智能制造和智慧園區發展的探索與實踐

鄭錦榮 張輝 傅楨

經過改革開放四十年的持續高速發展，中國特色社會主義進入了新時代。黨的十九大報告提出，要加快建設制造強國，加快發展先進制造業和現代服務業，推動互聯網、大數據、人工智能和實體經濟深度融合。去年中央經濟工作會議部署的2019年重點工作任務的第一項，就是推動制造業高質量發展，推動先進制造業和現代服務業深度融合。近年來，我集團臨港基地通過推進智能制造和智慧園區發展的實踐，在兩化融合、轉型升級等方面取得了一定效果和成功經驗。筆者作為這些實踐工作的組織者和參與者，現就有關工作進行總結分析，并對未來發展做出展望。

一、智能制造和智慧園區發展的背景

上海電氣集團是中國高端能源裝備和工業裝備的領導品牌。為加快傳統制造的轉型升級，集團制定了數字化發展戰略，即立足裝備制造業的優勢和特點，實施“數字賦能”，推動產業形態、經營形態和價值形態的升級再造。集團于2005年在本市臨港地區新建制造基地，按照“國內領先、國際一流、50年不落后”的標準，加強互聯網、大數據和人工智能等現代信息技術的運用，推進智能制造和智慧園區發展，探索實踐現代制造業和現代服務業的發展與融合。

臨港制造基地投資近80億元人民幣，占地2平方公里，是一個“特大、重型、超限”裝備的現代化制造中心，擁有4000臺（套）先進技術裝備，其中“國際頂級”的大型、高端技術裝備約100臺（套），年產值超過100億元，是高端制造、極端制造、智能制造的重要代表。同時，臨港制造基地也是一個與現代制造深度融合、系統規劃建設的現代制造服務智慧園區，可提供現代化的項目建設管理、生活后勤保障、物流運輸管理、動力能源管理、公共關系和接待、公共設備維修等專業智能工業服務。

二、智能制造和智慧園區發展的主要成果

上海電氣集團臨港制造基地自投入運行以來，通過信息技術與現代制造、工業服務的深入融合，在智能制造和智慧園區發展方面取得了一系列成果，基地的制造、管理和服務的數字化、自動化、智能化、精細化水平不斷得到提高，相關成本費用也得到了有效控制。

1、在智能制造方面，以“數字化工廠”建設為推手，積極促進各數字系統與生產管理的融合，構建現代化的信息化平臺框架結構，通過信息化管理與業務流程等的梳理與歸集，帶動工廠管理水平的整體提升。

在火電設備工廠，引進世界先進水平的疊裝機器人、自動化物流倉儲設備、自動傳送線、激光導航AGV，并且實現了整個系統四個模塊的完全無縫對接。其中三維視覺智能機器人疊裝系統，采用機械人、疊裝平臺、3D視覺系統、導軌小車和其它輔助系統構成，將傳統的人工疊裝改為疊片機械手分段式疊裝，實現了1000MW等級發電機定子鐵芯制造平行作業，有效解決了大型汽輪發電機制造的瓶頸問題，大幅度降低員工勞動強度，同時提高了產品的質量及生產效率，是定子鐵芯制造的一次技術革命，在國內同行業中尚屬首家，在國際上也處于領先地位。通過對數控機床運行數據的實時采集和分析，自主開發了MCIS機床數字集中控制系統項目，實現機床數據與計劃執行聯動分析，有效提高了設備利用率。在生產車間，通過MBS管理看板系統，整個將加工工序的產品客戶信息、工藝參數、設備狀態實時信息、工時成本信息等數據集中展示，便于管理人員、技術人員和操作人員各按工作需求使用分析信息、掌握生產動態。

2、在智慧園區發展方面，以園區管理、生產服務、公共服務和接待管理等為主要核心環節，總體規劃統一的集中管理系統，設計開發相應的管控子系統，從基礎設施、信息資源、業務應用、運行保障四個層次勾勒出智慧園區發展框架結構。

園區管理建有全覆蓋、全天候的安全監控系統，實現遠程即時監控，通過網絡將分散在各處的視頻圖像有機的集成在同一個地圖圖層上，并可通過專用手機APP進行隨時查詢，提高了基地監控的穩定性、可靠性，確保無死角、無遺留，在提升效率的同時，基地安保人員的配置數量、用工成本以及勞動強度也得到較大幅度的降低。建立電子圍欄子系統，在實現報警功能的同時，自動對報警信息頻度進行統計和分析，加強有針對性的重點布控。建立車牌自動識別系統，并將相關的監控視頻實時集成到信息中心值班室的管理平臺進行管理。

生產服務建有智能能源管控系統，實現遠程抄表和狀態監控，運用生產能耗智能診斷模型對典型生產過程實際能耗進行診斷，實現降低能耗、安全用能和科學用能。物流管理系統可針對基地內產品發運的短駁運輸、碼頭裝卸、倉儲管理等服務進行實時監控和相關數據收集分析等。

公共服務建有一卡通管理系統，實施門禁、餐飲和通勤等集中管理，也可運用于各單位的考勤、文印、車輛等個性化管理。智能點餐系統可通過手機、平板等平臺，實現在線訂餐、點菜以及費用結算等功能。

接待管理建有前端展示系統和信息發布系統，集中統一展示基地公共監控圖像、車間監控圖像、園區運行數據等，集中發布園區管理和服務信息。同時引入機器人講解、VR等技術，形成傳統（實物和圖文）+現代（VR、AR、三維動畫等）、現場參觀+虛擬參觀、人工講解+智能講解的有機組合，進一步提升企業形象展示的水平和參觀者體驗。

三、智能制造和智慧園區發展的主要經驗

1、智能制造和智慧園區發展必須圍繞企業自身產業特點和實際需求。

上海電氣集團臨港制造基地主要生產“特大、重型、超限”等高端裝備的現代化制造中心，具有產品技術含量和價值高、工藝和結構精密、生產組織復雜、單件小批量制造等特點，信息技術融入制造轉型升級的方式與途徑具有明顯的特殊性，因此，發展智能制造必須圍繞這些特點和需求，重在制造與管理的信息化、數字化，目標在于改進工藝，提升質量和效率。一是實現加工設備的自動化和數字化，直接采用數字化加工設備，在傳統設備上加裝信息化裝置，在傳統工藝中使用自動化設備，提升制造過程的效率和質量。二是實施生產管理的自動化和數字化，在設備運行管理、配件倉儲配送、產品物流運輸等環節使用信息化系統，運用數據收集和分析系統，加強過程管理和監控自動化水平，確保制造過程的高效率、高質量。

上海電氣集團臨港制造基地相對于其他政府或專業單位所辦的產業園區不同，入駐企業都是集團業內制造企業，基地的管理和服務需要更深地融入和參與到制造企業的運營過程之中，因此，智慧園區發展必須緊緊圍繞制造企業的生產運營的實際需求，提供更加高質與便捷的工業服務和公共管理。一是實現工業服務的自動化和數字化，在能源供應、物流倉儲、后勤保障等方面運用信息化設備和管理分析軟件，提供精準、安全、增值的工業服務，保障企業正常、高效的運營。二是實現公共管理的自動化和數字化，在安全保衛、信息發布、接待宣介等方面運用智能化的網絡設備與設施，提升管理的自動化水平和企業形象展示的效果，形成集中高效的統一管理平臺，為基地整體運行提供信息化和智能化的保障。

2、智能制造和智慧園區發展必須緊密結合信息技術的自身特性和發展趨勢。

信息技術是現代制造業和服務業的核心支撐資源，因此智能制造和智慧園區發展也必須符合信息技術的自身特點和未來發展的趨勢。上海電氣集團臨港制造基地的智能制造和智慧園區發展確立了信息化建設的基本原則。一是網絡泛在化，通過基地內完備的局域網絡和物聯網絡，實現基地內機電設備的自動化、智能化，實現遠程智能化監控；二是設備智能化，通過各種自動化技術、物聯網技術的應用，在新增智能設備以外，將已建成的基礎設施逐漸升級為智能設備，實現遠程監控和控制，將傳統設備通過添加智能化傳感裝置變為智能設備；三是系統集成化，將基地內信息孤島通過平臺建設走向集成，大幅提升基地內各個系統的集成程度，使信息和資源得到更充分的共享，提高系統的服務能力；四是云計算化，順應基地內的平臺規模越來越大、設備越來越多、數據量越來越大的趨勢，運用云計算與云存儲技術進行業務支持；五是移動互聯網化，將智慧應用滲透到基地生產、生活的各個方面，各種電子信息設備、通訊設備、機電設備、自動化設備、照明設備、保安（監控、報警）裝置及各類能源系統等連成網絡，通過APP、微信公眾號、微信小程序等平臺，使基地的管理者、內部員工、外來服務人員和來訪人員能夠輕松獲取相應的基地管理和服務信息，辦理各類資源申請、業務審批等流程。

四、智能制造和智慧園區發展的未來展望

未來，隨著以5G技術為代表的新一輪信息技術革命到來，萬物互聯和人工智能即將全面實現，現代制造業和現代服務業將邁入全新的發展高速公路，智能制造和智慧園區建設也將迎來一次新的飛躍，以下兩個方面的問題尤其值得關注：

一是新一輪信息技術革命將使得智能制造和智慧園區發展能夠實現新的突破，相關的制造、管理和服務的理念、模式、架構、流程和方法，必須隨著技術手段的更新而進行重新審視與創新變革，生產者、管理者、服務者與IT人員將更加緊密的協作與配合，從而發揮最新的信息化技術在制造、管理和服務運用上的潛能，不斷降低成本和人工干預，進一步提高質量和效率。

二是新一輪信息技術革命將使智能制造和智慧園區發展實現更高水平上的開放與交互，各類設備、流程和人員等眾多信息將更加便捷地被收集，更加高效地被傳輸和使用，由此必將對信息和數據的安全管理提出更高的要求，企業在信息技術和內部管理的兩個方面必須采取更加嚴格的防范措施，確保信息安全管理的軟硬件投入，健全完善管理流程，嚴格設置人員權限。

（作者單位：上海電氣臨港重型機械裝備有限公司）