本文为“2023年度中国智能制造最佳应用实践奖”参评案例。本次活动将评选出2023年度，为中国智能制造领域带来突出效益的最佳实践工程，全面介绍企业推进智能制造的步骤、重点与难点、获得效益等，分享建设过程中的经验，供广大制造业行业企业学习供鉴。
一、企业简介
广东美的制冷设备有限公司（以下简称：美的制冷）成立于2004年10月，注册资本人民币85400万元，是广东美的集团旗下子公司之一。美的制冷是集家用、商用空调和大型中央空调开发、生产、营销、服务于一体的大型企业，主营产品有空调器、空气净化器、加湿器等，拥有国内配套最齐全、规模最庞大的各式空调专业生产线及产业链，正逐渐形成以国内市场为根基，辐射全球制冷设备市场的成熟布局。目前国内市场方面拥有广东顺德、广东南沙、安徽芜湖、湖北武汉、河北邯郸、重庆六大产业基地；海外市场方面拥有越南制造基地，埃及Miraco公司，巴西美的开利合资公司、印度合资公司等。公司的主要产品为分体式房间空气调节器和整体式空气调节器，集家用空调的研发、生产、销售、服务于一体。
二、企业在智能制造方面的现状
1.美的制冷信息化系统应用
美的制冷自2011年在行业内率先推进智能制造，通过对ERP、PLM、APS、QMS、WMS、MES、DPM、SRM、GSC、FEMS、EAM、IHR、EHS、SCADA、BI、AI、大数据平台、自动化设备等系统的开发、集成，在空调智能制造领域，已在生产管理层信息化水平、计划执行层管理水平、生产控制层智能化、系统集成与设备互联互通以及基础保障能力等方面领先同行业其它企业。
公司信息化系统建设主要包括：企业资源计划管理系统（ERP）、供应链管理系统（SRM）、客户管理系统（CRM）、仓储管理系统（WMS）、产品全寿命周期管理（PLM）、制造执行系统（MES）、先进排产计划系统（APS）、安全管理平台（EHS）、数据采集系统（SCADA）、人工智能（AI）、商业智能（BI）、工业大数据平台等系统的应用。
2.美的制冷智能制造应用场景
美的制冷在智能机器人、设备管理、品质管控、生产过程管控、物料供应管理、生产制造过程管理、智慧管控等方面，均有智能制造应用，应用场景如下：
图1 智能制造场景
信息化系统的应用+智能制造场景的功能开发，助力绿色智能制造示范工厂建设，美的制冷设备数字化建设助力销售提升10%，产量提升29%，成本减少了15%。
三、参评智能制造项目详细情况介绍
1.项目背景介绍
近年来，伴随着以互联网、物联网、云计算、大数据、 人工智能等为代表的新一代信息技术，逐渐与工业新材料、 新工艺、新能源、先进制造等创新成果跨界融合，引发了全球新一轮的科技革命和产业变革，一系列新的生产方式、组织方式和商业模式正不断涌现，工业互联网应运而生，并推动着全球工业体系的智能数字化变革。智能制造正在全球范围内快速发展，并已成为制造业重要的发展趋势。2021年，智能空调在国内线下空调市场的零售份额持续攀高，智能化已经成为空调产品未来发展的主要战略方向。
美的制冷计划推进数智示范工厂项目。该项目借助工业互联网平台对设备管理进行创新优化；为了建立C2M端到端的新业务模式、打通供应商间的模块管理平台，项目借助互联网平台对产品全生命周期管理进行创新优化；为了打通计划、排产、备料、总部装生产各环节，整合生产过程中的信息，项目借助互联网平台对产品的生产执行进行创新优化；为了缩短订单交付周期，降低产品库存，提升整个价值链效率，项目借助互联网平台深化T+3创新模式，一方面通过建立大数据平台与供应链上下游企业将数据登陆协作云平台，建立信息高度融合的协作系统；另一方面，打造虚实结合、互联互通的智能工厂，将多个信息系统（如ERP、PLM、APS、CRM、SRM、SCADA、MES等）以及人机料法环信息流联通，推进具有设备自动化、物流智能化、生产透明化、管理信息化，从接单、备料、生产、发运四个环节中进行内外部的流程再造，对产品的业务流程与协同机制进行创新优化，建立供应链协同云平台。
结合工厂全场景、全流程共建设17大系统，130+项子功能点。对电子、内机、外机、注塑、钣金、成品仓、两器等区域实现了数字化覆盖。对设备和生产信息实现实时采集，并打通系统，实现订单端到端、供应端到端、物流端到端、品质端到端、生产端到端的拉通。
2. 项目实施与应用情况详细介绍
2.1 项目建设内容
美的制冷数智示范工厂建设方案，通过5横5纵数字化转型模式进行数字转型提升，助力企业生产经营改善提升。
图2 5横5纵
2.1.1 订单端到端
以T+3订单为牵引，下线直发（装柜）为抓手，拉通销售、生产、采购、物流、发运等五大维度，涵盖16个关键业务节点、4大主题突破项目、22个核心功能模块，实现数据自学习、按柜推单、智能排产、齐套生产、下线装柜全流程管控，做到各业务场景量化、流程可视。
图3 订单端到端构建框架
高级排程系统以价值流拉动式生产为指导，打通订单、计划、排产、备料、生产环节，建立多维度自动化排产逻辑，实现一天多频次的将计划单、工单自动排产到产线、机台，利用排产驱动采购备料，生产执行的无缝衔接，进一步打通计划、排产、备料、总部装生产各环节，降低计划变动率，提升生产物料配送及总部装拉动，整体实现营销订单下达至总部装排产、备料，提高订单交付率和库存周转率。
结合自动推单要求，将T+3订单排产在指定周期内，达成100%齐套的目标，支撑下线直发比例提升；以下线直发为目标，改变原有多计划分组按机型排产模式，转变为按订单齐套排产，快速、智能排产；去批量化、柔性制造：通过系统智能算法，摒弃原来的经验排产方式，更加系统，筛选更加合理的排产方案。
2.1.2 品质端到端
以品质提升为牵引，通过数据采集、AI检验、设备联机数据抓取等技术应用，以IQC、PQC、OQC全流程可视和系统防错等为突破方向，做到从来料检验、过程数据采集与分析、入库成品检验全流程质量控制，实现品质数字化。
图4 品质端到端构建框架
品质管理系统中IQC（进货检验）、PQC（过程控制）、OQC（成品检验）管理品质互联，实现报检、过程检验、质量预警无纸化，信息自动触发，报表自动生成，物料入厂后自动报检、自动对接仪器、自动采集数据，问题自主记录与分析。
2.1.3 物流端到端
从计划、供方、在途、入厂、齐套、配送、成品、直发等物流八大场景覆盖建设，通过数据集成、整理与分析，打造全流程数字化物流调度指挥系统。
图5 物流端到端构建框架
智能仓储管理系统（WMS）通过采购管理子系统将货物入库，经过入、在、出库管理子系统管理大批量货物的出入库操作。要求货物收货、入库检验、货物入库、在库管理、货物出库以及出库配送实行标准化管理，使得仓储各个作业过程分工明晰，责任明确。保证了仓储作业流程顺利进行，减少了货物在仓库里的物流作业时间，加快库存周转，提高仓库利用效率，降低了仓库的运作成本。通过财务管理系统计算费用，根据市场消费需求和销售需要，通过运输配送子系统将货物配送到美的代理商、专卖店、家电卖场。同时，通过绩效考核系统收集、统计、分析入库、在库、出库管理子系统数据，科学考核仓管员、搬运员和装卸员的素质，结合财务管理系统费用统计情况，建立科学合理的绩效考评体系，使得仓储人才的能力素质和工作实绩得到客观公正的评价，激发仓储人才的工作热情和动力。对客户的信用、分布、潜在性等进行分析，研究客户配货趋势和挖掘潜在客户，促进集团业务更好开展。
2.1.4 供应端到端
供方计划协同、恰时物料排产可视、库存透明、物料齐套看板、物流轨迹可视、无纸化发货。供应商云助力，实现美的与供应商的全流程透明、资源共享，达到共赢。实现功能：供方计划协同、恰时物料排产可视、库存透明、物料齐套看板、物流轨迹可视、无纸化发货。
图6 供应端到端构建框架
公司供应链管理系统使用SRM进行供应链管理，系统主要包括供应商考核、供应商规划、供货比例、寻源管理、 供应商生命周期和合同管理六大模块。
2.1.5 生产端到端
从生产的开始到结束整个过程的全过程。它包括了从原料采购、生产制造、质量控制、包装、运输、销售等环节的所有过程。帮助企业实现全流程的管控，提高生产效率和产品质量，降低成本，提高客户满意度。
图7 生产端到端构建框架
为解决车间级制造现场管理、产品质量管控与追溯方面精细化和信息化管理盲点，公司建立了MES系统，系统功能包括：
一是关键物料生产批次追溯（压缩机、电机、电容、主板、电控成品、两器），通过在上线点采集关键物料上供应商打印的条码关联成品条码，实现供应商生产批次（日期）与产品关联；
二是生产过程各项数据收集（效率数据/品质数据等），通过MES系统收集各种品质异常数据和生产线短暂停数据，为后期各项改善提高改善基础；
三是成品上、下线单台采集，改变现有手工扫码现状，提高数据采集效率与准确性，在下线点引入自动采集设备，自动对下线产品采集计数，对异常、不良品预警；
四是返修与产品产线缺陷判定，加强现场过程品质管控，通过工序间检验节点控制，并结合相应检测设备实现现场品质管控，通过报警方式提醒员工预防不合格品流入下一环节；
五是成品下线借机还机管理，对下线阶段成品借用、归还、领用现场登记条码、责任人/部门以及去向进行管理追溯与责任划分；
六是供方标签打印，制定各种物料的标签打印方案，为后期MES二期物流项目（齐套功能/MES帐务/标准箱应用等）做基础。
作为一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统，覆盖整个工厂制造现场，在智能生产过程中起着绝对核心作用。美的制冷空调的MES系统主要通过生产管理、质量管理和设备管理三大方面对生产各个环节进行管控。
2.1.6 绿色能源管理
能源的使用进行有效的监控、计划和控制，以达到提高能源利用效率、降低能源消耗和减少对环境的影响的目的。能源管理的主要任务包括能源的节约、优化能源结构、提高能源利用效率、降低能源消耗、减少能源浪费和保护环境等。能源管理的方法包括节能技术、能源利用技术、可再生能源技术、清洁能源技术等。美的制冷从管理、技术、平台三个方面领先突破，实现绿色工厂智慧能源管理。
图8 能源管理
通过FMES系统对能源进行在线实时监控，实时获取设备运行参数，通过曲线展示能源的使用情况，对主要的能耗设备进行管理。报警中心可以通过报警阈值设置实现告警事件的推送，实现对设备的远程监控，了解设备的运行状态，避免出现能耗使用异常却无法及时发现和处理。通过能耗管理系统使得企业更直观、方便对工厂能耗运行情况实时监控，并能通过历史曲线进行分析，更好管理能耗问题，FEMS系统功能如下：
一是智能系统能源数据展示，多种能源数据的展示方式，如负荷分布图、能流图、3D展示、2D（厂区/园区）等。通过BIM技术的可视化监控，为运维人员提供最直观、快捷、准确而高效的展示。
二是智能系统能源数据分析，系统结合能源数据和设备状态,从公司用电负荷率、设备利用率分析、变压器负载率、线损率、电能质量等多个角度,实现对企业供配电系统专业的分析与诊断, 帮助判断企业的生产用能行为是否合理。
三是PDCA 管理，根据历史数据，建立下一个周期的用能计划和用能目标（能源性能评估）， 实时监测能耗数据与用能计划和用能目标进行比较，并计算节能量或用能超标量， 实现及时告警，持续改进能源绩效。
2.1.7 数字孪生
利用5G的技术，保障多种业务的差异化连接需求，可实现生产要素和管理要素在内的全要素可视、可控、虚实同步。
数字孪生需要良好的信息化基础，通过建模、大数据、物联网技术实现工厂的虚拟化，通过数字化模型，能够帮助工厂实现数据的全面打通，并实时展示。通过场景模拟帮忙企业不需要实际投入的情况下，对生产可能遇到的问题提前获知，从而帮助企业减少不必要的损失。
2.1.8 大数据平台
基于云计算、物联网、大数据技术的平台，旨在为工业领域提供数据采集、存储、处理、分析、展示等服务。通过对工业生产中各种数据进行采集、处理和分析，可以实现对工业生产全过程的实时监测和控制，提高生产效率、降低成本、提高产品质量。
2.1.9 AR实景智慧园区
围绕智慧的感知体验，精细化的管理提升，基于AI+AR双引擎的数智视觉中枢，赋能各业务场景智慧化，实现一张AR实景图视察管控一站式应用。助力建设全场景互联、全域管理。全面智慧，实现可视、可控、可管的智慧园区。
3. 效益分析
美的制冷通过不断加强自动化水平，全面建设生产系统来改善企业生产和经营，数字化智能化水平有了非常大的提升。其实施效果主要表现在以下几个方面：
3.1 对供应链企业的带动
带动新增79家省内核心供应链制造企业实施生产制造环节统一标准的数字化改造，推动企业与其核心供应商实现订单、库存、计划、生产、物流等关键环节数据互联互通与协同。
3.2 工业互联网的建设推动全价值链的数字化转型
根据工业互联网产业联盟在2019年2月发布的《工业互联网平台白皮书》中数据显示，截至到2019年2月，全球约有不同规模的工业互联网平台数量超300个。真正的工业互联网，必须打通了研发端、生产设备端、供应链端、业务端、物流端和用户端，才能真正做到“零”库存生产、100%物流追踪管理和“单”个起订的供应商协同制造模式。把企业内外部的工业大数据与人、产品、设备、机器、车辆各环节集成，实现状态预警、操作驱动，人机互动。建设工业互联网整体解决方案，打通供应商、客户和合作伙伴，信息透明可视。提高工业制造全链路的数字化，智能化水平，提高工业制造的生产，运营效率，提高企业的竞争力。以用户为中心，通过统一平台反推业务、商业模式变革，实现企业的可持续发展。
3.3 实现端到端的打通
美的制冷通过持续开发，实现了订单、供应、物流、品质、生产等5大场景的端到端打通，订单完成16个关键业务节点、4大主题突破项目、22个核心功能模块，打造T+3全流程透明可视；供应供方计划协同、恰时物料排产可视、库存透明、物料齐套看板、物流轨迹可视、无纸化发货；物流实现物流八大场景覆盖建设，通过数据集成、整理与分析，打造全流程数字化物流调度指挥系统；品质实现以品质提升为牵引，以IQC、PQC、OQC全流程可视和系统防错等为突破方向，达成质量逐年提升的目标；生产实现连通制造、物流、品质、维护各个领域，减少因设备故障、生产空放等原因造成的非计划停机，提高生产效率。通过5大场景端到端打通实现数字化直接作用生产过程，提高了生产全过程的数字化覆盖，打通了业务各个环节，大幅提高过程可看、可管、可控，为品牌打造、客户感知、精益化生产创造条件。
文章
