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
黄石东贝压缩机有限公司（简称“东贝”）是一家专业研发、生产、销售制冷压缩机的高新技术企业，是 A 股上市公司东贝集团（股票代码 601956）旗下的核心子公司。公司以科技创新为发展核心战略，构建了完善的创新体系。公司拥有国家地方联合工程研究中心、国家认定企业技术中心、院士专家工作站等九大创新平台，研发的多项先进技术领跑同行。先后被认定为“国家技术创新示范企业”、“国家知识产权示范企业”，自主研发的高效节能节材型压缩机荣获国家科学技术进步奖。公司能生产 15 大系列 400 余个品种压缩机，年生产能力达 4600 万台。公司的压缩机产品可应用于冰箱、冷柜、医疗深冷柜等多种制冷器具，远销 60 多个国家和地区；是 BSH、惠而浦、海尔、海信、美的等国内外知名品牌的战略供应商。
图1 黄石东贝压缩机有限公司
二、企业在智能制造方面的现状
东贝公司先后引进国际先进水平的生产设备和生产线，产品覆盖 15 大系列 400 余个品种、多种不同工质的压缩机，年生产能力达 4600 万台。随着市场竞争愈发激烈，2019 年东贝开始正式全方位推进智能制造相关工作，以提升核心竞争力；2020 年东贝确立以智能制造作为未来的发展方向，打造经济、适用、高效的智能制造。
根据调研评估，东贝智能制造项目分解为自动化、数字化&网络化、智能化三步进行实施。
自动化主要是基于东贝的实际情况，对传统机器设备进行改造及引入新设备、新工艺等方式，提升设备自动化率及生产效率，对生产区域进行点、线、面、体的四级阶梯式改造，逐步实现区域自动化；同时开展精益改善工作，降低自动化改造的复杂度，提升自动化设备的利用率。数字化&网络化部分，是在自动化的基础上，集成工业互联网，联通各个车间区域自动化场景；建立以 ERP 为基础数据中枢、APS 计划执行核心的双心智能制造生产模式；对生产设备状态及关键设备进行实时互联，实现生产全流程透明。未来的智能化部分，是基于数字化&网络化，对生产大数据实现经营驾驶舱的中心枢纽化管理，对全流程业务数据进行自动生成各项预测及建议，更全面细致地指导各项经营活动。
图2 东贝智能工厂建设成效
三、参评智能制造项目详细情况介绍
1. 项目背景介绍
东贝公司是全球冰箱冷柜制冷压缩机企业核心供应商，近年来，客户的高要求及竞争对手的压力使东贝期望通过智能制造转型升级实现跨越式发展。发展智能制造不仅是为了提高产品质量和生产效率及降低成本，也是为了提高快速响应市场变化的能力，以期在未来的激烈竞争中求得生存和发展。公司将2020年确定为“智能制造元年”，把智能制造作为未来重要战略方向，全面推进公司智能制造升级改造。
图3 东贝智能制造推进路线
2. 项目实施与应用情况详细介绍
1）建设概况
东贝总投资近约 1.5 亿用于智能化改造，主要围绕以下两个方面推进：
（1）着力推进传统产业智能化，实现关键场景突破。引入 RFID、在线视觉和自动检测等技术，实现过程信息实时化、透明化、柔性化，数字化率达 70%以上智能装配场景，引入近 200 台机器人，机器人渗透率达 937 台/万人；自动抓取关键工序运作的实时生产、质量、设备数字化信息，实线老产线数字化升级；
（2）着力打造智能化管理。压缩机公司率先推行精益拉式 APS系统和现场“一单到底”MES 执行模式，实现从营销-计划-装配-部件-供应采购的全流程信息导通。
图4 东贝智能制造概况
2）详细场景描述
压缩机市场竞争日益加剧，产业转型升级趋势，东贝压缩机要抓住制造业转型升级的机遇、从传统离散制造业走向智能制造、快速响应市场变化，通过各方面的综合运营，提升自身的核心竞争力：东贝与新松、那智、库卡等国内外知名机器人厂家建立战略合作关系，大量引进机器人，对劳动强度大、工作环境差的工位进行自动化改造；引入机器视觉、自动注油、自动上下料等自动化设备，提升过程质量水平；引进业内自动化水平最高的生产线，如装配四线、商用大规格线等，打造线体级的信息化集成样板。引入APS、MES、WMS等生产管理系统，生产过程全面数字化；通过MES系统将生产设备进行设备互联，实现车间信息化全覆盖。
各车间及子车间构建车间层级的智能制造场景，按场景形式整体规划未来车间生产模式。对老设备进行技术改造，分级试点推进；用机器人或桁架的方式，将独立的设备进行连线，实现自动化或半自动化。对生产布局结合技术改造进行调整，将车间现场库、物流路线全局精益化调整。与第三方咨询顾问合作，对东贝智能制造现状进行系统化诊断，重新建立智能制造顶层架构。对生产业务流程进行全面梳理，建立以ERP为数据核心、APS为执行核心的双心工业互联网模型；建设全流程覆盖的OA系统，实现各基础业务线上化，大幅提升工作效率。通过精益生产工具持续对生产现场拉通。
图5 东贝智能制造架构
（1）生产智能协同-生产过程全流程管理
黄石东贝压缩机以客户定制的柔性化生产为主，以满足全球不同国家地区的不同设计需求。针对客户需求的差异化，通过对生产系统的全过程细化管理，按需配送、按需准确投料、状态实时监控，实现上下游生产全流程管控、实时透明可见，达成客户无差异化交付；通过拉通、畅流、TPM、工时管理等精益工具对生产过程进行疏通，最大限度提升生产效率、疏通系统执行过程中的阻碍，提升客户交付体验。
通过APS系统下达工单信息给MES系统指导车间生产，工单信息包含客户、型号、品号、数量、交付时间等。APS下达工单时，将工单BOM实时下达到MES系统，并以工单BOM为依据检查物料是否准确、完成小件自动结算。MES系统发起配送、调拨要求，WMS及上游MES系统收到指令后按需求交付。根据指定时间段内的工单，自动计算小件缺口情况，自动计算出建议调拨量。生产过程数据实时展示，每小时效率达成情况实时可见。生产数据实时共享APS系统，确保工单按时完成。通过生产过程数据统计，对生产节拍进行优化调整，拉通各项阻点，提升生产效率；通过工时管理等，对生产线过程异常状态数据综合分析，基于数据对产线影响因素跟进。
图6 智能物流
图7 MES系统集成情况
图8 生产全流程管理
（2）供应链计划-产供销一体化
通过SRM优化企业的采购管理流程，改善与供应商的关系，使采购流程标准化、透明化，提高采购效率，实现对内外采购、生产等业务部门、供应商在业务、信息方面的高效互动；实现公司现有的常规采购、VMI 采购支撑；实现公司对库存监控，降低库存积压；实现移动端及智能预警功能对采购业务流程的全程跟踪，及时掌握采购全程的动态，降低企业的采购成本。
采用山大华天一整套SRM管理方案，根据现场调研，梳理各个业务节点，明确业务流程。对生产物料进行条码化、批次化全流程细化管理，账务流与实物流同步。以黄石工厂为主，实现三基地协同管理，数据实时同步流转。物料到货后，系统发起检验请求；IQC检验后数据实时回传给ERP，无需人工干预。APS自动抛转物料净需求给SRM，SRM系统审核完成后分发给各供应商，供应商收到后系统上响应订单需求。需求时间、数量明确，供应商无需根据历史生产情况预估生产计划备货。
图9 产供销一体化
（3）车间智能排产-柔性高效排程
针对全球不同地区不同客户多样化需求、不同地区供应商的供货能力、不同零件的生产周期、压缩机三基地的生产能力等多要素生产约束，引进APS排程系统，以多层次销售滚动计划为牵引以中心化计划协同为抓手，全闭环供应协作为基础，拉通供应链、生产执行、仓储物流等多方协，搭建产供销一体化生产体系。
以ERP为数据核心，搭建APS-ERP-CRM的计划销售闭环体系，两个系统可以双向实时获取最新进度。根据交付时间，订单类型，可以实现顺排、倒排、Z形排产等多种排产模式，实现最优排产计划。各基地的MES系统同步生产执行情况给APS，APS可以根据工单执行情况对交期进行预估，提前对可能影响交付进行干预。APS生成工单后，自动将物料净需求计划抛给SRM系统，实现物资需求快速满足；APS自动根据生产计划生成齐套检查报表，对不齐套物料进行预警；APS自动获取ERP最新的MBOM，生成唯一的工单BOM精准指导生产。通过滚动PSI计划，对长周期物料提前准备进行指导。BOM若更新，高亮显示变更件，自动提醒计划员更新工单BOM。
图10 智能排产
（4）仓储物流精细化管理
物流是贯穿产品全生命周期的信息流与实物流融合的主线。针对多场景、多模式的物流管理，需要基于物流的主线，将供应商、东贝、客户进行有机结合，贯通产供销各子环节，达成实时交付有机综合体。
WMS与ERP、MES、SRM系统之间互联，数据状态实时共享。WMS根据各种不同类型仓库、物料适配对应的管理模式进行针对性覆盖。采用亮灯系统，对需时效处理的物料进行状态实时监控，未到期物料无法被领用。根据MES系统发起的需求指令满足物料需求，减少错装的风险。采用MO票作为物料基础信息载体全流程流转。根据需求可生成对应的报表文件，实时反馈库存状况。对在库物料进行库龄管理，提升过程周转率，减少过程浪费。
图11 仓储物流精细化管理
（5）销售驱动业务优化-全方位营销管理
东贝公司产品覆盖 15 大系列 400 余品种、多种不同工质的压缩机，全球有超700家客户。针对全球各区域、多样化的客户需求，建立定制化订单，实现订单、交付、合同、付款、客诉等全生命周期管理；打通不同客户端数据交互，实现不同场景需求的全面覆盖，达成客户全方位营销管理体系。针对公司内部信息流转，建立年度、季度、月度等不同维度的销售预测模型，指导生产提前规划部署；对每天发货状态进行跟踪，提升产品交付准时性。
依托鹏为E/6 Cloud全模块应用，东贝通过标准客户主数据接口进行数据集成，维护客户对应合同相关数据，并在CRM系统中进行合同进度跟进、合同流失分析。以客户为中心，构建统一视图，查看客户基础数据、联系人、评级、跟进、项目、合同、问题、满意度等情况。CRM系统与ERP、APS等系统通过14个数据接口实现数据互通，实现19个主业主业务场景，贯通售前、售中、售后业务，构建客户360°模型。打通PC端、移动APP、微信三端，八大业务模块无缝衔接，支撑东贝三地五工厂的跨区域的订单交付协同，实现客户管理、销售订单、发货需求等数据的全面贯通。建立年度、季度、月度等不同维度的销售预测模型。
（6）质量在线管理-高效制冷压缩机全过程质量在线管理
针对制冷压缩机压缩机生产过程关键工序，对设备进行实时监控、RFID 数据采集、视觉在线检测，通过这些技术的应用，对生产过程中产品质量进行异常趋势监控，并实现压缩机全过程质量信息追溯。
对产品来料，过程，出厂检验数据进行监测和分析；同时对设备进行互联，在压缩机生产的三大环节，实现过程工艺数据，质量信息全追溯。在压缩机零部件加工环节， 对重点机床引进高精度 Marposs 检测系统，对零件关键尺寸进行在线检测，实时将检测结果反馈给机床，对机床精度参数进行反馈调节。
在压缩机壳体焊接环节，对焊接电流、压力等参数进行实时监测，超出工艺范围进行报警，同时在产线中设置视觉在线检测工站，对焊接缺陷进行在线识别。在压缩机装配环节，对关键过程数据进行在线检测，通过 RFID 载体将各数据进行记录，并与压缩机铭牌及装箱单号关联，可实现压缩机全过程质量信息追溯。
图12 仓储物流精细化管理
图13全过程质量信息追溯
（7）产品数字化研发与设计-制冷压缩机产品数字化
制冷压缩机广泛应用于各种家电中，随着各类产品品种逐渐丰富，对压缩机性能要求呈多样化，通过对产品研发流程进行梳理并优化，建立产品生命周期管理系统，对压缩机研发过程进行管理，同时将与 ERP、MES、测试系统等系统进行集成，实现提高研发成功率，缩短研发周期，提升单个产品的利润率，增强企业竞争力。
图14 数字化研发
产品设计和开发的协同管理，包括研发团队的协同设计、设计数据的共享和管理、设计变更的控制和管理等。通过 PLM系统的协同管理，可以提高设计团队的工作效率，减少设计变更的次数和时间，降低产品开发成本。产品制造和生产的协同管理，实现产品制造和生产的协同管理，包括生产计划的制定和管理、生产过程的监控和控制、生产数据的收集和分析等。产品和供应链的协同管理，实现产品和供应链的协同管理，包括采购、销售数据的收集和分析、供应商质量监控、客户 服务的管理和跟踪等。建立产品信息的标准化、系列化、通用化，避免产品研发过程中发生重复设计，重复编制工艺，重复生产等问题。
（8）工厂能源管理-能耗数据监测
东贝应用设备互联技术，将智能电表、智能水表等接入MES系统，并对采集的能源数据进行实时动态分析，实现对工厂能源“可视化、数字化、精益化”管理，减少工厂能源消耗，提高能源利用率。
对公司各用能点绘制能源地图，对各监控点电表、水表进行智能化改造，使各监控点能实时采集相关数据，并进行自动统计和分析，以直观的数据和图表向管理人员或决策层展示各类能源的使用消耗情况，便于找出高耗能点或不合理的耗能习惯，有效节约能源，为用户进一步节能改造或设备升级提供准确的数据支撑。对关键用能设备进行实时检测，对设备故障进行预测，对功能设备能效进行监测，指导维修人员进行预防性维修。
3. 效益分析
1）生产智能协同
通过以MES系统为核心的执行终端，对生产全过程进行监控管理，提升现场管理质量，降低过程管理复杂程度，提高过程质量水平；结合精益生工具的应用，全方位拉通各站点之间的阻点，大幅提升生产效率，是经济、实用、有效的有机交付综合体。集成系统可以分阶段、分区域逐步实施，降低对生产交付的影响，最总达成产供销一体化的目标。
通过MES系统应用，东贝实现标杆场景自动化率70%以上；机器人人均覆盖率937 台/万人；各业务系统之间数据流转实现100%自动化，无需人工干预；核心业务数据能够自动生成数据报表，供各业务单位参考与决策；实现核心设备全面监控，生产主线全流程贯通，过程报废全面上线；生产过程在制品减少30%，过程周转大幅提升；全工厂OEE提升13%。
2）产供销一体化
通过建立面向东贝稳定、安全、快速的供应链系统管理平台，规范供应商准入过程，实现供应商管理的安全化、规范化、透明化，提升公司采购业务工作效率，缩短采购周期、减少采购成本，实现双赢的企业管理模式。交货周期缩短30%。
3）车间智能排产
通过APS系统与其他执行系统进行集成，可以敏捷地获取订单信息、物料信息、生产执行信息，作为产供销体系地核心枢纽，快速协调各方面资源，满足订单需求，减少计划员50%以上工作量，大幅提升计划员工作效率及各种异常响应速度。同时可以根据预测销售计划提前分解工作任务，车间和供应商可以依据APS分解的工单生产，可减少约40%的在制物料、控制过度生产。
通过APS系统应用，东贝实现CRM订单转化为工单时间降低50%以上；APS排程时间减少70%，可执行性大幅提升；通过滚动计划预测，部件车间过程周转提升18.8%，库存量减少40%。
4）仓储物料精细化管理
WMS应用实现整个仓配信息可视化，掌控即时仓配信息、助力企业降本增效。通过WMS系统结合公司管理对数据需求建立实时数据看板，结合员工实际作业过程，优化作业任务指导和防错功能。大幅提升企业管理响应效率和员工作业效率，库存资金下降约200万元，配送作业效率提升45%，可大幅减少生产过程的资金占用，降低员工的劳动强度。
通过WMS系统应用，东贝实现仓配环节的账实及时率提升90%；账实一致率大于99%；库存周转率提升18.8%；已实现库存资金下降20%；配送效率上升45%。
5）全方位营销管理
通过CRM系统应用，实现客户整套信息全生命周期管理，生成客户全画像整套资料，对所有时间段内的订单情况、交付情况等形成数据中心，用于对客户需求及市场变化趋势的快速响应，缩短订单转换工单时间50%，交付周期减少14%，整体管理水平较系统上线之前大幅提升。
通过推进全方位营销管理，东贝实现通过客户信息、营销信息、合同资料、评分信息等对客户的价值进行分析；可随时查看历史订单数据，可进行搜索操作；样机的库存统计、匹配项目的执行分析；问题处理过程及闭环率等客诉数据分析；实现客户信息完整性＞99%；订单流转管理提升20%以上；市场样机管理提升12%。
6）质量在线管理
目前，东贝实现产品质量大幅提升，过程质量检测人员减少10%；终检下线率下降18%。每年可减少客户质量损失约300万元。
7）产品数字化研发与设计
目前，公司产品研发能力大大提升，新品研发成功率提升15%；产品研发周期缩短25%；产品设计影响生产时间减少30%。
8）能耗数据监测
目前国家对低碳环保要求越来越高，各企业均需要提高能源有效利用率，东贝已实现降低单台能耗约10%。
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