今日熱議：冶金企業(yè)管理現(xiàn)代化創(chuàng)新成果 | 南鋼：基于“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的智能工廠建設(shè)

一、南鋼基于“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”智能工廠建設(shè)的背景 （一）推動(dòng)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的需要

(相關(guān)資料圖)

近幾年，鋼鐵行業(yè)全面推進(jìn)智能制造新模式，總結(jié)可推廣、可復(fù)制經(jīng)驗(yàn)，提升企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展能力，但是在鋼板深加工領(lǐng)域的智能制造，鋼鐵企業(yè)基本處于空白，沒有專業(yè)加工產(chǎn)線，大部分加工方式也僅僅是加工半成品原料，而不是將鋼板加工成部件成品進(jìn)行銷售。

（二）供應(yīng)鏈服務(wù)模式創(chuàng)新發(fā)展的需要

隨著國內(nèi)工程機(jī)械、礦山機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械等行業(yè)的不斷發(fā)展，相關(guān)設(shè)備輕量化、耐用性等方面的需求日益增強(qiáng)，加速推進(jìn)了耐磨材料的更新?lián)Q代。但在耐磨鋼配件領(lǐng)域，供應(yīng)鏈效率低，從原材料到耐磨配件成品之間的流通環(huán)節(jié)多，運(yùn)行成本高，專業(yè)化服務(wù)水平低，從原料到成品沒有統(tǒng)一的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，加工設(shè)備陳舊，生產(chǎn)效率不高，產(chǎn)品迭代升級(jí)難。這些都制約了國內(nèi)耐磨鋼產(chǎn)品的進(jìn)一步發(fā)展和產(chǎn)品應(yīng)用，整個(gè)供應(yīng)鏈服務(wù)模式需要進(jìn)行創(chuàng)新發(fā)展。

（三）南鋼產(chǎn)業(yè)鏈前向一體化發(fā)展的需要

南鋼致力于打造世界一流的精品板材基地，堅(jiān)持以用戶為中心，為用戶解決痛點(diǎn)，創(chuàng)造價(jià)值。從2015年開始，南鋼提出進(jìn)行產(chǎn)業(yè)鏈延伸和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新，在南鋼JIT（Just in Time）基礎(chǔ)上發(fā)展C2M（Customer to Maker），打造“JIT+C2M”服務(wù)新業(yè)態(tài)。作為國內(nèi)板材領(lǐng)先的鋼鐵企業(yè)，南鋼與下游工程機(jī)械行業(yè)用戶合作關(guān)系穩(wěn)固，最終選擇以工程機(jī)械行業(yè)耐磨部件加工為突破口，建設(shè)了“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的智能工廠。

二、南鋼基于“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”智能工廠建設(shè)的主要做法 （一）明確發(fā)展戰(zhàn)略，制定實(shí)施目標(biāo) 1、明確發(fā)展戰(zhàn)略，打造行業(yè)示范標(biāo)桿

為進(jìn)一步滿足用戶深層次的個(gè)性化需求，以用戶為中心，強(qiáng)化C端需求數(shù)據(jù)的分析和2link智慧連接，通過M端不斷變革、進(jìn)化，進(jìn)而建成集智能裝備、智能生產(chǎn)、智能決策、智能互聯(lián)于一體的智能工廠，縱向向產(chǎn)業(yè)鏈兩端和最終端延伸，橫向向國際細(xì)分專業(yè)市場(chǎng)拓展，并通過重塑價(jià)值鏈，發(fā)展跨行業(yè)的精準(zhǔn)、敏捷、協(xié)同制造，智造客戶最佳體驗(yàn)，打造開放、共享、智能的價(jià)值鏈最大化“JIT+C2M”全球生態(tài)圈，引領(lǐng)鋼鐵行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展，助推南鋼成為世界級(jí)智能化工業(yè)制造的示范標(biāo)桿。

2、制定實(shí)施目標(biāo)，完成智能工廠建設(shè)

智能工廠2015-2019年，歷時(shí)5年探索，自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)，2019年,8月開工建設(shè)，2020年7月全線貫通，設(shè)計(jì)產(chǎn)能3.6萬噸/年。建成后成為世界領(lǐng)先的專業(yè)加工耐磨高強(qiáng)鋼零部件的智能工廠，行業(yè)領(lǐng)先的“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”智能工廠。

（二）堅(jiān)持智能設(shè)計(jì)，集成柔性化產(chǎn)線 1、發(fā)展智能制造，做好頂層設(shè)計(jì)

智能工廠按照工業(yè)4.0示范線標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)架構(gòu)主要分為基礎(chǔ)設(shè)施、智能裝備、智能控制、智能車間、智能運(yùn)營五個(gè)層級(jí)，深度融合南鋼打造企業(yè)智慧生命體的戰(zhàn)略思想，堅(jiān)持“一切業(yè)務(wù)數(shù)字化，一切數(shù)字業(yè)務(wù)化”的戰(zhàn)略發(fā)展路徑，做到了設(shè)計(jì)數(shù)字化、生產(chǎn)自動(dòng)化、服務(wù)智能化、管理信息化。工廠布局堅(jiān)持“物流路徑最短，設(shè)備動(dòng)作最少，工序配合最好”的高效率低成本原則，工廠整體布局緊湊、整齊、美觀、合理，設(shè)備安全、環(huán)保、可靠，實(shí)現(xiàn)少人化、綠色化，提升生產(chǎn)效率,節(jié)約投資成本，充分展示了南鋼技術(shù)實(shí)力和企業(yè)形象。

2、鏈接智能裝備，集成柔性產(chǎn)線

工廠以5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，自主實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控機(jī)床、六軸機(jī)器人、桁架機(jī)器人以及AGV小車等高端制造裝備的端到端集成，通過5G+工業(yè)機(jī)器人協(xié)同作業(yè)，實(shí)現(xiàn)上下料分揀、視覺物料識(shí)別、熱處理設(shè)備、拋丸、噴涂、自動(dòng)打包、自動(dòng)化立體庫等工序智能協(xié)同，各工序物料自動(dòng)串接，對(duì)產(chǎn)線全流程數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集，信息互聯(lián)互通，整個(gè)作業(yè)流程實(shí)現(xiàn)無人化。

南鋼和中國移動(dòng)（600941）攜手打造基于5G云+專網(wǎng)，在行業(yè)內(nèi)率先利用5G技術(shù)，構(gòu)建5G虛擬專網(wǎng)，建設(shè)AGV小車、智能手環(huán)、高清視頻監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、三維檢測(cè)等多個(gè)5G應(yīng)用場(chǎng)景。

（三）開發(fā)信息管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)全流程智慧管理 1、開發(fā)MES系統(tǒng)，進(jìn)行生產(chǎn)質(zhì)量高效管理

MES管理系統(tǒng)以深加工產(chǎn)品為中心，對(duì)深加工產(chǎn)品進(jìn)行全流程智慧管理，將南鋼在延伸加工領(lǐng)域的營銷、生產(chǎn)管理和后期服務(wù)等業(yè)務(wù)有機(jī)整合，形成延伸加工信息化體系，提高企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。系統(tǒng)集成刀具管理、財(cái)務(wù)管理、圖紙管理、套料管理、生產(chǎn)作業(yè)管理、信息集成、倉儲(chǔ)物流等功能，根據(jù)訂單進(jìn)行自動(dòng)預(yù)套料，自動(dòng)選料，自動(dòng)排產(chǎn)等，可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程信息化全面閉環(huán)管理。

通過MES系統(tǒng)進(jìn)行質(zhì)量管控，在生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)訂單、每個(gè)零件、每個(gè)托盤單位產(chǎn)品的工藝和質(zhì)量的進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)和管控，減少廢次品產(chǎn)生，提高合格率。

2、開發(fā)設(shè)備管理系統(tǒng)，保障設(shè)備穩(wěn)定順行

設(shè)備管理系統(tǒng)依托南鋼ERP平臺(tái)，建立既符合南鋼現(xiàn)有設(shè)備管理制度要求又滿足智能工廠需求的設(shè)備管理系統(tǒng)。通過建立健全的設(shè)備基礎(chǔ)資料，結(jié)合檢修、點(diǎn)檢、故障等設(shè)備相關(guān)流程，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的生命周期管理，以保證設(shè)備的長期穩(wěn)定運(yùn)行。設(shè)備的資料、檢修、點(diǎn)檢、故障等業(yè)務(wù)流程的線上化管理。工作任務(wù)通過信息化手段自動(dòng)生成，在線提醒。點(diǎn)檢、狀態(tài)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)的設(shè)備異常在線判斷，及時(shí)處理并進(jìn)行追蹤。設(shè)備履歷檔案自動(dòng)形成，數(shù)據(jù)報(bào)表在線統(tǒng)計(jì)。

（四）運(yùn)用數(shù)字化建模，進(jìn)行個(gè)性化定制 1、產(chǎn)品在線建立數(shù)字模型

系統(tǒng)對(duì)每個(gè)工件進(jìn)行數(shù)字建模，每個(gè)工件的生產(chǎn)時(shí)間和生產(chǎn)成本都被標(biāo)準(zhǔn)化，模型中包含工件尺寸數(shù)據(jù)，銑邊長度、加工孔徑和數(shù)量、加工時(shí)間、能耗、成本等數(shù)據(jù)。對(duì)用戶的特殊工件，可以在用戶現(xiàn)場(chǎng)3D掃描，通過云端傳回工廠建模，用戶可以在手機(jī)客戶端在線定制產(chǎn)品。

2、產(chǎn)品數(shù)字化生產(chǎn)

智能工廠的訂單、生產(chǎn)計(jì)劃與板材主產(chǎn)線通過MES和ERP系統(tǒng)，直接串聯(lián)起來，實(shí)現(xiàn)全流程的JIT生產(chǎn)。客戶在通過APP或CRM系統(tǒng)在線下單后，會(huì)形成訂單數(shù)據(jù)包傳遞給工廠MES系統(tǒng)，系統(tǒng)套料后會(huì)生成訂單執(zhí)行計(jì)劃數(shù)據(jù)反饋給用戶，同時(shí)將訂單計(jì)劃形成鋼板生產(chǎn)計(jì)劃數(shù)據(jù)、工件加工計(jì)劃數(shù)據(jù)和倉儲(chǔ)物流數(shù)據(jù)，同時(shí)分別傳遞給板材主線、智能工廠和智能倉庫，在訂單完成生產(chǎn)后會(huì)形成實(shí)際執(zhí)行數(shù)據(jù)，MES系統(tǒng)會(huì)將計(jì)劃和實(shí)績進(jìn)行比對(duì)，分析差異原因，優(yōu)化數(shù)據(jù)模型，提高系統(tǒng)執(zhí)行效率和準(zhǔn)確率。

3、產(chǎn)品質(zhì)量在線檢驗(yàn)

包括原料智能尺寸檢測(cè)、成品工件硬度檢測(cè)、成品工件平直度檢驗(yàn)等檢驗(yàn)系統(tǒng)。可實(shí)現(xiàn)用戶在線參與的驗(yàn)收，提供可信賴、可溯源的產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)。例如原料智能尺寸檢測(cè)系統(tǒng)和生產(chǎn)過程是系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)的：自動(dòng)檢測(cè)產(chǎn)品的尺寸數(shù)據(jù)是否滿足加工要求，超出范圍的系統(tǒng)判定不合格，不能進(jìn)入下道工序。判定合格，但是尺寸有偏差，偏差的數(shù)值會(huì)傳遞給機(jī)床，在進(jìn)行機(jī)床工件定位時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償，確保加工尺寸滿足要求。

（五）開發(fā)電商平臺(tái)，進(jìn)行一站式客戶服務(wù) 1、開發(fā)電子商務(wù)平臺(tái)，提供綜合服務(wù)方案

為更好的服務(wù)用戶，南鋼開發(fā)了基于深加工產(chǎn)品電商服務(wù)平臺(tái)，匯聚更多配套服務(wù)商，為用戶提供完整的配套產(chǎn)品解決方案，業(yè)務(wù)上支持多商家、多渠道方、多用戶類型，通過自營、招商等運(yùn)營模式推動(dòng)零售業(yè)務(wù)的開展，助力行業(yè)更好的發(fā)展。

2、應(yīng)用產(chǎn)品二維碼，開發(fā)智能化客服功能

應(yīng)用產(chǎn)品二維碼，和終端用戶建立數(shù)據(jù)直連通道，采集用戶使用數(shù)據(jù)，建立用戶數(shù)據(jù)庫，指導(dǎo)用戶在不同工作場(chǎng)景下選擇最適合的產(chǎn)品和最佳使用方案。質(zhì)量問題可快速溯源和反饋。同時(shí)方便用戶連接，為用戶帶來全新、快捷、可信賴、可感知的服務(wù)體驗(yàn)。

（六）建立數(shù)字阿米巴，產(chǎn)品效益精打細(xì)算 1、深耕阿米巴信息化，挖掘制造成本潛力

南鋼深耕數(shù)字阿米巴持續(xù)改善經(jīng)營，開發(fā)專用信息化系統(tǒng)，在企業(yè)中倡導(dǎo)“人人都是CEO”的理念，以最小的成本、最少的費(fèi)用、最短的時(shí)間獲得最大的利潤，提高競(jìng)爭(zhēng)能力。智能工廠是數(shù)字阿米巴中的一個(gè)典型，內(nèi)部將11個(gè)成本中心對(duì)應(yīng)成立阿米巴組織，信息系統(tǒng)進(jìn)行全流程的數(shù)據(jù)采集，分析設(shè)備能耗、刀具使用、耗材、加工時(shí)間、產(chǎn)量等數(shù)據(jù)，每批訂單入庫，系統(tǒng)自動(dòng)分析庫存周期、交付準(zhǔn)時(shí)率等數(shù)據(jù)，依據(jù)這些數(shù)字，每個(gè)成本中心和阿米巴每天進(jìn)行PDCA循環(huán)，不斷提升運(yùn)營效率。

2、以阿米巴為基礎(chǔ)，支持經(jīng)營決策效率

在阿米巴組織基礎(chǔ)上，搭建延伸加工經(jīng)營看板，原則上不限于MES系統(tǒng)數(shù)據(jù)報(bào)表，系統(tǒng)將支持SAP、MES、WMS 等多系統(tǒng)數(shù)據(jù)源集成報(bào)表，形成報(bào)表平臺(tái)。報(bào)表平臺(tái)，整合覆蓋多系統(tǒng)、多部門，類EXCEL操作風(fēng)格，支持EXCEL模板導(dǎo)入，報(bào)表進(jìn)行圖形化、配置化操作，支持KPI管理指標(biāo)的設(shè)置。經(jīng)營看板應(yīng)具備報(bào)表、圖表、組態(tài)畫面、手機(jī)畫面等多種樣式的展現(xiàn)方式，實(shí)現(xiàn)車間出產(chǎn)實(shí)物量、產(chǎn)值、在制實(shí)物量、在制資金、工程成本、質(zhì)量過程分析、員工績效等管理數(shù)據(jù)的歸集，滿足企業(yè)對(duì)數(shù)據(jù)的多層次展現(xiàn)、分析要求。數(shù)字阿米巴系統(tǒng)在企業(yè)經(jīng)營管理行為上發(fā)揮了及時(shí)、動(dòng)態(tài)、可控等方面的重要性作用。

（七）建設(shè)科技創(chuàng)新平臺(tái)，打造復(fù)合型人才培養(yǎng)體系 1、建設(shè)科技創(chuàng)新平臺(tái)，發(fā)揮外部智囊作用

為讓產(chǎn)業(yè)鏈延伸能夠快速成長發(fā)展，南鋼整合內(nèi)外部人力資源，與外部專家團(tuán)隊(duì)共同建設(shè)科技創(chuàng)新平臺(tái)，在內(nèi)部采用形勢(shì)多樣培養(yǎng)方式，打造適應(yīng)新要求的復(fù)合型人才隊(duì)伍，充分進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)動(dòng)。以智能工廠為核心載體，聯(lián)合行業(yè)行業(yè)協(xié)會(huì)、學(xué)者專家、高校實(shí)驗(yàn)室、科研院所開展產(chǎn)品、工藝技術(shù)和材料應(yīng)用等方面的創(chuàng)新研究。智能工廠和用戶快速對(duì)接，及時(shí)準(zhǔn)確的了解用戶不斷變化的新需求，聯(lián)合行業(yè)專家設(shè)計(jì)產(chǎn)品解決方案，高校實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行驗(yàn)證性分析，智能工廠將方案快速轉(zhuǎn)化為實(shí)際加工能力，為用戶提供服務(wù)解決方案，實(shí)現(xiàn)研究成果的快速落地，三方可共同分享創(chuàng)新成果的收益。

2、深化內(nèi)部培養(yǎng)機(jī)制，建設(shè)復(fù)合型人才梯隊(duì)

一是開創(chuàng)內(nèi)部專家?guī)鄼C(jī)制，南鋼專業(yè)技術(shù)C層，以及從事生產(chǎn)工藝、技術(shù)研發(fā)等工作的公司外聘專家，通過雙向選擇，按人才梯隊(duì)培養(yǎng)需求，通過專家和學(xué)員的一對(duì)一培養(yǎng)，幫助高潛人才快速成長。二是培養(yǎng)現(xiàn)場(chǎng)復(fù)合型實(shí)操人才，智能工廠的組織機(jī)構(gòu)，涵蓋綜合、設(shè)備、生產(chǎn)、技術(shù)質(zhì)量、營銷等功能，形成了用研產(chǎn)銷一體化平臺(tái)，一線員工按照復(fù)合型實(shí)操人才培養(yǎng)，對(duì)員工進(jìn)行技能提升，產(chǎn)線所有人員操作證進(jìn)行全員通取，打破操作、檢修之間分割和壁壘，實(shí)行分區(qū)域負(fù)責(zé)，操作、檢修合并職責(zé)，專業(yè)運(yùn)維、編程與設(shè)備操作互補(bǔ)，形成對(duì)技術(shù)的專業(yè)化管理。

（八）依靠5G精準(zhǔn)定位，安全環(huán)保智能管控 1、開發(fā)智能手環(huán)，安全智能管控

利用5G技術(shù)將人、設(shè)備等進(jìn)行精準(zhǔn)定位，設(shè)置安全電子圍欄，對(duì)移動(dòng)危險(xiǎn)源和固定危險(xiǎn)源進(jìn)行電子標(biāo)識(shí)。員工進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域或接近危險(xiǎn)源，手環(huán)震動(dòng)報(bào)警，系統(tǒng)自動(dòng)提示。智能手環(huán)與智能安全帽聯(lián)動(dòng)，智能安全帽采用納米級(jí)ABS工程材料，通過物聯(lián)網(wǎng)、實(shí)時(shí)音視頻等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)安全帽的智能化，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)語音對(duì)講、現(xiàn)場(chǎng)視頻實(shí)時(shí)傳輸、GPS/北斗實(shí)時(shí)定位、氣體檢測(cè)、照明及一鍵報(bào)警等功能，以改善工人勞動(dòng)條件，提高工作效率及作業(yè)智能化水平。

2、采用綠色工藝，環(huán)保智能管控

加工設(shè)備采用環(huán)保型切削液，減少異味產(chǎn)生，切削液經(jīng)過循環(huán)處理裝置過濾、殺菌后循環(huán)利用。噴涂工序采用先進(jìn)的靜電粉末涂裝工藝，有機(jī)廢氣采用先進(jìn)技術(shù)處理，處理效率達(dá)99%，實(shí)現(xiàn)VOC超低排放。機(jī)加工過程產(chǎn)生的廢屑，在線完成集中收集和壓塊，廢鋼塊可直接回爐煉鋼。對(duì)環(huán)保要求的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行在線管理，對(duì)異常超標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)警。

三、南鋼基于“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”智能工廠建設(shè)的效果 （一）產(chǎn)業(yè)鏈運(yùn)行效率顯著提升

南鋼智能工廠個(gè)性化定制服務(wù)，在工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、礦山機(jī)械、港口機(jī)械等諸多領(lǐng)域，解決了用戶對(duì)耐磨鋼部件輕量化、耐用性、環(huán)保等方面痛點(diǎn)問題，使客戶參與到產(chǎn)品服務(wù)的設(shè)計(jì)和制造全過程，目前產(chǎn)品已出口至西班牙、意大利、中東、澳大利亞，美國等地區(qū)，實(shí)現(xiàn)像生產(chǎn)消費(fèi)品一樣生產(chǎn)鋼鐵工業(yè)產(chǎn)品。對(duì)比傳統(tǒng)機(jī)械加工廠，效率大幅提升，訂貨周期由45-60天，縮短至僅需15天。傳統(tǒng)工廠人均生產(chǎn)效率10-15噸/月，智能工廠人均生產(chǎn)效率100噸/月，效率提升5-10倍。

（二）鋼鐵產(chǎn)品加工獲得價(jià)值增益

智能工廠是南鋼堅(jiān)持為用戶創(chuàng)造價(jià)值的創(chuàng)新成果，對(duì)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了加工的精益化、柔性化和智能化，并依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，連接上下游，跨行業(yè)延伸產(chǎn)業(yè)鏈，形成效率最高、成本最優(yōu)的產(chǎn)業(yè)協(xié)同模式，對(duì)外實(shí)現(xiàn)了交付的敏捷化、準(zhǔn)時(shí)化和配送化，幫助用戶進(jìn)一步降本增效，使南鋼與下游用戶共同分享價(jià)值鏈增益。工廠每年可新增營業(yè)收入2.2億元，利潤3000萬元。

（三）行業(yè)引領(lǐng)和示范效應(yīng)明顯

南鋼通過建設(shè)“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”智能工廠，建立新產(chǎn)品、技術(shù)、質(zhì)量、管理標(biāo)準(zhǔn)，提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，打造產(chǎn)品品牌，對(duì)社會(huì)加工產(chǎn)能，南鋼可以輸出各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，提高行業(yè)整體的產(chǎn)品質(zhì)量，共同提高供給側(cè)的制造能力，為生態(tài)圈上的需求端提供服務(wù)，增強(qiáng)內(nèi)循環(huán)動(dòng)力，在行業(yè)內(nèi)起到良好的帶動(dòng)示范作用。智能工廠也得到國家工信部、省工信廳、市工信局等各級(jí)政府部門認(rèn)可，已獲得全國智慧企業(yè)建設(shè)創(chuàng)新案例、全國第五批智能制造標(biāo)桿、全國2021年工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)試點(diǎn)示范項(xiàng)目、全國首批“數(shù)字領(lǐng)航”企業(yè)等十多項(xiàng)多獎(jiǎng)項(xiàng)和榮譽(yù)。目前工廠已獲得授權(quán)專利12項(xiàng)，軟著1項(xiàng)。

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