2014工程机械产品发展论坛：智能制造体系构建与实施

【第一工程机械网 独家报道】3月19日，中国工程机械行业万众瞩目、共同聚焦北京，一场工程机械行业颁奖盛典暨产品论坛在这里隆重举行。在中国工程机械年度产品TOP50(2014)颁奖典礼正式拉开大幕之际，2014工程机械产品发展(北京)论坛在成功举行。本次论坛以“驱动力 想象力 影响力”为主题，旨在进一步深化工程机械产品发展对于行业进步的作用和意义，工程机械产品创新对于行业的促进作用愈发凸显。

来自中国工程机械工业协会、质检机构、高校、科研机构和企业界的领导和专家，来自工程机械行业、重型机械行业、冶金行业、水泥行业和施工行业的专家和学者等100余人在论坛中就工程机械产品的轻量化、高效燃油、物联网、数字液压、智能制造、产品战略及时机布局、互联网思维等8个方面的话题进行了深入讨论。

以下为徐工集团铲运机械事业部副总经理马铸先生作题目为《智能制造体系构建与实施》演讲，以下讲解实录： 

2014工程机械产品发展论坛：智能制造体系构建与实施

讲解实录：

智能制造体系构建与实施

随着信息技术与先进制造技术的高速发展，以新型传感器、智能控制系统、工业机器人、自动化成套生产线等智能制造技术体系初步形成，以“数字化智能制造”为核心的第三次工业革命浪潮已经到来。在工程机械行业，智能化制造技术的运用不仅能保证产品质量的稳定性，提高劳动生产效率，改善工人的工作条件和劳动强度，还能加快企业的升级转型，摆脱产品的同质化竞争，提升产品品牌价值。因此，加快智能化制造体系构建、智能制造技术的推广与应用，是21世纪制造业赖以行进的基本轨道，是以信息时代走向智能时代面临的第一个严峻任务。

智能化制造体系概述

智能化制造体系的目的主要是实现多个系统的信息集成与生产的有效组织管理，实现数据信息化、管理智能化、控制自动化。构建策略在车间综合网络与数据管理系统支撑下，对制造过程各种数字化进行整合，通过信息技术、制造技术、组织形态和劳动行为的综合集成促进，提升制造系统的综合能力和水平。智能化制造体系的构建，向上需要同设计PDM系统集成，从而实现设计、工艺、制造一体化；向下需将各种现场的生产信息实时写入ERP系统，实现设计、工艺、制造、管理一体系，最终建成智能化企业。

１.智能化制造

两化融合催生智能化制造工业技术与信息技术的融合，推动技术创新，工业控制技术日渐成熟。管理信息化与工业自动化的不断融合，带动制造业企业的转型创新，推动制造业走向智能化。电子信息技术或产品渗透到传统产品中，催生智能化设备。信息化理念、手段渗入到业务过程中，形成新业务工作模式与规范，推动业务创新与管理升级。

2.智能化制造技术体系构建

业务数字化为企业经营业务建立数字化规型，按相应的业务规则建立对应的信息系统，是基础数据平台；物联网应用实现对设备和物料的自动识别和通信建立基于业务需求的业务逻辑机制；基于网络和现场总线的设备互联实现管理系统与设备的数据通信与状态采集；实时采集工业数据将数据传递给业务系统，业务系统对数据进行分析并处置。

3.智能化制造的特点

（1）智能化制造技术以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高产品对动态多变市场的适应能力和竞争力为目标。

（2）智能化制造技术不局限于制造工艺，而是覆盖了市场分析、生产管理、加工和装配、销售、维修、服务，以及再制造的全过程。

（3）智能化制造强调技术、人、管理和信息的四维集成，不仅涉及到物质流和能量流，还涉及到信息流和知识流，即四维集成和四流交汇是智能化制造技术的重要特点。

（4）智能化制造技术更加重视制造过程组成和管理的合理化和革新，它是硬件、软件、智能（人）与组织的系统集成。

先进制造业技术创新的内涵主要包括产品的创新、制造技术创新以及产业模式的创新。在诸多创新要素中，更值得关注的是产业模式的创新。

而“智能化制造”带来的产品技术、制造技术与管理技术的进步使企业具备快速响应市场需求的能力，适应全球市场丰富多样的客户群，实现远程定制、异地设计、就地生产的协同化新型生产模式；使产品制造模式、生产组织模式、以及企业商业模式等多方面均发生根本性变化。

国内工程机械行业智能化制造现状

１、国内工程机械行业智能化制造技术应用情况

随着我国工机械行业由大变强的转型升级，以自动化、数字化为基础的智能化制造已逐步被国内工程机械行业关注和应用，一些企业开始大量引进自动化生产设备、技术，给行业传递了一个信息：智能化制造方式进行生产的概念正在觉醒，并进入到了上升通道之中，有远见的企业已经开始谋求在智能化制造中寻找新的发展方式。?由于多种客观因素的制约，国内工程行业智能化制造的整体水平尚处于一个较低的水平。据权威机构对国内工程机械行业智能化制造水平的全面调研和评估，国内工程机械行业中超过25%的企业处于智能化制造的未起步建设阶段，43%的企业处于智能化制造的单项覆盖阶段，22%的企业处于智能化制造的集成提升初期阶段或过渡阶段，只有不足10%的企业处于智能化制造技术较全面突破性应用阶段。

2、国内工程机械行业智能化制造技术应用存在问题

制造装备自动化程度不高:西方发达国家都沿袭机械化、电气化、自动化的发展历程。而中国是赶超型工业，工业自动化平均水平严重偏低。制造过程信息化水平不高:许多企业的信息化系统效果发挥不出来，没能有效集成提升将制造执行系统（MES）与经营管理系统（ERP）整合，智能化缺少基础。

3、国内工程机械行业智能化制造需求的紧迫性

随着经济的全球化和社会的信息化，市场竞争日益激烈，顾客需求日趋多样化。针对工程机械这个典型行业在面对国内市场国际化竞争的残酷局面和新技术、新工艺的挑战中求得生存与发展，必须解决TQCS难题，即以最快的上市速度（T），最好的质量（Q），最低的成本（C），最优的服务（S），来满足不同顾客的需求。而解决这一难题的最有效手段—智能化制造。

智能制造是“中国制造”努力的目标。中国是制造大国，如今国内外形势变化，加上劳动力成本上升，中国工程机械行业转型升级迫在眉睫。而探讨智能化制造技术如何在该领域的应用并付之行动已成为当务之急。

４.国内工程机械行业智能化制造发展趋势

“十二五”规划对工程机械行业的发展提出了更高的要求，柔性化生产、自动化、数字化等为基础的智能化制造将成为行业的新标准。预计，2015年我国工程机械行业固定资产投资达1000亿元，其中对智能化制造方面的投入将高达300亿元。这将使国内工程机械行业的整体智能化制造水平在十二五末迈上一个新台阶。

徐工在智能化制造方面的尝试

徐工在智能化制造方面的尝试徐工集团作为中国工程机械行业中的龙头企业，为 “十二五”期间实现“千亿元、世界级、国际化”的发展目标，依据自身发展的需要，大力推进智能化制造，并取得了良好的效果和一些成功的经验。下面将从以下三个方面阐述徐工铲运事业部在智能化制造方面所做的工作及尝试:

1.生产准备的智能化

(1)生产仿真进行虚拟排产

全面运用计算机生产仿真技术对生产计划进行全生产过程的虚拟制造，并根据生产仿真运行的结果对生产计划进行相应调整，确保整个生产过程各环节的均衡和高效。以实现最低的生产成本和最高的生产效率。

(2)数字化设计进行投产准备

利用工件3D模型等相关信息和表面三维特征等信息数据，通过轨迹规划仿真、离线编程技术，可自动输出机器人直接用来焊接作业的程序文件，缩短投产准备期,同时提高设备有效利用率和减少编程工作量。

2.生产过程的智能化

(1)自动化、无人化生产过程整个制造过程从切割到成型到焊接到喷涂到物流配送，全面实现自动化、无人化或少人化生产。大吨位智能化装载机制造基地已成功运用，欲全集团内推广。

（2）自动套排料及切割机联网管理

实现导入生产订单，动态自动排料，对程序实现规范化编制，规范化存储，规范化管理；采集设备利用状态信息、设备生产活动时间。提供远程监测手段；统计、分析、测评数控设备利用效率，自动计算，生成报告。

生产现场无技术文件、无在制品积压，生产效率提升50%。

（3）切割加工过程自动化

精细等离子切割工业机器人,具有运动精度高、重复定位精度高、自动弧压调高，动态过程自动检测；具有离线编程、路径规划、系统仿真功能，并带有切割工艺数据库，可实现与生产过程信息、质量信息和数字化车间管理系统无缝连接功能。

（4）焊接过程自动化

自由度焊接机器人系统全面取代人工焊接,该系统具有运动精度高、重复定位精度高、电弧跟踪，动态过程自动检测，具有离线编程、路径规划、系统仿真功能；并带有焊接工艺数据库和智能接口，可实现与生产过程信息、质量信息和数字化车间管理系统无缝连接功能。

装载机制造基地焊接机器人数量超200余台，装载机行业内机器人使用规模第一，生产单元机器人焊达率超90%。

（5）焊接过程数字化设计-形成自动化生产线

自动生产线由计算机控制系统、转运仓库、物流系统、自动上下料系统、多台机器人焊接系统等组成；实现焊接生产线的自动化。

（6）柔性激光切割生产线

柔性激光切割线由计算机CAD/CAM编程系统、立体仓库、物流系统、自动上下料系统、多台平面激光切割机系统、成品分拣系统

组成；

生产线自动化：实现了从上料、切割、到分拣成品全过程的无人化自动操作；切割程序控制自动化：实现了切割程序网络传输自动化，订单自动分配、自动报工；切割精准化：激光切割机定位精度高 ，重复定位精度高，实现了覆盖件精准高速切割。

（7）压力机生产线机器人自动上下料系统实现了冲压件从取料、上料、冲压、下料全过程的无人化自动控制；全序模具连线控制，一人控制多台压力机，实现了从冲压件板料到成品的自动化柔性生产；

（8）喷涂线机器人喷漆系统

自由度喷涂系统机器人全面取代人工喷涂作业，该系统具有运动精度及重复定位精度高的特点，与涂装线、积放链输送系统协同控制实现喷涂过程无人化。具有离线编程；路径规划；系统仿真等功能；并具有涂装工艺数据库和设备智能接口,可实现生产管理的智能化。

（9）智能化物流输送系统-RGV

RGV是物流自动化的关键设备，可自动实现直角换轨，并与智能工装夹具配合实现工件的自动上下料，采用“井”字形物流模式有效利用车间使用面积，提高物流运行效率和减少工厂建设成本；采用RGV实现了生产线物流输送的自动化，使该生产线从点焊、通焊、加工、补焊全过程实现自动输送，提高了工件流转效率和质量，同时大大减少了人员的投入。

（10）物料自运管理系统

使用物料识别系统，实现了采购物料的全自动入库管理及出库管理。

（11）智能化物流输送系统-AGV

AGV智能物流配送系统由集成WCS系统的中央控制系统、多台AGV小车、积放式物料托盘滚筒输送线、 物料自动扫描系统组成。

AGV智能物流配送系统通过智能化控制系统实现从货物自动识别、自动排队，并按照生产节拍对装配线各配送点实现物料的全自动定点准时配送,全面替代传统的人工分捡+叉车配送的物料供应模式。

（12）智能化物流输送系统-积放链系统

积放链输送系统实现全部自制物料输送全过程的自动化。近万米的积放链输送系统将所有工件从加工经过涂装、最后到装配全过程实现物流与信息流高度同步、物流与生产订单高度一致,全面提高了作业效率,并实现物料的全程时时跟踪和自动报工。

（13）智能化在线检测系统

在线检测技术的研究及应用弥补了对整机性能无法把控的局面，根据数据变化自动判断潜在系统故障，代替了以经验判断问题的方法；通过MES数据联网，可定期收集液压、制动、动力、传动等各系统的数据并进行系统分析。

（14）加工中心生产线

1）柔性加工单元，实现柔性精益化 生产。

2）具备先进的刀具自检功能，避免由于刀具损坏造成工件废品及机床事故的情况发生。

3）采用自动找正新技术，实现高效、高精度、高质量、低消耗的生产。

4）加工精度提高、产品质量可靠性提升。

5）湿式加工消除粉尘对环境的影响，符合安全生产。

（15）LPP柔性加工生产线

该生产线由数控加工中心+多工作台站+自动输送车+多套工艺装备各单元组成。具有计算机加工控制系统、大容量自动换刀系统、刀具自动检测、零件自动找正功能，有效的支撑和保证了自动化数控生产，实现了24小时无人化生产。

3.生产管理的智能化

徐工铲运智能化制造实施效果

智能化制造技术的广泛尝试和成功应用使徐工集团在智能化制造方面取得了大量的成功经验，同时在经济效益、社会效益等各方面取得了良好的收益：

经济效益1——生产效率得到全面提升

通过生产计划的模拟仿真、生产制造过程的智能化控制及管理过程的全面信息化和自动化，保证了从计划下达到整机下线报工整个生产过程的高效运行和严格受控，全面提高了生产效率，产品的生产周期缩短了60% 。

经济效益2——产品质量全面提升

随着大量的智能化设备和控制系统的全面推广应用，智能化系统的高精度与稳定性取代了人工操作的随意性和不稳定性，全面提高了产品的制造质量。焊接机器人全面取代焊接工人有效保证了结构件的焊接质量，使焊接质量反馈率下降了90%以上。涂装机器人的全面推广应用使漆膜厚度得到有效控制，使人工喷涂时不易控制的漆膜厚度的合格率达到100%。

经济效益3——生产成本大幅降低

生产计划过程的模拟仿真使生产计划更加科学、合理，避免生产过程中产生瓶颈和局部产能过剩，确保生产过程的均衡和高效，降低了生产过程中的投入，有效降低了生产的运行成本。 　　生产管理过程的智能化保证了各类生产物料的用量精准，有效降低了生产消耗和能源消耗，同时大量自动化的设备替代人工,使一线操作人员的总体数量减少近50%，有效降低了人工成本。

综合效益１——环境与职业健康保护

通过在切割、焊接、涂装等存在职业伤害的制造过程中大量采用智能化设备全面取代人工作业，有效地避免了职业伤害，员工的职业健康保护有了极大改善，同时切割与焊接设备全部带有除尘装置，生产现场环境大为改善，取得了显著的综合效益。

综合效益２——行业示范效应

徐工集团智能化制造的推广应用，突破了我国工程机械制造的传统模式，率先采用国际先进的自动化，智能化，数字化的制造模式，不仅带动了徐工集团自身工艺技术装备和制造水平的提升，也进一步引领工程机械行业制造技术的发展方向，具有明显的辐射和示范作用，极大地提升中国工程机械产品的国际化竞争能力。

根据对中国工程机械市场和配套件市场的预期，未来5年国内工程机械行业将迎来21世纪发展和壮大的重大机遇。面对机遇和国外行业巨头的步步逼进，国内工程机械行业应该奋起直追，充分应用和发挥“智能制造技术”的优势，狠下苦功，提高自身的制造能力和水平，才能在激烈的市场竞争中，在供货期与质量比价格更为重要的买方市场时代，占据一席之地并立于不败。

作为中国工程机械的标志性企业，徐工有责任、有义务同时更有意愿在智能化制造技术的推广应用上不断前行，引领中国工程机械行业的全面转型升级，为中国由制造业大国转变为制造业强国贡献自己的力量！

责任编辑：Eason