人单合一模式下的海尔互联工厂数智化创新
2021年09月27日
青岛海尔（胶州）空调器有限公司坐落于海尔（胶州）创新产业园，是海尔集团第7家互联工厂，工厂建筑面积10万㎡，年产能300万+，工厂应用高柔性的定制单元装配线、智慧立体配送系统、智能立体库等8项行业引领的智造技术，以COSMO-IM为核心将5大系统集成，实现以用户订单信息为索引的全流程数据链贯通，满足用户定单全流程透明可视的最佳体验。
工厂主要生产各类柜式、挂式、窗机、驻车空调，产品采用国际领先的无氟变频技术，拥有高效节能、新型热交换器、最优冷媒分配控制、压缩机润滑油循环量控制、自清洁技术及物联网等国际领先的先进技术。
图1 海尔空调胶州互联工厂
海尔互联工厂的核心竞争力是高精度驱动下的高效率，不是单纯的机器换人，而要以用户需求为中心，创造用户最佳体验。海尔胶州空调互联工厂对制造装备升级的同时，通过RFID、各类工业传感器等实现三大互联（人机料法环的内外互联、信息互联、虚实互联），所有的生产流程与用户进行了互联，信息实时传递，以用户定单驱动工序间协同制造、精准匹配，这种“按单生产、柔性制造”的模式颠覆传统的人工周转、手工匹配的生产方式，快速应对用户的多样化需求。
海尔胶州空调互联工厂依托COSMOPlat构建了设备层、传感层、物流层、网络层和信息层互联互通的五层数字化架构，保证互联工厂与用户实时互联互通，满足用户的最佳体验。
◉ 一是设备层。互联工厂应用了先进的自动化设备，这些自动化设备有几大特点，第一个特点是柔性化，可以应对大规模定制定单进行节拍匹配；第二个特点是集成化，设备和设备之间形成集成的匹配，前工序和后工序之间可进行匹配，在满足用户个性化需求的构成中，形成了接近零库存，不落地的状态；第三个特点是设备之间是互联的，设备和设备之间具备交互能力，用户信息可以实时传递驱动生产。
◉ 二是传感层。互联工厂布置上万个传感器，每天产生数万组数据，不仅对整个工厂的运行情况进行实时监控，实时报警；同时基于这些传感器布置在设备之中，对自动化设备可进行实时预警，在设备发生故障之前，通过大数据预测的方式对设备进行及时维护修复，保证设备可以健康正常有效运行。
◉ 三是物流层。通过构建颠覆性的智慧物流模式，实现了用户定制定单在生产线上混线生产情况下，物流可以实现智能应对，提高生产效率，减少差错，降低库存。工厂在物流总装和AGV之间，实现自动交互，AGV可根据总装情况，进行智能调整，满足生产需求。
◉ 四是网络层。工厂布局的网络按照工业网络架构来设计，包括光纤宽带的设计、工业交换机的设计、AT的设计、有线网络和无线网络的布局，形成高速、安全的工业网络，可以实现百万级的定单瞬间传递到工厂及时响应。
◉ 五是信息层。信息层实现了横向的集成，横向集成从PLM到ERP到COSMO-IM瞬间到达，在这个基础之上，纵向包括设备层，传感层，物流和装备实现连接，可以实现所有节点的实时互联。
图2 互联工厂5层数字化架构
现阶段制造业的核心痛点和卡脖子问题可以归纳为以下五点：
◉ 设备全面接入难
◉ 数据实时分析难
◉ 生产自主决策难
◉ 决策精准执行难
◉ 产线设备维护难
这五大难题大大制约了制造业的产能和效率，也严重阻碍了海尔从大规模制造向大规模个性化定制转型的进程。以5G通信、云计算和边缘计算、大数据分析、人工智能为代表的新一代信息技术，能够为上述痛点的解决提供新思路和新维度，已经成为制造业新旧动能转换的关键使能技术。
那么胶州空调互联工厂重点做了哪些升级呢？
首先，深化设备的数字化和互联升级，实施完成了对总装线上9个重点工序的设备数字化升级技改、实现设备到工控PLC的互联取数及空调电控模块供应商组装数字化检测互联等；
其次，升级制造全流程管理平台，并对重点模块进行开发优化，包括：
- 基于iMES制造信息化系统，延伸升级iWMS优化成品发运对产品在线信息可视（货车行车装卸路线）；
- 升级APS智能排产，快速排产到前工序和厂外核心模块供应商，支撑全流程拉动；
- 基于边缘端实时工业数据升级质量过程SPC模块，实现质量从终检到过程控制；
- 升级SCADA设备互联模块和EAM设备管理模块；
-升级创客管理系统，用户付薪到人核算更精准；
协同山东大学等学术和研究单位，对18个工序点进行重点攻关，包括空调内机在线噪音检测、空调外机抽空、灌注、联机测试等，并实现对线上空调LOGO进行图像自动拍照比对异常报警，智能识别准确率提高1倍。
具体的迭代升级的实施案例介绍如下：
1、设备互联可视
冲片机、涨管机、脱脂炉、自动焊、上件机器人设备互联，实现设备OEE数据实时展示；氦检设备压力参数报警实时预警功能；空中积放链库存状态实时可视，积放链时序计划上件；上料PLC状态数据实时获取，对于异常进料及少料加料口实时报警。
图3 前工序设备互联可视
2、空调外观智能检测
应用AI图像比对分析技术、视觉测量等技术实现产品LOGO检测、护网检测及连机管颜色识别检测，异常检测实时预警，检测效率提升1倍，同时检测数据实现全过程追溯，保障产品最高品质。
图4 外观智能检测系统
3、智能排产升级
通过对生产系统优化整合，实现各工序间的高效协同生产，优化排产系统实现自动关联及排配半成品，实现用户定单驱动的全流程生产计划，优化物料精准配送及下线结算。
图5 APS排产整合流程
4、质量防差错
通过增加自动扫描设备、无线扫描设备实现条码自动采集，软件系统自动匹配主关件BOM获取专用号，自动校验当前物料是否正确，实现物料与产品关联，100%追溯、精准防差错。
图6 自动下线及包装箱扫描系统
图7 自动下线及包装箱扫描
5、智能制造大数据实时可视
海尔空调生产大数据系统集成各工厂计划量、完成量、良率、节拍、开工时间、UPH、稼动率等并实时可视，动态分析，实现线体、工厂、平台数据同源。
图8 空调产业生产大数据总览
图9 空调工厂生产订单执行
6、掌上工厂，线体状态可视实现远程诊断
通过到线体重点工序的实时影像可视，实现对生产过程的状态的远程监测，及关键工序操作工艺追溯；同时增加手机移动可视，实现全数字化多场景智慧运营，工厂运营效率↑50%。
图10 线体实时可视系统看板（PC端）
图11 线体实时可视系统看板（手机端）
海尔胶州空调互联工厂依托COSMOPlat平台赋能数智化能力的升级，同时将新一代人工智能技术率先和先进制造技术融合实践，实现生产效率提高20%以上，运营成本降低20%以上，产品不良品率降低20%以上，能源利用率提高10%，产品不入库＞80%，研发周期缩短50%，单位面积产出提升2倍。
作为智能自动化与装配行业盛会，AHTE一直以来关注家电行业自动化生产装配升级改造，将集中展示装配集成与自动化解决方案，重点关注包括测 量系统、柔性化制造、激光加工技术、MES系统、RFID技术、工业物联网应用等行业解决方案。
AHTE 2022（第十五届上海国际工业装配与传输技术展览会）将于2022年7月6-9日再次登陆上海新国际博览中心E1-E3馆。
图文来源： e-works
参展咨询：
Tel：86-21-6468 1300
Email：ahte@rxglobal.com
2021会议预告：
SEC2021新能源动力电池智能制造技术与产业技术发展论坛
电池电芯段智能制造
模组/PACK智能制造
电池PACK设计
2021年11月18-19日 济南
第三届商用车工程大会暨AMTS 2021 济南站微型展
第四届汽车车桥工程大会
