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
华域皮尔博格泵技术有限公司，由华域汽车系统股份有限公司与德国皮尔博格泵技术有限公司共同投资设立。企业主要从事汽车泵类产品的开发、生产、销售及技术服务，客户覆盖国内主要大型车企。公司成立以来，陆续推出了具有国际先进水平的科技产品，包括车用电子水泵、电子真空泵、电子碳罐清洗泵，以及高端变量机油泵和水泵等，其中电子水泵和电子碳罐清洗泵产品在国内市场占有率连续三年排名第一。目前，企业共拥有50项国家专利、参与制定了4项行业标准，在国内同行业中处于领先位置。
此次项目着重车间整体数字化生产平台实现从战略到执行计划一体化，应用质量管理系统，生产制造管理系统，对生产计划管理、生产管理、质量管理、人员管理等数字化技术提升整体车间生产速度，快速满足市场需求。
图1 华域皮尔博格泵技术有限公司
二、企业在智能制造方面的现状
目前公司已经实施了PLM/SAP/OA/QMS/MES等信息系统，利用网络服务器及网络交换设备作为信息交互和共享的平台，通过0A系统用户在客户端以工作流方式向服务器上传及下载数据信息，将企业所有的数据和流程管理集成到一个平台上， 目前公司在物料配送，生产制造环节已部分实施了智能制造，如： 实现了物料由AGV自动配送并精准和产线送料机构对接，实现EWP450自动化线只需1个人的目标。
三、参评智能制造项目详细情况介绍
1. 项目背景介绍
自动线物料自动配送项目产生的背景通常与制造业的智能化和自动化转型趋势有关。公司转型的动力主要来自于以下几个方面：
业务痛点：
1）人力成本高：传统的物料配送方式需要大量的人工操作，人力成本较高。
2）效率低下：人工操作容易出错，且在面对大量物料时，效率低下。
3）精度不足：人工操作的精度往往无法满足高精度的生产需求。
4）库存管理不精确：人工管理库存的方式往往存在误差，可能导致缺料或积压现象。
这些痛点推动了自动线物料自动配送项目的规划和实施。项目的主要目标包括：
1）降低人力成本：通过自动化配送，减少人工操作，降低人力成本。
2）提高效率：通过自动化配送，提高物料配送的效率，满足生产需求。
3）提高精度：通过精确的自动化设备，提高物料配送的精度，满足高精度生产需求。
4）精确的库存管理：通过实时库存监控，实现精确的库存管理，避免缺料或积压现象。
在规划与实施过程中，通常遵循以下原则或方法：
1）调研与分析：对现有业务流程进行深入调研和分析，找出痛点和需求。
2）方案设计：根据调研结果，设计自动化配送的方案，包括设备选型、布局设计、流程设计等。
3）实施与测试：按照设计方案进行实施，并进行测试，确保方案的可行性和稳定性。
4）优化与改进：在实施过程中不断优化和改进方案，提高自动化配送的效率和精度。
5）培训与推广：对员工进行培训，推广自动化配送的理念和技能，提高员工素质和技能水平。
6）持续改进：不断关注新技术和新方法的发展，持续改进和优化自动化配送系统。
2. 项目实施与应用情况详细介绍
智能工厂项目是一种旨在通过引进先进技术和智能化装备，应用工业软件和智能系统，对工厂的设备互联、装配、生产、物流、检测等环节进行自动化、智能化布局，以提高生产效率、降低成本、提升产品质量和竞争力的一种项目。
1）规划
AGV智能上下料，实现对EWP450等自动线原材料、半成品上线搬运，成品下线搬运，吸塑盘自动上料；
原材料、半成品上线：产线工人使用PDA呼叫【AGV】 （绑定下发原材料满箱上线任务)；人工叉车把原材料满箱从储存区放置在上线接驳点（触发任务）；系统调度【AGV】到达上线接驳点，装载满箱；【AGV】装载原材料满箱到达线边库位，产线工人使用搬运（解绑）；系统自动调度AGV从线边库位将空箱搬运至上线接驳点；
成品下线：产线工人放置满箱，使用PDA呼叫【AGV】（绑定下发成品下线任务)；系统自动调度【AGV】到达产线边库位，装载成品满箱；【AGV】装载成品满箱到达成品下线接驳点；人工叉车把成品满箱放置储存区（解绑）；然后放置空箱在接驳点使用PDA呼叫【AGV】（下发空箱上线任务)；系统自动调度AGV从成品接驳点将空箱搬运至产线边库位。
2）解决方案
图2 主要业务场景
图3 AGV小车部署
图4 AGV作业场景
图5 AGV安全防护
图6 吸塑盘自动上线场景
图7 滚筒式AGV
3）软件系统介绍
图8 仿真建模
图9 仿真参数设置
图10 仿真结果
图11 RCS机器人调度控制系统
图12 AGV调度平台
图13 AGV路线规划
4）实施
引进先进技术与智能化装备：该项目引进先进的自动化设备和智能化装备，如机器人、自动化生产线、传感器等。这些设备和装备可以实现设备的互联互通，提高生产效率和质量。
应用工业软件和智能系统：该项目应用工业软件和智能系统，如ERP、MES、SCM等。这些软件和系统可以实现生产过程的信息化和智能化，提高生产效率和产品质量。
自动化、智能化布局：该项目对设备互联、装配、生产、物流、检测等环节进行自动化、智能化布局。例如，通过引入自动化生产线和机器人，实现装配环节的自动化；通过引入传感器和数据采集系统，实现生产过程的实时监控和调整；通过引入智能物流系统，实现物流环节的自动化和智能化。
图14 无线AP布局
图15 网络信号强度要求
5）应用情况
项目实施后生产线效率提升：通过自动化输送线，物料能够快速、准确地送达生产线，减少人工搬运和等待时间，提高生产效率。
质量保障：自动化输送线能够减少人为因素对物料的影响，确保物料的质量稳定。
库存管理优化：通过实时监控物料库存，实现精确的库存管理，避免缺料或积压现象。
员工工作环境改善：自动化输送线减少了人工搬运工作，降低了员工的劳动强度，改善了工作环境。
6）重点与难点及解决思路
该项目的重点是实现生产过程的自动化、智能化和信息化，提高生产效率和产品质量。同时，还需要注重项目的可扩展性和可持续性，为未来的发展留下足够的空间。
该项目的难点包括技术难度大、投资成本高、实施周期长，部分产线节拍较高，达到20秒，物料精准配送的频次较高，对系统运行的稳定性要求较高。
针对这些难点，公司采取了以下解决思路：
（1）加强技术研发和创新，提高自主创新能力；
（2）合理规划投资成本，确保项目的经济可行性；
（3）制定详细的项目计划和时间表，确保项目的顺利进行；
（4）加强员工培训和推广，提高员工的素质和技能水平；
（5）注重项目的过程管理和风险管理，确保项目的稳定性和可持续性。
3. 效益分析
该项目对于提升行业的整体技术水平和生产的数字化能力，有极大的推动作用，为行业提供示范借鉴；
通过项目的建设，培养了一批数字化技术人才；
该项目的实施提升了内部运营效率，减少了线边在制品库存；
该项目的实施提升了客户满意度，生产过程的各种数据更加透明和及时呈现；
后续预计为公司每年节省人工费用50万元。
文章
