为贯彻落实国务院办公厅印发的《制造业数字化转型行动方案》,按照《“十四五”智能制造发展规划》任务部署,工业和信息化部等六部门联合开展2024年度智能工厂梯度培育行动,面向全国开展首批卓越级智能工厂评选工作,我市首钢冷轧、和利时、理想汽车等一批企业成功入选。为进一步宣传我市智能制造优秀成果,推动先进技术与成果经验推广,市经济和信息化局特设“北京智造巡礼——智能工厂篇”专栏,充分发挥卓越级智能工厂的示范引领作用,带动广大企业开展更高水平转型探索,系统深入推进智能制造。
安泰科技股份有限公司(以下简称“安泰科技”)成立于1998年,是全球先进金属新材料领域的引领者。近年来,公司坚持以智能制造为中心,通过实施1+3+N数字化转型发展规划,建设1个智慧决策中心、3个主管理平台、N个专业管理系统,推动先进制造技术与信息化管理系统深度融合,实现产业的数字化转型、智能化升级。2024年,安泰科技的高品质稀土个性化定制智能工厂成功入选工信部第一批卓越级智能工厂。
数字化转型规划蓝图
一、行业背景
稀土是国家重要的战略资源,是我国的优势产业。稀土永磁材料是稀土最重要的也是应用量最大的方向,占稀土用量40%以上的稀土永磁材料更是国家实施双碳战略,促进现代轨道交通、现代电子信息产业发展的关键战略性支撑材料。目前,国内稀土行业数智化水平整体不高,推进稀土永磁行业数智化转型有利于提升我国稀土行业的持续竞争能力,更好发挥链主作用,巩固和扩大产业优势,支撑国家战略发展。
二、智能工厂建设内容
安泰科技打造的“高品质稀土永磁个性化定制智能工厂”位于北京市顺义区,智能工厂建设过程中,公司始终坚持以智能制造场景建设为抓手,以点带面先后推进智能生产线、数字化车间建设,直至建成多场景协同下的智能工厂,实现了生产运营、工序车间、现场管理的全流程数字化。其中,关键工序数控化率提升30%,关键设备联网率提升50%,全员劳动生产率提升60%,生产效率提升30%,资源综合利用率提升10%,产品研制周期缩短20%,运营成本降低15%。
高品质稀土个性化定制智能工厂大数据平台
1、基于智能协同作业场景建设,打通生产全流程数字化
针对多品种小批量、个性化定制的生产制造模式,该场景建设以A-MES系统为基础,通过建立统一的信息系统,使用大数据分析技术和数据处理技术,收集多元化市场和资源需求。建立集销售、采购、计划、生产、质量、仓库、设备、研发等功能于一身的A-MES系统,采用模块化功能集成技术,突破传统的单功能单系统模式,以Odoo平台为基础,使用Python语言,开发B/S柔性架构系统,提高生产全过程全要素的数据链,加快数据信息的流转。
同时,利用工业网络技术,搭建高速工业网络环境,保障设备稳定运行以及数据的安全性。公司引进AI自动光学检验设备、工业机器人、AGV物料车、智能配粉、智能立库等智能制造装备,以及定制化开发自动设备,在满足客户个性定制需求的基础上,实现产品柔性化、低成本、高质量和高效率的生产。
工厂数字化系统架构图
2、基于物联网场景建设,实现工厂设备的互联互通
公司利用工业物联网技术,建立了车间级的高速独立的工业网络,完成车间全网部署。利用先进的传感器技术以及自动化改造技术,实现车间设备的全面升级改造,利用工业5G网络技术,部署车间级工业5G无线网络,为AGV物流车提供稳定的网络保障。利用先进的制造技术,配置工业机器人,使用机器视觉定位,对来料进行快速地码板、码盒、码垛。引进并配置AGV物流车,并将其集成到车间数据采集系统,完成车间将码垛完的物料智能转运至真空热处理炉中。建立车间级生产运营管控平台,搭载了数字孪生技术,以及先进的信息化技术,实时获取MES系统中的生产任务,上传下发至指定设备,并依据生产任务中的产品信息,将生产工艺下发至设备侧,实时监控设备运行状态以及生产任务信息,减少人工操作,提高车间智能化水平的同时,实现人机协同作业,加快生产效率。
工业物联网示意图
3、基于AI视觉场景建设,实现质量精准高效检测
在AI浪潮下,工厂升级并引入了具备AI功能的视觉检验智能化检测装备。该装备在原有机器学习基础上升级为深度学习,搭载高分辨率的工业摄像头,通过视觉识别技术,对产品的尺寸、外观全方位快速检测。在检测的过程中,通过自适应和自主学习的功能特性,不断优化模型和参数,实现自主学习、自主优化,最终实现检测准确度、效率的提高,同时还保障了产品的质量。
AI智能化光学检测车间
4、基于智能仓储场景建设,实现车间物流的快速流转
公司在现有工艺的基础上,通过优化工艺流程以及物料流转路径,定制开发智能密封转运车、自动配粉系统等先进设备,打破了原有生产工序的壁垒。同时,定制开发了WMS/WCS系统,利用数字孪生技术开发了数字孪生平台,集成公司的MES系统,实现了生产过程的全方位管控,提高生产效率,缩短交付周期,并降低人工成本。
数字孪生系统
结语
该项目通过建设统一的设备工业网络实现设备的实时数据采集,结合生产制造系统数据信息,串联决策层、执行层以及设备层,打通数据壁垒。项目适合复杂工业流程、多品种、大批量的定制化稀土永磁行业制造工厂,推广和复制性强,对国内稀土永磁行业其他工厂具有广泛的借鉴意义。下一步,安泰科技将继续完善信息管理平台功能,增加产品数字化研发设计与可制造性设计方面的紧密联动,实施制造资源量化,开发适合稀土永磁行业特色的计划排程(APS),扩大智能协同作业场景。