四川长虹电子电器产品工业互联网协同制造系

1、案例名称

四川长虹电子电器产品工业互联网协同制造系

2、参评单位

四川虹微技术有限公司

3、案例简介

本项目由虹微技术有限公司设计开发，在四川长虹多媒体、空调部件和整机制造厂、技佳精工冲压厂、精密电子制造厂实施，建设基于工业互联网的协同制造系统。集成工业总线、可编程逻辑控制器（PLC）、无线射频识别技术（RFID）进行数据采集和设备控制，应用软硬件集成中间件技术进行数据访问协调和区域设备联动，最后通过建设数据中心和智能信息服务平台对制造系统数据进行深度融合计算以及智能化处理与决策辅助。形成集生产控制、运行维护、品质监控于一体的完整信息化解决方案。

4、案例解决行业痛点

1）多源异构数据和通讯协议

在工业生产现场，往往需要使用各种类型的RTU、DTU来实时采集环境信息，监测各种仪器的工作状态，以及制成品的工艺加工情况。由于使用的工业接口类型众多，给数据的汇聚和传输带来了困难。

2）数据完整性、及时性和准确性难以保证

产品周期包括元件的采购仓储环节、生产制造环节、产品下线后的仓储物流环节、订单供应销售环节、客户服务环节以及产品报废后的回收处理环节多个阶段，若每个阶段都由人工采集产品数据和进行流程控制显然工作量非常大，极易产生重复、遗漏、错误出现。

3）类似项目实施对生产影响很大

用户生产任务密集且节奏非常快，需要在不破坏或尽量少破坏已有软硬件设施的情况下，将制造层的设备控制系统与原有的订单、生产计划和仓储物流管理系统无缝整合。

5、案例应用范围

系统架构最终能够满足典型家电产品生产厂的业务模式，覆盖50台以上设备、13条生产线，达到大规模批量生产和个性化定制的协同制造、精益制造、准时制造、敏捷制造、按需制造的生产目标。本项目重点本项目实施后实现以下功能：

在质量管理方面，可以实现包括协调、指导和跟踪质量调试和报告等功能，以保证中间产品和最终产品质量为目的，提供对调试数据的实时分析、统计过程控制/统计质量控制、离线制品检测跟踪和管理等服务。

在运营维护方面，可以实现包括协调、指导和跟踪设备、工具及相关资产的维护功能，以保证设备、工具及相关资产的可用性为目的，保证其维护调度的快速反应、可预测的使用周期和基于状态的准确的异常预防。同时提供维护问题和事件的历史记录，支持故障诊断。

在物料管理方面，可以在企业生产运行过程中协调、指导和跟踪物料移动的活动集合。包括基于需求的物料存量控制、计算和报告期间的物料供应齐套性、内部供应链的物料流量平衡，物料拉动的指示、报警与控制，物料存储条件的分析与控制。

在生产过程管理方面，一方面可以将业务计划层传递下来的生产计划信息细化为详细调度信息，再转化为生产分派工单，最后下达给过程控制层，指导实际的生产运行过程；另一方面将生产资源和过程数据通过数据采集设备采集上来，进行跟踪、处理和分析，并将经过处理的数据进行生产统计，最终整理成为生产绩效统计信息反馈给业务计划层。

通过数据平台实现业务、流程设置，以提供不同产品的不同生产流程的需要。例如对于PLC等生产设备的设置数据，可以在预处理阶段写入到标签载体工装中并在对应工位马上应用这些设置数据。

通过数据平台实现智能处理和决策辅助功能，对生产所需的信息进行分析，以辅助改进措施决策，减少生产瓶颈，提高生产效率。例如通过报表发掘元件数量、质量、调配情况及拼装速度，便于生产部门根据现有数据调整生产状况，调高生产的效率，节省开支。

本项目集前端数据采集与现场自动控制、中间层数据处理、物理设备管理监测，后端信息管理应用于一体。项目的研发将改变目前大量采用人工收集产品信息的现状，解决家电产品制造过程中系统的工业控制软硬件设备兼容与集成、信息系统互连互通等迫切问题，使得产品在各个制程工序阶段得到有效控制，生成的信息形成完整的身份及生产信息档案，从而提高生产管理水平、生产制造能力，控制生产成本，使得产品制程管理、信息识别、状态监测及追溯变得便捷灵活，最终起到预防生产异常情况发生、避免重大产品问题的发生，杜绝生产物料的浪费等目的。

6、案例应用场景

2017年9月在601#平板整装示范线投入运行，线边仓、屏上线、CELL、调试、分道、维修、包装下线各段部署33个信息点和控制点，实现信息系统（MES）与自动化线体深度交互，支撑12种型号的产品混线生产，并首次应用NBIOT通讯技术实现流程防错。

2017年2月在616#平板整装工厂投入运行，在模组、机芯、整装、调试、维修、下线、抽检各段共部署70个信息点。

2017年9月在601#空调电控部件示范线投入运行，在上料、装配、测试、下线各段共部署8个信息点，2018年3月将推广到车间其他7条电控线。

2017年10月在502#空调整机装配示范线投入运行，在装配、维修、下线共部署4个信息点，2018年4月将推广到车间其他8条整机线。

2017年完成610#、910#钣金冲压工段，通过互联网监控设备112台，以工艺BOM为核心驱动生产业务，实时核算制造成本。

2017年11月完成25条SMT线及原料库共152个信息点和控制点的部署。对SMT生产过程涉及的物料、辅料、工装、人员、设备、程序、检测、成品进行综合管理。

7、案例核心优势

1）嵌入式感知接入与传输一体化集成技术

在工业生产现场，往往需要使用各种类型的RTU、DTU来实时采集环境信息，监测各种仪器的工作状态，以及制成品的工艺加工情况。由于使用的工业接口类型众多，给数据的汇聚和传输带来了困难。

系统研发嵌入式感知接入与传输一体化技术，集分布式数据感知、多类型接口接入、多协议汇聚和多手段传输功能于一体，实现传感信息由汇聚到系统感应再到泛在结合，配合家电制造智能信息管控平台，可以整合多种类型大规模传感器终端的管理和控制，为制造系统的可控可管提供基本手段。包括多种感知、数据传输和智能处理三大模块，主要解决感知部分多种接口的适配问题与协同工作问题。

2）基于工业互联网的感知与控制设备集成

产品周期包括元件的采购仓储环节、生产制造环节、产品下线后的仓储物流环节、订单供应销售环节、客户服务环节以及产品报废后的回收处理环节多个阶段，若每个阶段都由人工采集产品数据和进行流程控制显然工作量非常大，极易产生重复、遗漏、错误出现。

工业互联网注重计算资源与物理资源的紧密结合与协调，本项目产出的工业互联网支撑技术：（1）对人员、设备、制品通过传感器或定制的标签进行流程跟踪，对标签赋予唯一的编号；（2）针对不同环节部署固定性或移动性的无线基站，接收与上传传感器节点采集的各生产环节信息，同时也向控制系统下达信息系统给出的控制指令；（3）精确实时数据采集技术研发及集成，主要应用于电子产品生产过程中的主要物料、制成品、托盘、专用仪器、重要人员的定位跟踪；（4）搭建从数据采集/控制端到中间件数据系统再到产品信息服务基础平台的一整套网络架构。利用项目成果可以在整个产品周期中实现产品数据采集、更新、处理、管理与应用的智能化、自动化、便捷化。

3）数据访问中间件

本系统包含了信息感知、嵌入式计算、网络通信和网络控制等系统工程，使制造系统具有计算、通信、精确控制、远程协作和自治功能。它注重计算资源与物理资源的紧密结合与协调，包括详细生产调度、生产资源管理、生产过程跟踪、生产分派、产品工艺管理、生产执行控制等多个环节，相关数据和控制流程工作量非常大，要求数据并发访问的高度协调和有序化。另外，由于现场设备的种类繁多，且产品不断升级，为了存取现场设备的数据信息，避免针对每一个应用软件开发商编写专用的接口函数，减轻软件开发巨大的工作负担，需要一种具有高效性、可靠性、开放性、可互操作性的数据访问中间件。

主要解决：（1）感知与控制节点之间以及与其它物理设备之间的兼容，实现相互之间的统一与集成；（2）物理设备相互之间一定程度的隔离，屏蔽相互之间的干扰与冲突；（3）对采集终端捕获的数据进行过滤、汇集、分组、计算，校对、解调、传送、存储以及任务管理等；（4）对分布式计算资源进行优化配置。

4）智能信息服务平台

信息服务主要解决制造层信息与业务计划系统的融合与互联互通问题，为访问相关业务数据提供公共的、统一的信息服务基础平台。该平台的目标是通过使用数据采集与控制设备、车间工业总线、企业内部网Intranet与互联网Internet，动态实时监测生产现场的各种仪器、设备的工作状态以及车间环境信息，远程感知制造过程，并实时反馈指令以控制设备运行，形成一个更加智慧的制造体系。

平台以实物对象（制成品、物料、仪器、人员等）管理为基础，对每一件在制品赋予一个唯一的身份条码，通过无线网络传输到数据中心，记录制造资源的使用状态和历史过程以及相应操作的工作人员信息；生产过程管控方面，设计实现具有防呆、纠错、高效，并可通过灵活配置以适应不同的工艺流程的数据采集系统流程，根据电子行业PCE多级半成品出货标准，设计实现具有辅助排产、物料智能辨别、制程管控、品质管理、异常管理、成本管理、生产信息追溯等功能的生产信息管理模块，实现制造系统的全方位准确实时监管。基于制造系统状态及统计信息，还将实现与采购、维修等流程的整合，建立制造系统的开放智能管理。

智能信息服务平台介于业务计划系统和设备控制系统之间。借助该平台，可以在不破坏或尽量少破坏已有设施的情况下，将制造层的设备控制系统与原有的订单、生产计划和仓储物流管理系统无缝整合。

8、案例实施成果

生产统计时间缩短为原来的11%，公司各KPI考核报表准确和及时性提高。决策者可及时获取产品成本数据，避免不必要的盲目生产，以上成本节约为60万元/年。

另外节省管理人员16人，约55万/年。

降低废品率0.5%，以200万年产量计算，一年减少1万台废品处理工作，单台废品处理成本200元，共200万/年。

出现质量问题时，精确的来料追溯，可以使管理人员准确的找到故障原因，并锁定供应商索赔，每年挽回损失约100万元。

以电视整装为例，综合良品率提升0.29%：

480000Pcs*0.29*6.91RMB/Pcs*4=3,847,488.00RMB

项目成果应用前的单月产量35000台/月，成果应用后的单月产量提高到40000台/月，单台利润为13.79RMB/台，每年因产量增加创造的生产效益为：

12*（40000-35000）台*13.79RMB/台=827,400.00RMB，

该厂效益约为467万/年，另有空调、冲压、SMT等工厂效益共计约1300万元/年。

9、案例社会价值及影响力

促进长虹公司在大规模个性化定制模式下企业管理、制造、物流等方面的全方位提升，成为工业互联网技术推动家电行业从人力密集型向知识密集型企业转型的良好示范。

10、案例未来规划

在中国制造业人口红利消失的严峻现状中找到突破口，促进制造模式的创新，最终实现从制造到智造的转变。