裝備，以及定制化開發(fā)自動設(shè)備，在滿足客戶個(gè)性定制需求的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品柔性化、低成本、高質(zhì)量和高效率的生產(chǎn)。
工廠數(shù)字化系統(tǒng)架構(gòu)圖
2、基于物聯(lián)網(wǎng)場景建設(shè)，實(shí)現(xiàn)工廠設(shè)備的互聯(lián)互通
公司利用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建立了車間級的高速獨(dú)立的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，完成車間全網(wǎng)部署。利用先進(jìn)的傳感器技術(shù)以及自動化改造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車間設(shè)備的全面升級改造，利用工業(yè)5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，部署車間級工業(yè)5G無線網(wǎng)絡(luò)，為AGV物流車提供穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)保障。利用先進(jìn)的制造技術(shù)，配置工業(yè)機(jī)器人，使用機(jī)器視覺定位，對來料進(jìn)行快速地碼板、碼盒、碼垛。引進(jìn)并配置AGV物流車，并將其集成到車間數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，完成車間將碼垛完的物料智能轉(zhuǎn)運(yùn)至真空熱處理爐中。建立車間級生產(chǎn)運(yùn)營管控平臺，搭載了數(shù)字孿生技術(shù)，以及先進(jìn)的信息化技術(shù)，實(shí)時(shí)獲取MES系統(tǒng)中的生產(chǎn)任務(wù)，上傳下發(fā)至指定設(shè)備，并依據(jù)生產(chǎn)任務(wù)中的產(chǎn)品信息，將生產(chǎn)工藝下發(fā)至設(shè)備側(cè)，實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)以及生產(chǎn)任務(wù)信息，減少人工操作，提高車間智能化水平的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)協(xié)同作業(yè)，加快生產(chǎn)效率。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)示意圖
3、基于AI視覺場景建設(shè)，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量精準(zhǔn)高效檢測
在AI浪潮下，工廠升級并引入了具備AI功能的視覺檢驗(yàn)智能化檢測裝備。該裝備在原有機(jī)器學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上升級為深度學(xué)習(xí)，搭載高分辨率的工業(yè)攝像頭，通過視覺識別技術(shù)，對產(chǎn)品的尺寸、外觀全方位快速檢測。在檢測的過程中，通過自適應(yīng)和自主學(xué)習(xí)的功能特性，不斷優(yōu)化模型和參數(shù)，實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)、自主優(yōu)化，最終實(shí)現(xiàn)檢測準(zhǔn)確度、效率的提高，同時(shí)還保障了產(chǎn)品的質(zhì)量。
AI智能化光學(xué)檢測車間
4、基于智能倉儲場景建設(shè)，實(shí)現(xiàn)車間物流的快速流轉(zhuǎn)
公司在現(xiàn)有工藝的基礎(chǔ)上，通過優(yōu)化工藝流程以及物料流轉(zhuǎn)路徑，定制開發(fā)智能密封轉(zhuǎn)運(yùn)車、自動配粉系統(tǒng)等先進(jìn)設(shè)備，打破了原有生產(chǎn)工序的壁壘。同時(shí)，定制開發(fā)了WMS/WCS系統(tǒng)，利用數(shù)字孿生技術(shù)開發(fā)了數(shù)字孿生平臺，集成公司的MES系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過程的全方位管控，提高生產(chǎn)效率，縮短交付周期，并降低人工成本。
數(shù)字孿生系統(tǒng)
結(jié)語
該項(xiàng)目通過建設(shè)統(tǒng)一的設(shè)備工業(yè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，結(jié)合生產(chǎn)制造系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息，串聯(lián)決策層、執(zhí)行層以及設(shè)備層，打通數(shù)據(jù)壁壘。項(xiàng)目適合復(fù)雜工業(yè)流程、多品種、大批量的定制化稀土永磁行業(yè)制造工廠，推廣和復(fù)制性強(qiáng)，對國內(nèi)稀土永磁行業(yè)其他工廠具有廣泛的借鑒意義。下一步，安泰科技將繼續(xù)完善信息管理平臺功能，增加產(chǎn)品數(shù)字化研發(fā)設(shè)計(jì)與可制造性設(shè)計(jì)方面的緊密聯(lián)動，實(shí)施制造資源量化，開發(fā)適合稀土永磁行業(yè)特色的計(jì)劃排程（APS），擴(kuò)大智能協(xié)同作業(yè)場景。
