新安集團馬目園區智能工廠(chǎng)項目涵蓋DCS、MES、EMS、APC、倉儲物流等應用，入選工信部2018年智能制造試點(diǎn)示范項目。該項目以大數據、工業(yè)云、人工智能等新一代信息技術(shù)為驅動(dòng)，以業(yè)務(wù)運營(yíng)數字化、生產(chǎn)制造智能化、生態(tài)服務(wù)平臺化、信息支撐敏捷化的“四化融合”方式為核心內容，建成面向市場(chǎng)的綠色、安全、高效、循環(huán)且技術(shù)安全可控的數字化車(chē)間。以數字化車(chē)間為試點(diǎn)，逐步完善智能工廠(chǎng)新模式，助推新安集團打造戰略新材料工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大數據應用。同時(shí)，為我國傳統化工基地以及化工園區向智能制造轉型升級、創(chuàng )新發(fā)展提供良好的示范效應。

1　背景

新安集團創(chuàng )始于1965年，地處浙江省建德市，公司主營(yíng)作物保護、有機硅材料兩大核心產(chǎn)業(yè)，形成了以草甘膦原藥及劑型產(chǎn)品為主導，殺蟲(chóng)劑、殺菌劑等多種產(chǎn)品同步發(fā)展的產(chǎn)品群；圍繞有機硅單體合成，形成硅橡膠、硅油、硅樹(shù)脂、硅烷偶聯(lián)劑四大系列產(chǎn)品，成為擁有全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢的有機硅企業(yè)。經(jīng)過(guò)多年快速發(fā)展，新安集團成為中國制造500強、全球農化銷(xiāo)售20強企業(yè)。然而，2013年草甘膦價(jià)格上漲，許多中小企業(yè)陸續重進(jìn)草甘膦行業(yè)，產(chǎn)能過(guò)剩局面愈加嚴重，草甘膦價(jià)格開(kāi)始持續走低；作為公司兩大拳頭產(chǎn)品之一的有機硅單體也在國外巨頭的強力沖擊之下，毛利率呈現下降趨勢，企業(yè)經(jīng)營(yíng)發(fā)展受到挑戰。

與此同時(shí)，地處城市之中的白南山生產(chǎn)基地，由于城市的快速擴張，周邊居民越來(lái)越多，基地潛在發(fā)展空間受限，難以維持生產(chǎn)規模的進(jìn)一步擴大。隨著(zhù)社會(huì )、政府、民眾對環(huán)境要求的不斷提高，企業(yè)在安全環(huán)保方面的壓力也在持續增大，將白南山生產(chǎn)基地搬遷至遠離城市的馬目園區勢在必行。面對以上多重問(wèn)題與挑戰，新安集團決定借助搬遷的契機，通過(guò)實(shí)施智能制造，打造“智能園區V1.0”，實(shí)現轉型升級，增強企業(yè)核心競爭力。

2　案例介紹

在新安集團馬目智慧園區規劃建設之初，中控技術(shù)就與新安集團制定“整體規劃—試點(diǎn)驗證—推廣應用”的基本建設路線(xiàn)，對智能園區的系統進(jìn)行平臺化集約設計，制定平臺化建設方案和數據集成規范，提高軟硬件資源的使用效率、降低智能園區建設總成本、提升建設項目的成功率、縮短整體工程的交付周期。馬目園區智能工廠(chǎng)的建設總共分為七大階段：

第一階段：咨詢(xún)規劃階段（2015年5月）。啟動(dòng)并開(kāi)展了智慧園區咨詢(xún)規劃工作，對企業(yè)現狀進(jìn)行摸底、評估與需求分析，并在此基礎之上，繪制未來(lái)智慧園區愿景藍圖，確定總體架構與建設內容，制定實(shí)施路線(xiàn)與風(fēng)險防范措施，估算投入資金，測算預期效益效果；

第二階段：籌備階段（2016年4月）。前往智能化建設效果較好的同類(lèi)企業(yè)參觀(guān)，籌備白南山園區搬遷工作；

第三階段：?jiǎn)?dòng)建設階段（2016年11月）。確定智慧園區建設總承包商，簽訂合同，正式啟動(dòng)智慧園區項目建設；

第四階段：模塊上線(xiàn)階段（2016年11月）。歷時(shí)1年左右完成智慧園區各系統模塊建設；

第五階段：試運行階段（2017年10月）發(fā)現系統問(wèn)題與故障，并進(jìn)行修正與優(yōu)化，同時(shí)使各類(lèi)用戶(hù)人員逐步從過(guò)去傳統的工作管理方式向以智能化技術(shù)為替代或輔助的新型方式進(jìn)行轉變；

第六階段：生態(tài)應用階段（2018年7月）。以 ERP為核心的“1+18”經(jīng)營(yíng)管理系統的全面投入應用，并與園區層面實(shí)現縱向貫通，至此，馬目智慧園區基本建成；

第七階段：推廣復制與深化提升階段（至今）。將馬目智慧園區模式迅速向旗下江南化工、開(kāi)化園區進(jìn)行復制推廣；并積極與中控技術(shù)及阿里巴巴進(jìn)行深入合作，共同挖掘利用工業(yè)大數據技術(shù)解決生產(chǎn)工藝、經(jīng)營(yíng)管理深層次問(wèn)題的新場(chǎng)景，目前正在由智能制造V1.0向V2.0過(guò)渡。

圖1 新安集團馬目智慧園區建設歷程

3　應用創(chuàng )新性、重點(diǎn)與難點(diǎn)問(wèn)題

新安集團馬目智慧園區建設覆蓋集團、園區、工廠(chǎng)三個(gè)層次，圍繞安全、節能、綠色、高效四大核心目標，通過(guò)打造高效優(yōu)化的供應鏈系統、柔性精細的生產(chǎn)管控系統、安全穩定的生產(chǎn)保障系統三條業(yè)務(wù)主線(xiàn)展開(kāi)建設。

圖2 新安集團馬目智慧園區建設目標

新安集團馬目智慧園區建設涉及操作控制、生產(chǎn)運行、企業(yè)運營(yíng)與經(jīng)營(yíng)決策4個(gè)層面展開(kāi)，大小共建設20多套信息化系統。經(jīng)營(yíng)決策層包括大數據平臺、商業(yè)BI、綜合報表等系統；企業(yè)運營(yíng)層包括企業(yè)云、ERP系統、CRM系統、智慧倉儲物流系統、科研系統、采購平臺以及馬目生產(chǎn)指揮中心等；生產(chǎn)運行層包括生產(chǎn)執行系統（MES）、安全環(huán)保系統（HSE）、計劃優(yōu)化、計劃調度、質(zhì)量管理系統 （LIMS）、設備管理系統（EAM）、視頻監控等配套硬件設備、實(shí)時(shí)數據庫（數據中心），其中智慧園區項目將馬目園區數據接入到了數據中心，推廣復制階段接入鎮江與開(kāi)化園區數據；操作控制層包括 DCS/PLC自動(dòng)化控制系統、新一代物聯(lián)網(wǎng)、地磅系統、自動(dòng)化儀器儀表、智能傳感裝置與邊緣采點(diǎn)。

圖3 新安集團智能制造建設內容

從2013年提出“第四次工業(yè)革命”以來(lái)，不少制造企業(yè)投身“智能制造”與“數字化轉型”，期望抓住這歷史機遇優(yōu)化企業(yè)核心競爭力、贏(yíng)得領(lǐng)先的競爭地位。然而在推進(jìn)“智能制造”與“數字化轉型”過(guò)程中也不是一帆風(fēng)順的，不少企業(yè)發(fā)現在投入建設后并未取得預期效果，紛紛陷入了“建設困境”。

推進(jìn)智能制造實(shí)際上是一項復雜而龐大的系統工程，需要持續的優(yōu)化升級。中控技術(shù)率先提出“中控智能制造方法論”，采取“定起點(diǎn)、辨目標、繪藍圖、 創(chuàng )價(jià)值”的四步走的方針，推出企業(yè)智能制造診斷、企業(yè)智能制造咨詢(xún)規劃、企業(yè)智能制造項目管理咨詢(xún)三項服務(wù)，幫助企業(yè)系統性組織智能制造建設工作。

圖4 智能制造咨詢(xún)規劃全生命周期“3階段、6環(huán)節”

幫助企業(yè)克服智能制造建設過(guò)程中遇到的認知障礙、組織障礙、技術(shù)障礙與投入障礙這“四大障礙”，并且有目標分階段地同步提升企業(yè)工作形式、組織能力、技術(shù)水平和信息治理能力，構建起基于企業(yè)智能制造評價(jià)體系的循環(huán)迭代有序建設與價(jià)值實(shí)現的“正反饋激勵”。

圖5 企業(yè)智能制造實(shí)施路線(xiàn)

4　效益分析

新安集團在成功實(shí)施馬目智慧園區之后在供應鏈、生產(chǎn)運行、生產(chǎn)保障、倉儲物流以及園區指揮五個(gè)方面實(shí)現數字化智能化，極大地提升企業(yè)生產(chǎn)運行效率，為企業(yè)創(chuàng )造顯著(zhù)的經(jīng)濟價(jià)值。

（1）供應鏈智能化

傳統形式的供應鏈存在的最大問(wèn)題是客戶(hù)與供應商之間的溝通效率低下?？蛻?hù)的需求傳達到供應商需要一段時(shí)間，同樣的，供應商的反饋也存在著(zhù)延時(shí)。低效率的供應鏈不利于企業(yè)生產(chǎn)。新安集團利用互聯(lián)網(wǎng)，將相互割裂的商流、信息流和資金流重新連接起來(lái)，成為運營(yíng)管理的中樞神經(jīng)，基于預測模型和計劃優(yōu)化模型，自動(dòng)制定集團最優(yōu)采購、生產(chǎn)和銷(xiāo)售計劃。

高效優(yōu)化的供應鏈基于預測模型和計劃優(yōu)化模型，實(shí)現自動(dòng)制定集團最優(yōu)采購、生產(chǎn)和銷(xiāo)售計劃。其中需求預測超過(guò)200個(gè)牌號產(chǎn)品，大類(lèi)預測準確率>75%；多方案的盈利性比較分析，利潤達上千萬(wàn)。

（2）生產(chǎn)運行智能化

在新安集團的數字化車(chē)間，生產(chǎn)鏈條的各個(gè)環(huán)節都進(jìn)行積極的交互、協(xié)作、賦能，提高生產(chǎn)效率。在智能化生產(chǎn)線(xiàn)上，依稀可見(jiàn)幾個(gè)身穿深藍色制服的工人與機器并肩工作，形成了人機協(xié)同的共生生態(tài)。通過(guò)智能生產(chǎn)設備，新安集團把上千個(gè)參數傳入“工業(yè)大腦”，通過(guò)人工智能算法，對所有關(guān)聯(lián)參數進(jìn)行深度學(xué)習計算，在生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)時(shí)監測和調控變量，最終將最優(yōu)參數在大規模生產(chǎn)中精準落地，大大提高生產(chǎn)的精益化水平。不僅僅在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，新安集團還將智能化應用于園區內的生產(chǎn)計劃、調度、操作、統計、分析、考核系統中。真正實(shí)現系統的一體化、精細化、閉環(huán)管理，并強化大數據平臺的輔助決策能力。

柔性精細的生產(chǎn)管控生產(chǎn)過(guò)程中大工藝、設備 控制點(diǎn)90%以上實(shí)現了實(shí)時(shí)監控與報警，二廠(chǎng)關(guān)鍵生產(chǎn)工藝100%進(jìn)行量化評價(jià)，為生產(chǎn)管控精細化提供依據。通過(guò)“訂單池”的數字化管理，打通生產(chǎn)制造與經(jīng)營(yíng)管理之間的業(yè)務(wù)鏈條，縮短了20%的交互時(shí)間，使生產(chǎn)系統能夠更快速的影響市場(chǎng)變化，實(shí)現柔性協(xié)同生產(chǎn)。

（3）保障系統智能化

中控技術(shù)為新安集團提供了涉及日常安全、應急安全和綜合監控方面的安全管控手段，將隱患排查、安全報警、作業(yè)管理等安全管理模塊通過(guò)企業(yè)微信平臺進(jìn)行業(yè)務(wù)互動(dòng)。園區各安全日常業(yè)務(wù)均在移動(dòng)端進(jìn)行體現，使管理人員能夠在遠程完成對安全業(yè)務(wù)的監管和工作安排。

安全穩定的生產(chǎn)保障園區實(shí)現7×24小時(shí)安全信息實(shí)時(shí)監控，重大報警響應流程由5項優(yōu)化至3項，安全作業(yè)實(shí)現在線(xiàn)閉環(huán)管理，并通過(guò)將應急預案、應急物資、危險源以及視頻探頭等信息與移動(dòng)終端的集成，實(shí)現了應急處置的協(xié)同聯(lián)動(dòng)與快速響應，終端應急信息推動(dòng)，時(shí)限<10s。智能少人化的倉儲物流建成無(wú)人值守地磅、車(chē)輛動(dòng)態(tài)跟蹤和自動(dòng)立體倉庫，實(shí)現了從車(chē)輛預約、入廠(chǎng)、過(guò)磅、裝卸車(chē)、入庫、到車(chē)輛出廠(chǎng)全流程的無(wú)縫銜接與業(yè)務(wù)協(xié)同，降低了人工勞動(dòng)強度與人員需求，大幅提升物流周轉率。

項目從規劃到落地建成共經(jīng)過(guò)6個(gè)階段，歷時(shí)3年2個(gè)月?？茖W(xué)合理的園區生產(chǎn)指揮通過(guò)將集團供應鏈、園區倉儲物流、各工廠(chǎng)生產(chǎn)運行以及各種保障系統業(yè)務(wù)的集中集成，實(shí)現產(chǎn)業(yè)鏈層面的高效優(yōu)化運行。通過(guò)信息化、網(wǎng)絡(luò )化、物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)的信息與通訊技術(shù)，同時(shí)緊密結合公司實(shí)際生產(chǎn)業(yè)務(wù)需求，打造出一個(gè)具有結構扁平、集中管控、資源共享、統籌協(xié)調的新安特色智能產(chǎn)業(yè)園區。

截至目前，中控技術(shù)智能制造咨詢(xún)業(yè)務(wù)已服務(wù)完成國家項目7項，智能工廠(chǎng)/數字化轉型咨詢(xún)28項、智能制造診斷項目49家，助力企業(yè)順利完成由傳統企業(yè)向現代企業(yè)的智能制造與數字化轉型。

摘自《自動(dòng)化博覽》2021年3月刊