智能制造是我國(guó)加快建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)的主攻方向，是上海城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要抓手。智能工廠是推動(dòng)智能制造的切入點(diǎn)和突破口，是制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要載體。

2020年9月，上海市經(jīng)濟(jì)信息化委等6部門聯(lián)合發(fā)布了《上海市建設(shè)100+智能工廠專項(xiàng)行動(dòng)方案（2020-2022年）》，計(jì)劃三年推動(dòng)建設(shè)100家智能工廠，打造10家標(biāo)桿性智能工廠，培育10家行業(yè)一流水平的智能制造系統(tǒng)集成商，搭建10個(gè)垂直行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，即“10030”工程。12月，市經(jīng)濟(jì)信息化委認(rèn)定授牌了首批20家上海市智能工廠，主要聚焦在汽車、電子信息、高端裝備、生物醫(yī)藥等7個(gè)行業(yè)領(lǐng)域。為了總結(jié)和分享智能工廠建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，遵循“樹典型、強(qiáng)引導(dǎo)、立標(biāo)桿”的原則，我們分領(lǐng)域、分批次對(duì)20家智能工廠進(jìn)行詳細(xì)報(bào)道。

一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介

圖1 蘭寶智能制造傳感器數(shù)字化智能工廠

上海蘭寶傳感科技股份有限公司智能傳感器制造數(shù)字化智能工廠（以下簡(jiǎn)稱：蘭寶智能傳感器數(shù)字化智能工廠）圍繞三條自動(dòng)化智能傳感器生產(chǎn)線、三條模塊化精密產(chǎn)品生產(chǎn)線、二十五組U型手工線，打通和整合現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字資源，引入精益制造理論，利用邊緣計(jì)算模型重新構(gòu)建了數(shù)字化的傳感器車間，應(yīng)用Unity3D虛擬現(xiàn)實(shí)仿真技術(shù)對(duì)工廠布局和車間產(chǎn)線生產(chǎn)進(jìn)行了1:1場(chǎng)景建模，按實(shí)際生產(chǎn)節(jié)拍設(shè)計(jì)了生產(chǎn)仿真系統(tǒng)。數(shù)字化工廠經(jīng)過(guò)沙盤模擬推演，最終一次改造成功，在完成創(chuàng)新建設(shè)智能工廠的同時(shí)，確保生產(chǎn)提質(zhì)增產(chǎn)降耗，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益，為電子行業(yè)在智能制造數(shù)字化工廠應(yīng)用積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)，樹立行業(yè)新標(biāo)桿。

二、項(xiàng)目亮點(diǎn)

蘭寶智能傳感器數(shù)字化車間通過(guò)虛擬化設(shè)計(jì)提高項(xiàng)目方案可行性、創(chuàng)新智能制造精益化理論、建設(shè)智能制造數(shù)字化基礎(chǔ)平臺(tái)、集成研發(fā)設(shè)計(jì)仿真平臺(tái)、解決了生產(chǎn)質(zhì)量的數(shù)字化問(wèn)題。

通過(guò)智能制造創(chuàng)新解決關(guān)鍵問(wèn)題、突破關(guān)鍵技術(shù)和短板裝備，高質(zhì)量完成核心裝備、關(guān)鍵技術(shù)研究，確保智能制造工廠順利建設(shè)。

1. 智能化設(shè)計(jì)：全流程虛擬化設(shè)計(jì)提高項(xiàng)目方案可行性

圖2 蘭寶U3D工廠建模仿真平臺(tái)

圖3 蘭寶生產(chǎn)仿真平臺(tái)-業(yè)務(wù)流程仿真

圖4 蘭寶生產(chǎn)仿真平臺(tái)-生產(chǎn)節(jié)拍仿真

蘭寶自主開發(fā)3D虛擬仿真平臺(tái)，解決新廠車間產(chǎn)線布局設(shè)計(jì)、生產(chǎn)業(yè)務(wù)流程沙盤推演、生產(chǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控等問(wèn)題，對(duì)產(chǎn)線設(shè)計(jì)和改造進(jìn)行3D建模，對(duì)業(yè)務(wù)流程優(yōu)化進(jìn)行沙盤推演，充分發(fā)揮虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在數(shù)字化工廠升級(jí)改造中的作用，減少產(chǎn)線改造現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)次數(shù)，減少自動(dòng)化物流系統(tǒng)業(yè)務(wù)測(cè)試部署次數(shù)，盡最大可能減少車間改造對(duì)生產(chǎn)任務(wù)的影響，提高數(shù)字化工廠項(xiàng)目升級(jí)改造一次通過(guò)率；在新產(chǎn)品開發(fā)中，可通過(guò)平臺(tái)對(duì)新產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行詳細(xì)仿真，為工藝設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供精準(zhǔn)化的依據(jù)

2. 智能化產(chǎn)線：創(chuàng)新智能制造精益化理論改造產(chǎn)線

圖5 蘭寶精益制造業(yè)務(wù)藍(lán)圖設(shè)計(jì)

蘭寶運(yùn)用精益制造理論結(jié)合智能制造技術(shù)，重新設(shè)計(jì)了數(shù)字化工廠智能制造產(chǎn)線，對(duì)原來(lái)生產(chǎn)離散的工作島模式、工位暫存半成品較多、產(chǎn)品柔性連接較多模塊化較低、前道工序流轉(zhuǎn)規(guī)劃欠缺、產(chǎn)品中間流轉(zhuǎn)信息紙質(zhì)化的情況進(jìn)行了深入改造。

圖6 蘭寶數(shù)字化工廠產(chǎn)線AGV小車應(yīng)用

蘭寶提出了從生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)出發(fā)進(jìn)行經(jīng)營(yíng)改善為目標(biāo)，充分利用“人、機(jī)器和IT協(xié)同”的柔性生產(chǎn)，減少貫穿全供應(yīng)鏈、工程鏈的總成本，推動(dòng)蘭寶信息化數(shù)字化改造，提高產(chǎn)品價(jià)值的目的，完成傳感器制造工廠整體改造評(píng)估、產(chǎn)線布局設(shè)計(jì)優(yōu)化、設(shè)備與人員管理優(yōu)化、質(zhì)量追溯管理設(shè)計(jì)、自動(dòng)化工位識(shí)別、產(chǎn)線信息化規(guī)劃等。

3. 智能化管理：自研智能制造數(shù)字化基礎(chǔ)平臺(tái)打通所有設(shè)備數(shù)據(jù)

圖7 蘭寶智能制造數(shù)字化基礎(chǔ)平臺(tái)

蘭寶智能制造項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)了OPC中間層服務(wù)器，解決智能制造底層設(shè)備和信息化系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)鴻溝，使得生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)所有設(shè)備數(shù)據(jù)無(wú)障礙采集至OPC服務(wù)器，實(shí)時(shí)發(fā)送給MES系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)、APS系統(tǒng)、SPCD系統(tǒng)，為數(shù)字化工廠成功實(shí)施奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4. 智能化研發(fā)：集成研發(fā)設(shè)計(jì)仿真平臺(tái)提升研發(fā)效率

圖8 蘭寶Simulab設(shè)計(jì)仿真平臺(tái)

圖9 電磁仿真設(shè)計(jì)

在蘭寶研發(fā)中心已有的ANSYS、PROE、TracePro、ZEMAX、Altium Designer等仿真系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行研發(fā)設(shè)計(jì)仿真集成，統(tǒng)一仿真研發(fā)環(huán)境，使研發(fā)設(shè)計(jì)仿真工作成為信息化、數(shù)字化、高度集成化的平臺(tái)，確保產(chǎn)品研發(fā)集中高效完成。

5. 智能化質(zhì)量管理：解決生產(chǎn)質(zhì)量的數(shù)字化管理問(wèn)題

圖10 蘭寶SPCD質(zhì)量控制系統(tǒng)

基于六西格瑪質(zhì)量管理理論搭建的SPCD生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量管控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備質(zhì)量和工藝數(shù)據(jù)數(shù)字化，實(shí)現(xiàn)從SMT、組裝調(diào)試、到灌封測(cè)試、高低溫老化測(cè)試的質(zhì)量檢測(cè)監(jiān)控，并在工廠控制中心完成現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)質(zhì)量監(jiān)控和反饋，定期生成質(zhì)量報(bào)表，配合質(zhì)量管理部完成生產(chǎn)質(zhì)量和工藝改進(jìn)。

三、項(xiàng)目成效

蘭寶智能傳感器數(shù)字化智能工廠項(xiàng)目的建設(shè)正是兩化融合在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的具體實(shí)踐，通過(guò)數(shù)字化工廠的建設(shè)，在基礎(chǔ)的工業(yè)單元層面對(duì)信息化和工業(yè)化進(jìn)行有機(jī)整合，實(shí)現(xiàn)了兩化融合的科學(xué)發(fā)展。

數(shù)字化工廠實(shí)施后，生產(chǎn)單件產(chǎn)品平均工時(shí)縮短23%、產(chǎn)品研制平均周期縮短37.5%、綜合能耗降低12%，同時(shí)完成企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)3項(xiàng)、軟件著作權(quán)6項(xiàng)、發(fā)明專利6項(xiàng)、智能裝備6種。數(shù)字化工廠的建設(shè)取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益，生產(chǎn)模式成果、核心裝備成果具有行業(yè)可推廣性。

蘭寶智能傳感器數(shù)字化智能工廠項(xiàng)目有效解決了離散制造業(yè)“多品種小批量”生產(chǎn)模式問(wèn)題。運(yùn)用3D仿真技術(shù)進(jìn)行數(shù)字化建模設(shè)計(jì)和工廠布局仿真推演，并進(jìn)行自動(dòng)化產(chǎn)線改造和車間智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)、MES系統(tǒng)實(shí)施，集成了包括PDM產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)、Simulab設(shè)計(jì)仿真系統(tǒng)、SPCD車間過(guò)程質(zhì)量控制系統(tǒng)、ECMS能源管控系統(tǒng)、DAC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在內(nèi)的信息化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互貫通、協(xié)同一致，構(gòu)筑成為蘭寶智能制造的強(qiáng)大核心。

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