向智跃升 | 无锡市“智改数转网联”典型案例展播,无锡市工程师学会会员单位一汽锡柴、星驱动力、派克新材料

发布时间: 2025-08-04

当前,数字技术正以势不可挡的磅礴之力,重塑着全球制造业的格局。制造业“智改数转网联”已成为推动产业升级、培育新质生产力的核心引擎,深刻改变着生产方式、产业形态与企业运营模式。在此大背景下,无锡市工业和信息化局面向全市征集遴选了一批制造业“智改数转网联”典型案例,希望可以为更多的无锡制造业企业制定智能化建设方案、实施智能化项目提供借鉴,促进企业间交流合作,为无锡向智造强市转变提供有力支撑。

企业名称

学会会员单位一汽解放汽车有限公司无锡柴油机惠山工厂

案例名称

重型发动机制造智能工厂

摘要

重型发动机制造智能工厂项目基于企业数字化的工厂模式,采购数控机床、工业机器人等智能设备并开发相应迭代软件,与现有信息系统集成,实现对生产制造过程信息的实时采集、管理和反馈,达成生产调度、生产保障、物流管理三方面分析、决策和指挥环节的智能化。同时利用数字孪生技术二元指挥功能实现生产过程以仿真、图形等形式,打造一个扎实、全面、可行的智能工厂管理平台,实现生产制造过程在“质量-成本-效率”等多目标的最优化。

        一、背景情况

一汽解放汽车有限公司无锡柴油机厂惠山工厂是一汽解放发动机事业部旗下的核心重型发动机制造基地,基地位于无锡市惠山经开区惠景路599号,占地面积381亩(25.4万平米),实际总投资36.6亿元。基地具备年产奥威6DM发动机气缸体、气缸盖7.5万件、整机12.5万台生产能力,以及2万台16L发动机生产能力及6万台天然气机试验能力。

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2020年,为支撑解放持续领航,助推解放加速实现“中国第一,世界一流”战略目标,动力总成事业部在惠山基地启动了奥威16L发动机建设项目,并于2023年2月26日竣工并成功投产,建成了引领行业的智能制造“超级工厂”,2024年公司营收突破33亿元。随着智能化改造的深入推动,基地先后入围工信部智能制造试点示范项目、江苏省先进级智能工厂。

        二、主要做法

本项目引入将工厂的设计数字化、制造自动化、信息集成化进行融合与提升,并将精益化和绿色化贯穿生产全过程,实现工厂运营管理智能化。

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生产一线人员同样配备智能设备并开发相应迭代软件,与现有信息系统集成,实现对生产制造过程信息的实时采集、管理和反馈,达成生产调度、生产保障、物流管理三方面分析、决策和指挥环节的智能化。智能生产调度系统通过相关算法将工厂的计划细分到工位具体执行计划;通过监控整个生产作业过程,系统自动给出生产调度指令,自动预警或修正生产中的异常,加快信息处理和传递的速度,提高生产效率。智能生产保障系统通过对维修人员技能和实时状态的监控,自动调度维修人员处理故障设备,提高维修速度。基于维修知识库,大数据分析对设备开展预知维修。通过系统间的集成,基于生产计划及现场实际实现能源消耗的实时监控、调整。基于RFID技术,实现刀具的全生命周期管理,依据刀具使用过程信息的分析,优化刀具寿命。通过在线监测的质量数据分析和基于数据模型的预测,修复和调校相关的生产参数,保证产品质量的持续稳定。智能物流系统主要是结合智能生产的相关功能,实现装配线物料的自动化配送,通过AGV小车,结合RFID和SLAM自适应导航技术,根据车间环境实时构建地图,自动避障,导航精度达±5mm,实现物料从准备区到产线工位的准确、及时配送。

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本项目按照三维设计与工艺、工厂规划与仿真、柔性智能车间建设、智能感知与控制系统建设、数字化管控平台建设、大数据集成应用平台建设开展研究,实现信息物理系统的集成,形成高度协同的“设计-工艺-制造”过程,最终实现重型柴油机智能制造的新模式。并将上述研究内容分为智能设备层、智能感知与控制层及数字化管控层三个层次,具体如下:智能设备层,主要包括NC数控机床、桁架机械手、机器人、拧紧机、试漏机、冷试台位、AGV等;智能感知与控制层,主要包括数控机床、机器人传感器、RFID等采集系统装备、数据采集系统SCADA,以及光纤传感非接触检测技术、视觉防错技术等;数字化管控层,主要包括三维虚拟建模与仿真,CAPP/ERP,智能生产管理系统(IMOM),智能物流信息系统(ILS)等。

        三、成效与亮点

通过开展重型发动机制造智能工厂项目建设,实现了生产效益和综合竞争力的显著提升。

一是效率突破。物流准确率提高了50%,综合产能提高了52%。其中,11升发动机加工线的生产效率达到92%以上,已经超过丰田同类生产线水平,处于行业领先地位。

二是质量提高。产品质量显著提高,产品不良率降低39.3%,装调质量问题下降30%。

三是成本下降。运营质量显著提高,单位产值能耗降低11.3%,制造成本降低20.5%,每年节约成本超过2136万元。

        四、经验启示

锡柴惠山工厂在智能制造以及数智化转型过程中主要经验总结有以下几点:

一是新老系统取舍问题。新的项目或平台涉及的老系统如何处置,打通数据链还是在新项目里重新再造?综合考虑,我们主要是采用新项目里再造功能,废除原系统为主,辅助部分重要复杂的老系统打通数据链,降低出错率,提高开发效率,降低后期维护成本。

二是智能制造及数智化转型以成熟稳定的企业经营管理流程为基础。数智化是手段,是工具,不是企业经营的最终目的。是否具备上数智化项目的条件,要考虑是否有成熟稳定的精益生产体系,生产管理制度是否完善并运行有序,管理流程是否清晰有效。不要有用数智化项目再造管理流程从而带来企业管理能力提升的想法,而是在具备高效的管理能力基础上辅助以数智化手段,带来更大的经济效益,引领企业高速发展。

三是建立企业自身的信息化团队。大多数企业上数智化项目都是委外合作模式,甚至全权交由合作方提供解决方案、开发、测试、上线运行直至后面的系统维护。我们的经验是要想取得数智化真正的效果,必须有自己的信息化团队,从方案开始到开发测试,必须全程参与,后期维护开发必须由自己团队负责。

企业名称

学会会员单位无锡星驱动力科技有限公司

案例名称

基于全流程数智驱动高性能电驱智能工厂

摘要

基于全流程数智驱动高性能电驱智能工厂项目,通过引入自动化生产线,实现产品质量可控、生产效率提升,达到提质、增效、降本的目的。项目建成后提高了企业10%的研发效率及25%的整体生产效率,并不断降低生产成本。项目的实施极大提升了企业在新能源乘用车及关键三电部件领域的知名度和市场占有率,实现电驱产品更高集成度、更高性能、更高可靠性等特点,技术达到国际先进、国内领先水平,持续领跑行业发展。

        一、背景情况

无锡星驱成立于2022年1月,主要从事新能源汽车高性能多合一电驱动系统产品及组件的研发、制造及销售,产品应用于新能源汽车行业,包含纯电和混合动力汽车领域,业务覆盖零部件和软件在内的全价值链。公司全新一代EDU产品通过高功率电机相关技术、高效第三代半导体功率器件、低损耗减速器并结合电驱动系统的高度集成方案实现,对标国际一线品牌400V/800V电驱动产品,在系统效率、电机功率密度、峰值功率、NVH等多项关键技术指标上处于行业领先水平,致力成为新能源汽车行业全球领先的高性能电驱动产品供应商。

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目前公司客户遍布全球,均为国内外知名汽车厂家。公司主导产品产值已经突破16亿元,并匹配豪华品牌出口西欧。主要配套客户有路特斯、吉利、江淮等知名汽车厂商,近三年公司产能不断地增长,短短三年时间,营业收入持续稳健增长,2022年成立当年就实现营业收入4602万元、2023年已达6亿元、2024年突破16亿元,营业收入平均增长率693%,2024年主导产品销售额已实现国内市场排第四。通过开展数字化转型,公司已先后获评江苏省先进级智能工厂、江苏省智能示范车间、无锡市重点产业链链主企业等荣誉。

        二、主要做法

自2022年注册以来,公司就不断在完善信息化建设的投入,设立数字化部门,建立信息化体系。公司在智能化建设方面软硬件总投入已超过4亿元,购买六轴机器人、AGV系统等智能装备,并实现了产线设备100%联网,采用先进的技术架构平台和功能模块化设计,最终形成一个贯穿电驱产品研发、采购、制造、销售、物流等各个环节,以ERP系统为核心,物流执行系统(LES)、制造执行系统(MES)、质量追溯系统(QMES)和供应商管理系统(SRM)等进行深度集成,实现OT与IT网络协同,适应新能源市场发展快、技术更新快、产品迭代快的特点,实现电驱业务全生命周期、全价值链的协同。

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        三、成效与亮点

一是产出水平大幅提升。本项目引入智能化产线,产线包括MES、PLM等智能化与数字化软硬件,实现24小时不间断自动化生产,生产效率提升25%,满足市场多变需求,市场占有率显著提高。

二是生产效率显著提高。通过数字化排产和设备互联互通,生产全流程管控,效率提升25%,成本显著下降。

三是产品质量明显提升。部署全流程数字化质量监控系统,从原材料到成品进行全程可追溯,产品合格率由95%可提升99%。

四是安全生产水平增强。构建安防、人脸识别、智慧园区管理平台,运用人脸识别系统,进行安全隔离监控,全方位监控工厂信息,安全事故发生率降低为零,为企业稳定生产提供保障。

        四、经验启示

主要问题:从产品研发端到制造端数据互通性存在困难,难以形成全闭环,会拉长产品开发到产业化周期;各形态BOM线下管理,数据未实现联动,变更存在不同步,数据不一致,存在数据孤岛。

解决办法:研发端通过产品数字化设计及虚拟仿真,能够快速识别风险,缩短产品的研发周期,PLM系统确保产品全生命周期数据的一致性,打造研发领域一体化工作协同平台,研发端与制造端实现互联互通,通过PLM模块实现产品BOM在PLM系统中的管理,同时与ERP、MES集成,能够快速准确地将BOM数据传递,实现研发端与制造端的高效协同。同时,围绕BOM打通数据采集、数据管控、状态记录、数据分发的数据管理业务主线。

企业名称

学会会员单位无锡派克新材料科技股份有限公司

案例名称

基于高精密柔性的多品种小批量航空航天锻件智能工厂

摘要

项目面向锻造行业智能化发展需求,以多品种变批量环形锻件智能产线管控与集成技术开发应用为目标,围绕产品研发、工艺设计、生产作业、质量管控等关键环节,通过建设PLM、MOM、LIMS、QMS、ALM、SCADA、BPM等系统,显著提高航空航天环形锻件生产效率,降低生产成本,实现10类以上航空航天重大装备环形锻件网络协同智能生产,推动我国航空航天环形锻件产业智能升级。

        一、背景情况

无锡派克新材料科技股份有限公司成立于2006年,2020年上交所主板上市。公司主营业务是各类铝合金、钛合金、高温合金、结构钢、不锈钢等金属材料环锻件、自由锻件及模锻件的生产制造,产品服务横跨航空航天、风光水发、核电燃机等多个领域。公司生产经营状况良好,2024年实现销售32亿元,净利润2.7亿元,研发投入1.4亿元。公司主持了航空航天环形锻件领域首个国家智能制造专项“航空发动机及燃气轮机关键部件智能化生产”项目,拥有国家企业技术中心、国家单项冠军示范企业、国家级专精特新“小巨人”企业、国家5G工厂、江苏省互联网标杆工厂、江苏省先进级智能工厂等各种荣誉。

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项目的成功实施为我国对多品种变批量航空航天环形锻件(航空发动机机匣、火箭箭体、卫星壳体、导弹舱段等)短周期、高稳定性、低能耗制造探索出一条新途径,显著提升我国复杂锻件制造的技术水平,建立工业网络环境下锻件设计-制造-检测集成智能管控平台与协同运行-质量追溯体系,对于实现航空航天复杂环形锻件网络协同智能产线的建设,具有重要的科学技术价值和现实意义。

        二、主要做法

公司首创基于5G数字孪生的“物理车间-虚拟车间-动态调度与智能管控系统”融合技术,建立复杂锻件生产物理车间与虚拟车间信息的实时交互模型;在环形锻件生产中首次打造基于5G技术的传感器组网与协同信息处理的智能感知系统,实现多源异构数据融合、多要素协同生产分析,形成航空航天复杂环形锻件生产质量/能耗波动预测机制,首发多品种变批量环形锻件生产动态调度与智能管控系统,实现基于生产大数据集成和应用的智能化网络协同制造。

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项目搭建了以5G、工业以太网、办公网三网一体的网络架构,建设了新材料数据中心,为项目的整体运行提供了良好的硬件及数据通信的支撑。通过PLM系统,实现研发设计项目管理,产品设计、工艺设计及集成管理;通过MOM系统,实现生产计划、排程、工艺、质量、设备、在库状态、现场管理;通过LIMS、QMS系统实现实验室管理和主要检化验装置联网;通过ALM和SCADA系统实现设备全生命周期管理;利用BPM对业务流程管理及审批,实现各个平台系统的集成运用。通过项目建设,显著提高航空航天环形锻件生产效率、降低生产成本。

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        三、成效与亮点

通过项目实施,公司生产运营成本降低了52%,产品不良率降低36%,设备综合效率提升了15%,劳动生产率提升了26%,生产交货周期缩短了2%,研发周期缩短了52%,材料利用率提升了42%,订单准时交付率提升了11%。