一文看懂工業互聯網操作系統批量制造“燈塔工廠”的邏輯_每日視訊

2023年1月,世界經濟論壇(WEF)公布最新一批“燈塔工廠”名單,全球有18座工廠入選,其中8家來自中國,截至目前,中國的“燈塔工廠”增至50座,持續排名全球第一。

在被稱為“鋼鐵裁縫”的離散制造行業,產品及工序相對復雜,造出“燈塔工廠”更是難上加難。憑借“有條件要上,沒有條件創造條件也要上”的實干勁頭,中國還是造出了全球重工行業僅有的2座“燈塔工廠”:三一北京樁機工廠(2021年9月入選)、三一長沙18號工廠(2022年10月入選)。

(資料圖片)

燈塔工廠代表著當今全球制造業領域智能制造和數字化最高水平,也是一項勇闖“無人區”的探索。在市場上還沒成熟的解決方案之時,僅憑技術堆砌無法解決問題,三一重工便攜手樹根互聯思考如何將多個數字系統打通、將技術融合應用,創造性地打造屬于中國的重工行業燈塔工廠。在這之前,樹根互聯的根云實踐還成功應用在北京福田康明斯發動機有限公司。巧合的是,三一重工北京樁機工廠和福田康明斯發動機還是北京全市僅有的兩家“燈塔工廠”。

連續打造多座燈塔工廠,這意味著,樹根互聯已經形成了一套成熟的“燈塔工廠”建設方法論。由其打造的、自主可控的工業互聯網操作系統——根云,成為燈塔工廠依托的“數字化轉型新基座”,支撐著全局智能化運維。

根云之上“蓋”燈塔工廠:人均產值世界頂尖

位于湖南長沙經濟技術開發區的18號工廠,是工信部首批智能制造試點示范工廠,2022年入選全球制造業“燈塔工廠”名單。在這里,等離子切割機正根據不同指令切割不同形狀的鋼板,切割完成后的鋼板由機械手臂分揀、抓取到不同的分裝框中,再由自動運輸機器人運送到指定位置;加入視覺識別模塊的智能焊接機器人在有條不紊地進行焊接;多臺自動引導運輸車滿載物料不間斷地運輸……

一臺泵車有2200個零件,生產完成要經過196道工序。在根云工業互聯網操作系統的實時連接與毫秒級的計算分析之下,一切復雜工序都化繁為簡,在各自的數字化系統里有序展開,也在以根云為核心構建的“燈塔網絡”里互相支持彼此響應。

在焊接工藝,長達幾米的大零件進行機器人焊接,位置要精確到毫米。最初,三一嘗試了很多方法,由圖形識別到高精度工裝識別,嘗試了幾個月后,最終將這些方法融合在一起,采用焊槍定位的方法才實現了大型零件的精準定位。

項目組通過機器人將焊槍觸碰大型零件的各個點位,再通過空間坐標進行融合計算,逐漸修正零件定位,最終通過技術創新與工程實踐結合實現工藝數字化。

就這樣,基于根云工業互聯網操作系統,三一完成了下料、焊接、機加等九大工藝數字化,18號工廠由此迎來脫胎換骨的蛻變:在這里,每臺泵車從原材料起就有一張專屬“身份證”,由MOM“工廠大腦”全程智能調度,實現“一張鋼板進,一臺泵車出”的智能制造全要素落地。

鋼板的切割和分揀完全交給了擁有3D視覺的AI機器人,將精度提升至1毫米同時,周期縮短60%,材料浪費減少了近一半。

2021年,18號工廠的人均產值1471.13萬元,每一平方米效益15.4萬元,兩項核心數據均為全球重工行業的“燈塔標桿”。

世界經濟論壇官網上這樣介紹三一18號工廠的入選理由:“為應對重工行業市場的周期性波動、多品種小批量及重型部件生產挑戰,三一充分利用柔性自動化生產、人工智能和規?；腎IoT,建立數字化柔性的重型設備制造系統。最終實現工廠產能擴大123%,生產率提高98%,單位制造成本降低29%”。

操作系統底層技術:可快速批量打造“燈塔工廠”

從福田康明斯全球“燈塔工廠”,到“全球重工行業首座燈塔標桿”三一重工北京樁機工廠,再到“世界泵王”18號燈塔工廠,工業互聯網操作系統早已摸清燈塔工廠建設路徑,可助力中國制造快速構建“燈塔網絡”,批量制造“燈塔工廠”。

工業互聯網透過跨行業跨領域的賦能,進階為打造一個平臺型產品,這背后,平臺通用能力對企業降低轉型門檻至關重要。樹根互聯打造的“根云”工業互聯網操作系統,本質上是把企業數字化轉型時需要的公共能力和數字化轉型的成熟應用沉淀下來,并支撐制造企業快速擁有建設以及復制“燈塔工廠”的硬實力。

不得不提到操作系統背后的根云聯邦架構,這是一種為全球化布局的制造業提供跨洲跨國、集團管控、 園區自治、數據合規的工業操作系統技術,可有效解決大型制造業集團多園區、多工廠乃至全球化部署的數字化管理核心痛點。

要知道,18號工廠光占地面積就達到10萬平方米,涵蓋9大工藝、32個典型場景;同樣,在三一樁機工廠,就有8個柔性工作中心,16條智能化產線,375臺全聯網生產設備。如何將如此龐雜的組織有機組合在一起,就非?？简灥讓蛹夹g能力。

依托根云聯邦架構,“燈塔工廠”順利實現多園區分布式部署以及統一管理,如集團需要對各個事業部、各園區IoT平臺進行統一管理,權限、組織、設備臺賬、設備模型等由集團統一管理和配置,集團側能夠統一實時地感知園區乃至事業部等各個層級的生產運營狀態。

工業操作系統正展現出溢出效應。18號燈塔工廠多項原創技術方案已迅速在三一集團其他45個工廠全面推廣,并先后支持了4062個考察團、10萬人次的交流,實現數智化能力外溢。

三一重工董事長向文波透露,目前,三一46座數字化轉型工廠正在借助第四次工業革命的前沿技術,打造智慧工廠藍圖,將智能制造拓展到產業鏈上下游環節。

這極大順應企業從單個應用往全面數字化進行轉型?！叭绻菃蝹€應用,過去傳統軟件的開發模式、系統集成模式是可以應付的,但是面臨全面數字化轉型時,大家都會發現需要一個平臺、一個操作系統,要到平臺上面開發各種各樣的工業APP,數據、資源要打通?！睒涓ヂ撀摵蟿撌既?、CEO賀東東說,如果需要跨企業做產業鏈數字化升級,更需要底層的數字架構支撐各種調度,平臺則要具備管理、交付的能力。

他打了個比方,真正個性化的是上層應用本身,就像手機APP一樣,功能千差萬別,而樹根互聯提供的正是工業互聯網領域的操作系統。

鏈主帶動產業鏈,實現產業“連片式”智能化提升

我國制造門類眾多,不同行業和企業的生產活動、行業特性、數字化基礎都各不相同,需要針對企業特點靈活定制。而目前,樹根互聯已為裝備制造、汽車整車及零配件、鋼鐵冶金等多個工業行業提供工業互聯網服務。

樹根互聯沉淀的“燈塔工廠”建設經驗,將推廣到更多具備創建潛力的工廠中,推動更多工業互聯網平臺和優秀工業互聯網企業集聚涌現,構建行業上下游產業鏈,建設相關行業工業互聯網示范基地。

賀東東介紹,制造業的鏈路非常長,以建陶產業為例,僅僅衛浴五金件可以無限延伸,從采礦到煉鋼,從鋼鐵材質到各種機加工,從陶土開采到燒紙,才會變成用戶需要的零部件,工業互聯網是一個網狀結構、互為節點,進而延伸并覆蓋整個制造業。

“也就是說,工業互聯網帶來的,不僅是企業內部管理的提升,還有整個產業鏈/產業集群的躍遷?！辟R東東說。

作為工業互聯網領域的“鏈主”企業,樹根互聯就和地方政府合作,推動小家電產業提升:在當地,這些小家電企業企業規模都不大,在電商時代遇到一個挑戰:互聯網上爆款頻出,但當地的生產往往后知后覺,即便生產了也無法響應市場。

樹根互聯通過提供“根云”平臺,把工藝設計師和算法模型等軟件服務整合進來,把模具的生產廠家也納入進來,從更大范圍調用用全社會制造資源,進而從整體提升了當地產業鏈制造能力。

賀東東介紹,“燈塔工廠”作為制造業企業的先進示范,有望充分釋放引領作用,樹根互聯將以整體解決方案等方式逐步推廣數字應用、智能生產技術,帶動中小企業數字化發展,從而推動產業鏈整體智能化水平提升。

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