本文为“2024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2024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
湖北兴发化工集团股份有限公司(简称:“兴发集团”,股票代码:600141)成立于1994年,坐落于汉明妃王昭君故里-湖北省宜昌市兴山县境内,是一家以磷化工系列产品和精细化工产品的开发、生产和销售为主业的上市公司。通过20多年的发展,先后开发出食品级、牙膏级、医药级、电子级、电镀级、工业级、饲料级等各类产品9个门类26个系列674个品种,是全国精细磷产品门类最全、品种最多的企业之一。
公司持续推进磷化工资源和企业整合,在国内率先建立起“矿电化”运行模式,实现磷矿全部自给,电力自给率达50%以上。大力实施“走出去”发展战略,先后在湖北保康、南漳、神农架、猇亭、宜都、远安以及重庆、江苏、新疆、贵州、河南、内蒙古、印度尼西亚建立生产基地;在美国、巴西、德国、阿根廷、越南、香港等国家和地区设立区域营销平台。同时依靠科技进步,加快实施精细化工为核心的多元化战略,全面提高资源和能源自给率,推进磷化工、硅化工、硫化工、盐化工融合发展,形成了“资源能源为基础、精细化工为主导、关联产业相配套”的产业链竞争优势。通过20多年的发展,公司已成为中国最大的精细磷酸盐生产企业,现拥有全资或控股子公司49家,总资产445.61亿元,员工14000多人,位居中国上市公司500强第415位。

图1 兴发化工
二、企业在智能制造方面的现状
公司高度重视信息化建设,将信息化作为实现管理变革、业务创新的重要手段,持续坚持以信息化带动管理现代化,并陆续开展“信息化、自动化、智能化”三化融合探索与试点,积极开展“数字兴发”建设。
(一)信息化方面
公司已形成以SAP ERP为核心的经营管理平台、以泛微OA为核心的企业综合办公平台、以各业务系统为链条的信息化环境,跨多个信息系统进行深度集成、数据综合利用、业务融合管控,有效提高了公司管理水平及业务效率,在降低公司业务运营成本和控制风险发生的同时,也为公司快速发展提供了有效的信息化助力。
1.基础设施不断完善,夯实信息化、自动化基础。
(1)高标准建立了覆盖全公司内外网体系,满足了公司办公需求。
(2)新建中心机房(1000平米)与灾备机房(60平米),共有服务器存储等156台、各类操作系统693个、应用系统71套;完成机房环境监测及预警系统、上网行为管理、堡垒机、漏洞扫描、态势感知、火绒杀毒、活动目录加固等信息安全策略部署,信息系统运行安全大幅提升。
(3)私有云及云桌面不断优化、推广,基本覆盖主要园区及使用部门,提升办公效率与信息安全水平,减少IT类基础设施采购成本。
(4)完成信息化系统集成平台(ESB)建设工作,构建了数据交换的“高速公路”,打通了“信息孤岛”,实现与SAP、OA、财务共享系统、资金管理系统、客户关系管理CRM、主数据管理MDM等近20个信息系统间数据共享及流程集成,日均数据交易量达10000多条。
2.系统应用不断深入,全面支撑公司核心业务。
(1)对SAP ERP、OA、CRM等已建系统不断优化提升,深挖系统潜力,基本实现了全覆盖,为集团一体化管控不断夯实基础。
(2)不断补齐管理信息化短板。陆续开展了泛微OA升级、财务共享平台(1-6期)、九恒星资金管理系统(1-7期)、客户关系管理系统(CRM)、物流信息化(1-4期)、项目管理系统(PMS)、商务智能系统(BI)、主数据管理系统(MDM)等信息化系统建设,基本覆盖了经营管理的各个方面。
(3)由管理信息化向生产信息化不断发力。完成仓库管理系统(备品备件)在全公司推广覆盖工作,实现备品备件从采购到出库的全流程管理,供应商亦可通过系统查看备货信息以及时送货;完成实验室信息管理系统(LIMS)在全公司推广覆盖工作,提高了质检效率和质量管理水平;完成设备管理系统(EAM)在全公司推广覆盖工作,基本实现了设备从采购、运行、维护、报废的全生命周期管理;开展安全管理信息化平台(HSE)建设,与“12345”安全管理体系无缝融合,达到提高工作效率、安全管理水平的目的。
(二)自动化方面
基本所有生产车间已通过DCS系统、综合自动保护系统实现了自动控制,部分单位通过APC实现了先进控制,极大提高了生产效率和安全性;矿山、水电和化工领域大力推广自动化应用与改造,利用立体自动化仓库、机器人及AGV小车、自动化改造等手段,使自动化水平不断攀升的同时实现了减员增效。
(三)智能化方面
尚处于试点起步阶段,公司通过开展内蒙兴发氯碱智能工厂、兴瑞和泰盛智能巡检试点、泰盛公司数字化转型一期试点等项目建设,辅以信息化协同并进行深度集成对接,全面加强业务到管理、车间到部门的数据穿透利用,逐步使公司从生产装置自动化层面向端到端流程数字化层面突破。
1.大力推进智能工厂试点。投资近6千万元,建成内蒙兴发氯碱车间智能工厂,该项目通过操作导航、回路自整定、报警自理、批量控制等多方面达到了智能化控制、自主运行的目的,打造了高度“自动化、智能化”的“三无工厂”——无人操作、无人记录、无人巡检,实现了一键启停全流程装置,提高了工厂整体运行可靠性、安全性及生产效率;同时定员由110人减少到40人,有效支持了公司的“提质增效”。该项目2023年10月,入选国家级智能制造示范工厂。
2.智能巡检试点。视频监控巡检,通过在生产现场部署无人值守视频采集设备(高空鹰眼、广角摄像机、微距摄像机、热成像摄像机、双光谱云台等智能前端设备),并进行跑冒滴漏、不安全行为自动识别;机器人巡检,在厂区室外、重点工段和重大危险源区域部署轨道巡检机器人和轮式机器人进行24小时不间断巡检;无人机巡检,通过图像自动识别,实现对电力线路的有效巡检。
3.大力推进数字化转型。由“海外千人计划”陈德基教授牵头开展公司数字化转型一期试点,通过生产运营数据中台、MES系统、设备智能运维、碳排管理的建设,以及生产调度和能源管理的提档升级,提升生产过程数据利用率,实现试点设备点检工作量减少50%、手工报表减少60%的目标。以该项目为承载的“有机磷农药数据要素深度应用的智能工厂”,2025年1月入选国家卓越级智能工厂(第一批)。
三、参评智能制造项目详细情况介绍
1.项目背景
兴发集团数字供应链建设的背景是多方面的,包括国家政策要求、企业自身需求以及行业市场环境的变化。
(1)政策背景。一是国家“十四五”规划和2035年远景目标纲要明确提出要提升产业链供应链现代化水平。二是应急管理部发布的《“十四五”危险化学品安全生产规划方案》强调,要注重管理手段数字化转型,提高安全管理系统化、精准化、智能化水平。
(2)市场环境。随着磷化工和精细化工行业的不断发展,市场竞争日益激烈,在国家政策推动下,需构建适应市场变化、满足安全标准的物流供应链体系。
(3)行业现状。作为磷化工和精细化工领头企业,公司面临物流安全、稳定、高效、可靠等多方面挑战。
(4)企业需求。公司产品多样,涉及多地生产基地,危化品管理要求高,每年物流费用支出巨大,需高效安全供应链;同时也需要加强内外部高效协同。
2.建设里程
(1)供应链信息化起步。2013年,率先在业内实施SAP系统建设,通过MM、PP、SD、FI、CO等模块实现供应链信息化的管理。
(2)供应链信息化探索。2017年,CRM、海运费招标管理系统及SAP系统并行开展。规范招标流程、提升效率,有效管理承运商、物流费用及发运过程,为降成本、提效率、减风险打下坚实基础。
(3)供应链信息化快速推进试点及推广。作为供应链发展阶段里程碑,2018年以宜都园区为试点启动物流供应链信息化一期项目;2019年11月起,在宜昌园区推进二期、三期建设。

图2供应链系统架构
智慧系统全面升级。2022年,系统建立“智慧大脑”,以订单、运输、结算等为核心实现数据融合,打造人、车、物、财一体化的物流供应链体系。

图3智慧物流大脑
提升安全管理能力。2022年,建立固危废平台并与现有系统对接,通过供应链平台能够对固危废及副产品的处置过程进行实时跟踪与监控。

图4固危废平台
2.项目实施与应用情况详细介绍
1.供产销一体化-采购管理
(1)SAP物料管理提供了一套完整的采购管理流程,实现了采购流程的集成和自动化。通过电子化的采购流程,实现采购订单的快速处理和跟踪,节省了大量的人力和时间成本。

图5 SAP物料管理
(2)阿里1688大企业招采平台,与SAP、OA、财务等系统深度集成,实现从请购、询比价、出入库到付款的采购业务全流程可视化;同时借助平台海量供应商资源扩充了公司询比价空间,借此提升采购的精细化管控,为公司“双降10%”(采购数量降低10%、采购价格降低10%)提供助力;备品备件已全覆盖,目前正进行大宗原材料试点。

图6阿里1688大企业招采平台
2.供产销一体化-生产管理
(1)仓储管理系统。运用RFID、物联网等技术优化入库、出库、移库及盘点流程,提升货物流转与空间利用率,减少错误与成本,实时监控货物状态,助力快速决策,通过智能分析与数据支持,优化供应链,助力企业科学制定销售策略与采购计划。

图7仓储管理系统
(2)门禁及地磅计量系统。通过软件和门禁设备结合,物流、仓库、危化等多系统集成实现门禁地磅的无人值守,为公司的减员增效提供支持。
3.供产销一体化-销售管理
(1)物流系统。具体包括:
一是订单管理。运用大数据和智能算法优化订单处理流程,减少了不必要的环节和等待时间,实现了订单的自动化接收、处理和分配,大大减少了人工操作的时间和错误率。实时监控订单的状态,包括待处理、已分配、运输中、已完成等,使得物流企业能够及时了解订单的最新动态,对异常情况做出快速响应。

图8物流系统
二是调度管理。通过物流系统的调度管理,实现了对订单、运输、供应商、计费结算等方面的全面管理,显著提升了物流服务整体效率和质量。利用智能算法和数据分析,系统能够实时计算最佳路线,减少运输时间和成本。

图9调度管理
三是运输管理。基于GPS定位和5G技术,物流系统通过运输管理模块可以实时接收和发送货物的运输信息,准确掌握货物的运输轨迹和当前位置。客户和物流企业可以通过用户界面实时查询货物的运输信息,了解货物的位置和状态。

图10运输管理
四是计费结算。物流系统能通过自动化和智能化的方式,对物流过程中的各项费用进行精确计算和结算。这避免了人工计算可能出现的误差,提升了计费的准确性。同时,系统能够实时更新费用信息,快速响应各种计费需求,显著提升了结算效率。

图11计费结算
五是园区导航。基于移动互联网技术开发的园区导航功能,通过实时显示用户位置与园区内各点的位置信息,结合智能规划路线功能,为货车司机等物流人员提供了高效、便捷的导航服务。这大大减少了货车在园区内的行驶时间和等待时间,提高了物流效率。

图13园区导航
六是数据驾驶舱。以订单、运输、仓储、危化、门禁磅房、费用等管理为核心,涵盖生产、销售、财务、运力、资产、物料、信用管控各领域业务流程,链接集团内部系统,利用5G技术实现数据融合,打造人、车、物、财一体化的物流供应链数据展示,为公司集团化管理提供助力。
图13驾驶舱
(2)危化品管理系统。具体包括:
一是证照智能验证。危化车辆、从业人员资质档案提前备案,运用OCR图片识别技术获取证照信息,比照国家权威机构数据库,核验证照的真实性与时效性,在发运过程前隔离证照风险,确保入园车辆合法合规,提升园区安全。
二是预约排队。通过对预约车辆进行分析,利用算法构建智能队列模型,对装货现场秩序加强管控。与智能门禁、无人值守地磅集成,对司机进出厂区节点实现有效管控,减少厂门前的积压与等待。
三是安全检查。将安全检查过程线上化,系统支持标记不合格车辆并劝离该车辆,整改后,再次预约进厂提货。安检表格同步至PC端,输入车牌号、单号等关键词检索,一键导出打印。
来厂司机在线观看课件接受培训,观看课件系统分配试题,参与答题,系统记录考试结果,查询和导出所有参训人员的培训档案汇总信息。
(3)海运费招标系统
通过实施海运费招标管理系统,有效规范了招标环节,提高了招标效率。该系统通过电子化的方式,实现了招标信息的快速发布、传递和处理,减少了传统招标过程中可能存在的信息传递延迟、文件丢失等问题。同时,系统还提供了标准化的招标流程和操作规范,确保了招标的公正、公平和透明。
图14 海运招标系统
(4)固危废和副产品安全风险管控平台
利用北斗测量技术+电子围栏,实现签发、签收等物流作业的全流程管控、预警及可视化功能,从而监控危废和副产品的流向。在运输过程中,利用OpenGL渲染技术在可视化地图上标注停车点,追踪停留、卸货等事件,实现过程可知,提升危化品运输安全性。

图15
(三)项目实施重点与难点问题及解决思路
1.重点问题
一是主要是系统集成与数据融合,确保各个系统之间的数据能够无缝对接,实现一体化管理。
解决思路:针对这一问题,公司决定以物流系统为核心,制定统一的数据格式,包括数据类型、字段命名、日期格式等,以确保不同系统之间与物流系统的数据能够相互识别和理解。以物流系统为数据交换平台,门禁地磅、危化品管理、固危废平台等系统只对接物流系统,实现不同系统之间的数据交换和共享。物流系统台对数据进行转换、整合等操作,确保数据的准确性和一致性。同时,以物流系统为统一入口,可以实现数据的实时共享,提高数据传输效率。
二是车辆运输过程的管控是确保运输安全、高效和顺利进行的关键环节。
解决思路:为实现车辆运输过程的管控,在车辆入园之前,对司机、押运员、车辆资质证照进行提前审核,确保入园车辆和司机合法合规。对园区内的装卸车辆进行园区导航,确保车辆行驶路线正确。利用交通部“两客一危”数据,对出园车辆进行实时跟踪,实时掌握车辆位置和运输进度,确保运输安全。
2.难点问题
一是兴发集团物流业务复杂,需求多样。
解决思路:项目组深入车间、销售、综合管理部、财务、仓库等地现场调研,收集500余个应用需求,并在系统设计中最大限度予以满足。并且在项目实施的过程中,及时沟通,随时调整进度和需求,确保系统功能完善,上线及时。
二是物流系统覆盖面广,涉及的业务部门多,因此保证系统稳定性与可靠性尤为重要。
解决思路:通过负载均衡技术,将流量均匀分配到多个服务器上,避免单个服务器过载导致系统崩溃。将物流系统划分为多个独立的模块,每个模块负责特定的功能,这样即使某个模块出现问题,也不会影响整个系统的运行。定期对物流系统进行维护,包括软件更新、硬件检查等,确保系统处于最佳状态。定期对物流系统的数据进行备份,确保在数据丢失或损坏时能够迅速恢复。
(四)效益分析
1.提升物流效率。一是物流信息化系统应用,装货时间从4小时缩短至40分钟,显著提高物流效率。二是智能车辆调度,司机在危化系统进行预约,物流系统集成数据,门禁系统自动抬杆车辆入园,有效解决车辆拥堵问题。三是智能路径规划,利用算法优化配送路线,减少了运输时间和成本,提升了配送效率,每单平均节省2天。
2.降低物流成本。一是优化运输路线,通过智能系统分析,优化了运输路线,减少了空驶和绕行,有效降低了燃油和人工成本,降低运输费用。二是提高装载效率,利用先进的装载算法,提升了货物装载率,减少了运输次数,提升业务效率约20%,从而降低了整体物流成本。三是库存管理精细化,通过精细化的库存管理系统,兴发集团减少了库存积压,加快了资金周转,提升资金周转率1.32%,进一步降低了物流成本。
3.安全风险控制。一是实时监控系统,通过对接交通部数据,实现对物流过程的实时监控,有效预防货物丢失和损坏。二是资质证照审核,车辆资质电子档案化管理,系统中未录入基础数据的车辆不能进门,保障园区安全。三是预警机制建设,自动预警不合规信息和异常车辆状态,及时提醒降低安全风险。
4.提升供应商管理水平。一是物流供应商资源管理,在供应商基本资料管理的基础上,进一步对供应商资质、协议以及各类物流资源进行统一管理,特别是对大量的驾驶员资料进行档案化管理,包含驾驶员各类证照资质信息。二是供应商绩效考核,制定标准化考核体系,实现对物流过程中各操作和管理环节的工作量、工作质量、工作效率等全方位的考核分析。实现对供应商标准化管理。
5.提升客户满意度。一是物流信息可视化,业务员可实时查看货物状态与位置,增强服务透明度,提升客户体验。二是快速响应机制,系统实时处理客户需求与反馈,确保高效服务,提高客户满意度。