老板电器智能工厂建设
成果类型:: 实用新型专利
发布时间: 2022-11-01 16:20:10
项目开展过程中,与老板电器合作共建了“院士工作站”,依托院士工作站,项目团队针对老板电器技术需求及相关问题,进行了成果转移转化、技术攻关以及应用落地。具体的服务内容总体分为4部分:(1)面向定制化生产的智能工厂总体规划。(2)老板电器总装生产线自动化设计。(3)老板电器模具信息化管理系统开发。(4)油烟机系列化产品平台规划。
(一)面向定制化生产的智能工厂总体规划
面向消费者日益增长的个性化需求和厨房电器数字化智能化技术应用前景,基于先进的生产、管理和服务理念,开展面向定制化生产的智能工厂总体规划,进行智能工厂顶层规划设计。
(二)老板电器总装生产线自动化设计
老板电器总装线产品是由标准件、零件、部件经过各工序来进行组装、检测及包装完成整机的装配工作,改造前每道工序的装配过程与检测基本由人工来完成,企业存在人工成本和管理成本居高不下,装配质量的稳定性以及生产效率较低的问题。
(三)老板电器模具信息化管理系统开发
老板电器的模具部门以冲压模具设计与制造为主,模具设计及制造流程采用传统的工作模式,项目开展时,企业没有模具设计与生产管理的信息化平台,无法对模具设计制造过程中的三维模型、设计图纸、数控程序、工艺文档等资料进行系统管理,难以共享设计制造资源,设计人员的知识经验难以得到有效地保留和转化。
项目在分析企业模具部门现有设计、制造信息资料特点、业务流程的基础上,将成组技术与面向对象知识表达方法相结合,提出基于成组技术的模具生产过程知识的表达方法,对模具生产过程中各环节的信息资源进行知识化表达与封装,构建模具信息化管理系统,在知识的驱动下,快速准确地进行模具设计,确定加工方案,从而减少企业对模具技术人员经验的需求,减少由于技术人员流动所带来的损失,提高生产效率,降低企业成本。
(四)老板电器油烟机系列化产品平台规划
通过系列化产品平台规划,解决现有产品继承和产品族规划的问题,隔离大规模客户需求对后续开发和生产的影响,避免不必要的产品和零部件种类扩张。
1) 合理规划系列化产品平台,以实现零部件的分类管理,提高产品零件重用率,避免不必要的产品和零部件种类扩张;
2) 缩短新产品开发周期,降低时间成本;
3) 提高企业生产周期中的智能化管理水平,有利于规范企业生产管理,降低产品生产成本。
项目团队给老板电器提供技术服务的过程中,双方团队开展了深层次、全面的模式探讨、技术互动交流,所形成的服务亮点如下。(一)产学研用协同以老板电器智能工厂建设为目标,以数字化智能化技术在企业的应用实施为导向,项目团队开展与老板电器的合作,建立院士工作站,从清华大学引入技术、专家,双方协同推进项目工作,进行如总装自动化改造、模具知识化应用、智能产品平台等关键技术问题研究和攻关,提升企业效益,形成标杆,引领行业发展。(二)明确顶层设计定位对于老板电器的智能工厂建设,明确要从全局化、系统化的角度来规划和展开工作,开展顶层设计,逐层分解,在业务、业务功能、数据及数据处理上形成统一,规划相应软硬件系统,指导建设,形成互联互通的信息集成、业务集成、企业集成。(三)强调数据统一,以数据为关键驱动力项目组从老板电器业务需求出发,梳理业务所需数据,形成业务架构、数据架构,实现数据的统一规划,为企业构建单一数据源提供指导,解决“信息孤岛”问题,并且通过全面的要素集成、数据互联,可以给大数据、人工智能等技术的应用提供坚实的支撑,驱动生产管理流程再造。
(四)统一认知,构建企业评价标准
老板电器智能工厂的建设是一项长期性的工作,无法一蹴而就,项目团队结合老板电器的实际情况,从多个角度设计了相应的评价体系来考核,形成评价标准,为企业各个部门、部门人员在认知上、动作上保持高度统一、同心协力奠定了基础,有力的支撑项目建设和运营管理。
(五)聚焦基础人才
老板电器在自动化、信息化、数字化有一定的基础条件,企业也有一定数量的专业人员,但相较于智能工厂建设而言,在基础上依旧需要“补课”,因此项目团队从企业现状出发,全面梳理其所需开展及建设信息化、数字化工作,为智能化应用准备,并且在开展过程中,与企业相关人员一直保持密切交流、对接、讨论,传播方法论、技术知识,借助项目工作,在“做中学,学中思”,培养智能制造人才。
形成了老板电器智能工厂总体规划报告,将先进的技术与企业现状、背景、行业状况进行深入的融合,贴合企业生产实际,企业可按此进行落地实施应用,指导企业开展数字化转型智能化改造工作。此外此总体规划报告对于家用厨房电器行业亦有一定的指导、借鉴作用。
基于所规划的智能工厂总体规划报告,指导企业应用相关理念技术,老板电器及其团队开发实现了“九天中枢平台”,形成了企业的“工厂大脑”,透明化管理、智慧化决策,是家电行业的标杆平台
基于项目出具的规划内容、技术服务、建设指导,老板电器及其在冲压车间建设了“黑灯工厂”,实现无人化智能生产
目前上述成果均可应用在大多数的家电生产企业,尤其是厨电生产型工厂。
项目团队为老板电器吴澄院士工作站团队,由清华大学国家CIMS工程技术研究中心工程部人员为主,由科学研究和工程实践两方面、多层次人才构成,包含院士/教授、高级工程师、工程师、研究生共12人,涉及机械、控制、电子等多学科多领域,其中具备博士学位3人,硕士学位5人。项目负责人赵骥,博士,高级工程师,清华大学国家CIMS工程技术研究中心工程部主任、浙江清华长三角研究院工业互联网工程技术研究中心常务副主任,主要研究领域:工业互联网、虚拟制造与协同仿真、智能工厂。长期从事CIMS、智能制造、工业互联网领域的科研与技术管理工作。负责或参与过国家级、省部级研究项目及企业应用项目70多项,如科技部重点研发计划、863重大攻关项目、国家科技攻关计划、国家科技支撑计划、中欧国际合作项目、航空基金项目、国防科工委预研项目等。近5年内作为飞机制造、家用电器、电线电缆等8个行业的智能工厂项目负责人,对基于5G的智能制造及实施路径、多学科协同设计仿真优化、工业互联及数据交换等方面有深入研究。在智能制造、信息化数字化领域有着丰富的技术积累及产业化经验。
吴澄院士,清华大学自动化系教授,博士生导师,中国工程院院士,国家CIMS工程技术研究中心主任,中国制造2025咨询专家组主要成员,中国新一代人工智能战略咨询委员会成员。曾任国家973项目“复杂生产制造过程实时智能控制与优化理论方法”首席科学家,国家863计划自动化领域首席科学家。自1986年起,参与并领导了国家高技术研究与开发计划(863计划)自动化领域及CIMS主题的发展战略规划和组织实施工作,曾任CIMS主题专家组组长,主持建成我国第一个CIMS实验工程,获国家教委科技进步一等奖,国家科技进步二等奖,美国制造工程师学会(SME)的颁发的“大学领先奖”。主要研究领域包括复杂生产系统的优化调度、复杂工业自动化系统的建模、设计、优化及实现等。
团队成员还包括张和明教授、赵博高工、吴教丰工程师等,长期从事智能制造技术研究、系统开发实施工作。
实现业务与信息化、数字化的精准结合,数据完全来自于业务的要求,服务于业务,并实现数据的统一规划,为企业构建统一数据源提供指导,避免了困扰许多行业企业头疼的“信息孤岛”问题,降低了信息系统对接成本
基于项目工作成果、项目团队技术服务支持,老板电器逐步实施应用所规划的内容及相关技术,建设软硬件系统,其所取得的总体经济效益如下:
该项目为清华大学国家CIMS工程技术研究中心“院士工作站”作为其中的翘楚,依托院士工作站,项目团队针对老板电器技术需求及相关问题,进行了成果转移转化、技术攻关以及应用落地。目前智能化工厂建设为主流,越来越多的头部企业通过校企合作开展智能化工厂的新建和改造,目前该团队提供成套技术服务支持,指导企业根据自身产品线,进行智能化工厂建设,老工厂改建等合作。