案例詳解：基於工業大數據和工業互聯網的離散型智能工廠

一、企業簡介

深圳市豪恩聲學股份有限公司創立於2001年，註冊資本總額4168萬元，公司在深圳坪山自建工業園區，擁有現代化辦公及生產場地3.5萬平方米，現有員工2000人，智能機器人近100臺，現代化生產車間2.6萬平米。致力於聲學產品總體解決方案的開發與應用，爲客戶提供完整的聲學產品解決方案及ODM/OEM服務，是一家倡導科技創新的國家級高新技術企業。公司的主營產品包括電競耳機、音樂耳機、智能耳機、駐極體麥克風、MEMS麥克風、揚聲器/受話器、智能音箱等。公司處於行業領先地位，已成爲衆多全球500強企業的聲學產品供應商。

二、企業智能製造現狀

豪恩聲學公司很是重視信息化在業務發展中的促進做用，重視兩化融合和信息化建設。多年來經過不斷的引入新的信息管理技術，工業技術的應用，提高公司信息平臺的管理能力，打造公司內部的協同業務環境，爲公司提高核心競爭力提供源源不斷的創新力。

爲了保障公司的信息化推動有效實施，公司成立了信息技術部，負責訂製公司的信息化戰略目標、信息化建設的路標規劃，並具體負責公司兩化融合和信息化項目的實施和推動。EIP平臺成功上線2年來，公司的銷售收入增長了30%，庫存成本下降了42%。在智能製造方面，機器人自動化，提升生產效率、提升產品品質、提升員工滿意度、提高公司製造管理水平、提高客戶信心；經過信息化建設，創建大數據、並經過分析、爲公司管理決策提供幫助，提升公司管理水平，對流程、人員、產品作到精準、及時管理，大大提升辦公效率。

三、項目詳細狀況

1.項目背景介紹

智能製造技術已成爲世界製造業發展的客觀趨勢，世界上主要工業發達國家正在大力推廣和應用。中國具有發展智能製造業的產業基礎。隨着信息技術與先進製造技術的高速發展，我國智能製造裝備的發展深度和廣度日益提高，以新型傳感器、智能控制系統、工業機器人、自動化成套生產線爲表明的智能製造裝備產業體系初步造成。我國對智能製造的發展也愈來愈重視，愈來愈多的研究項目成立，加快智能製造裝備的創新發展和產業化進程，推進製造業轉型升級。

豪恩技術團隊2015年來，積極與國內外技術接軌，瞭解新技術、探索智能製造的內涵和方向。屢次走訪日本、德國衆多知名企業發那科、愛普生、庫卡、安川等機器人公司，同時走訪了MPDV、西門子等信息化管理軟件公司，也走訪了奔馳、富士、博世、等智能製造知名應用企業，同時參觀漢諾威、日本機器人展會，深刻細緻瞭解智能製造技術、及先進自動化產品技術，同時也參觀交流國內埃夫特、啓帆、廣數等國產機器人公司，也走訪成都西門子、亞德客等智能製造應用公司。隨着企業產品品種的不斷增長，規模迅速擴大和市場競爭環境的日趨激烈，企業傳統的管理手段、信息反饋機制、工業3.0版自動化設備已明顯不能適應市場競爭的須要。智能製造技術引領新一輪的企業技術革新，企業尋找新的科技創新戰略支撐點，驅動企業發展，提升了企業的競爭力。

爲提升公司生產現場管理信息化水平，響應客戶要求，經過信息化系統實現信息流/資金流/物流的結合統一。實現製造要素和資源的相互識別，數據實時交互，信息集成，爲公司管理層決策提供信息/數據支持。並創建基於工業大數據和「互聯網」的離散型智能製造工廠。

2.項目實施與應用狀況詳細介紹

1）車間/工廠的整體設計

豪恩聲學主要生產電聲產品，屬於典型的離散型製造行業，隨着行業競爭愈來愈激勵，公司經營團隊認識到，一個沒有實現管理信息化的企業是缺少應變能力的、是沒有持續競爭力的、是必定會影響企業長久發展戰略。豪恩聲學在董事長的帶領下，堅決不移的走信息化建設之路，豪恩聲學的信息化建設目標以數據爲中心，自動化控制、生產調度優化、資源計劃管理三位融合的智能製造過程控制管理，實現生產設備網絡化、生產數據可視化、生產文檔無紙化、生產過程透明化、生產現場無人化，生產計劃協同化，生產過程實時化，物流配送準時化，質量管理追溯化，資源管理全面化等先進技術應用，作到縱向、橫向和端到端的集成，以實現優質、高效、低耗、清潔、靈活的生產，以「三集五大」（實施人、財、物集約化管理，構建大規劃、大建設、大運行、大生產、大營銷管理體系）做爲信息系統架構設計原則。

結合豪恩聲學現有的實際狀況來設計符合豪恩聲學自身業務特色的運營管理系統，業務主要涵蓋生產計劃、生產調度、生產執行、現場管理、物流執行、線邊管理、質量管控、設備管理、資源管理等業務功能。

系統平臺設計再依託K3 ERP系統爲數據層核心，以MES系統爲工廠管理系統核心，根據不一樣的業務需求規劃設計了18套子系統功能，以B2B模式連接供應商，以EDI模式交互客戶，將各個子系統間數據無縫集成、信息統一共享。實現供應商、豪恩聲學、客戶三位一體的、全球同步的、實時便捷的系統信息集成的架構設計。實現了企業車間做業計劃排程、生產調度、生產執行、品質管理、設備管理、生產資源的管理、生產現場管理和物料管理的核心生產製造業務，並經過與機器互聯互通，系統集成，實時監控設備狀態，採集設備運行數據和工藝參數，實現生產過程的人、機、料、法、測、環的協同控制。

2）工藝流程及佈局數字化模型建設狀況

生產管控系統按統一的數據接口採集信息，經過數據分析與決策模型引擎、實時仿真引擎等技術，對生產過程的實時狀態進行實時分析與三維展示，實現信息訪問的集中和業務處理訪問的集中，使中高層生產管理者，及時掌握生產情況，指揮現場生產，幫助企業提升生產運營綜合管控能力。

3）主要的工做業務場景

生產管控平臺：系統還爲車間管理層提供生產計劃於執行進度監控和分析，還能夠直接查看生產現場的電視看板和視頻監控畫面。車間管理層能夠經過生產進度報表監控有多少生產計劃在生產中，有多少已經延誤了，有多少已經完成了等等。經過對宏觀數據的統計，車間管理層就能夠把握各生產車間的全局進度，對生產節點進行有效控制。

物料管控平臺：創建物料管控平臺，實現現場物料配送信息目視化和產品/物料流動的實時跟蹤。生產管理人員能實時瞭解到現場的備料需求和備料狀態，是否有異常或缺料，以進行緊急處理。

質量管控平臺：質量管控平臺支持實時展示在線質檢結果及趨勢分析，進行質量預警與質量任務安排。並能夠經過產品碼正反向查詢到產品生產過程當中的工藝參數、生產設備、物料批次及質檢信息，以及過後分析質量緣由。

異常管控平臺：異常管控平臺經過採集現場的生產狀態，及軟安燈系統進行異常信息，實時的在中控室中進行展示，管理人員據此進行調度安排，經過短信及移動終端提示，指導現場人員的工做。過後可根據數據採集記錄，統計設備或人員的異常事件、異常工時、處理事件狀況等監控指標。

生產現場看板：現場看板主要是將生產車間中的狀況經過大屏進行反映，主要包含計劃執行信息、在製品庫存信息、產品良率信息、現場報警信息等。均可以經過現場看板進行反映。豪恩聲學在車間線體及車間倉庫內設置分別設置生產看板和物料看板，指導現場人員做業。大屏能夠採用55吋及以上液晶電視進行信息展示。

4）關鍵技術裝備網絡架構建設狀況

豪恩聲學爲提升生產效率、下降制形成本，實現了高檔注塑機與工業機器人、智能傳感與控制裝備、智能檢測與裝配裝備、智能物流與倉儲裝備等關鍵技術裝備在生產管控中的實現了互聯互通高度集成，並根據各車間工藝製程及產品特性的不一樣，導入了不一樣的智能化設備，尤爲針對衝壓車間噪音大，人工操做衝牀效率慢，有人身安全隱患等特色，這對衝壓車間的自動化甚至是無人化做業提出了更高的要求，應用多關節工業機器人，並配套對應的自動化設備，應用7臺ABB6軸機器人，已成功實現了衝壓車間全自動熄燈無人生產，並配合MES軟件，實現了生產計劃的實時傳輸、設備狀態實時動態顯示及監控預警，保證了生產過程質量控制以及生產信息透明化。

豪恩聲學創建了專業的信息中心數據機房，包含從配電室接出的單獨電路及UPS不間斷供電系統。整潔有序的網絡設備、服務器設備及機櫃的整理、擺放，以及定時的點檢、分析溫溼度及機房設備運行情況。每一個子系統具備單獨的Database，其架構由兩臺相同配置的Server組成，作雙機熱備方案；全部數據經過Database存儲在磁盤陣列櫃，以減小數據風險；根據實際業務需求配置Trigger或Job方式的Interface方案；經過報表服務器讀取實時的BI或Database數據展現；經過設立不一樣的子網來分開辦公與生產網絡，經過防火牆隔離公司內部網絡與外部互聯網的通路。只有經過認證的地址才容許通訊。

5）生產過程數據採集和分析系統建設狀況

數據採集主要實現產線設備實時信息的採集。包括注塑機設備狀態（運行、空閒、故障、關機、維修等狀態），實時獲知每臺機器的當前加工的工件、生產數量、運行NC（Numerical Control）代碼文件等；機器人設備狀態信息、當前動做、夾具狀態等；產線PLC相關狀態信息；AGV調度系統相關信息。爲MES/APS/仿真系統提供準確、及時的生產完工信息，以及全部產線設備狀態等，是科學制訂生產計劃的重要基礎。

MES的核心功能模塊是產品數據採集、工序的調度管理、品質管理、產品跟蹤及物料清單管理等功能。做爲計劃層和現場自動化系統之間的執行層，主要負責車間生產管理和調度執行，實現對產品數據採集管理，達到對整個產品生產過程進行控制的目的。MES系統經過信息傳遞對從訂單下達到產品完成的整個過程進行了監控，可以讓管理者實時地瞭解生產情況，而且及時彙總分析產品品質的發展趨勢，使實現製品的整個生產過程具備可追溯性。

實現MES服務器雙機熱備，生產數據庫與報表查詢數據庫分開，提升系統響應速度。MES系統數據收集&電子看板採用C/S、WebService接口模式，程序安裝到客戶端，較少服務器負荷，加快訪問速度。報表採用B/S模式。

經過實現MES系統數據與WMS系統，ERP系統無縫對接，增強生產、採購、品質、財務、銷售、倉庫等各方面的溝通和協調，提升了各部門協調效率，增長了溝通效果。

實現過程及技術要求說明：

數據採集方式：MES系統採用掃描條碼的方式進行數據收集，在工單投入時，每一個產品都會生成一個惟一的條碼，經過條碼可監測到成品料號，工單信息，數量，工藝流程，工站節點等相關信息。MES系統各功能界面經過掃描識別信息，並將數據作分析，保存處理。

業務數據中間件：提供基於WebService接口+DBLinek，這是比較好的交互方案。MES系統須要與其它系統或模塊進行實時的交互：如WMS系統、ERP系統、EIP系統、機器模塊、測試軟件等。

跨模塊、跨平臺、跨應用解決方案：對於系統內不一樣業務模塊從組件設計的結構上來講是須要低耦合的，業務模塊間的類不能有強的引用或繼承關係。當有特殊業務需求，又不想破壞不一樣業務模塊組件間的低耦合要求，模塊間能夠經過基於WebService方案進行處理。對於其它應用（企業其它信息系統）、或其它平臺（如移動平臺）來講，能夠經過該項目提供的系統邊界服務進行訪問。

工藝流解決方案：不一樣產品製造工藝也不盡相同，相同產品隨着工藝變化也須要動態變動工藝流程，這就須要一個靈活的工藝流引擎做爲MES系統的基石，知足：動態配置工藝流程、動態配置工做節點、動態配置工單對應的工藝流程。

數據開發利用：根據現有系統，可以提供來自MES的全部後臺系統的條碼信息、歷史追溯、工單、產能、良率、機臺駕動、測試數據、不良現象、品質抽檢數據、投料單、物料等全部重要信息，提供的這些數據能夠有效的支撐企業的各類戰略決策數據，並與其餘系統打通，提供完整的產品生命週期視圖。

經過對系統的逐步完善後，造成了各類研發，物料、人力、機臺、品質，成本及相關數據，經過和各業務部門進行討論，進一步開發出各種管理報表，MES系統和ERP系統集成，數據一致並保持惟一數據源，在業務流程的各個環節提供了準確及時的數據支撐，保證業務的順利執行。

爲了更好的提高管理人員對生產的執行效率和管理能力，應客戶的新功能需求，豪恩信息技術部將原有的手工報表結合MES系統進行整合修改，並開發出成相對應的數據報表。現有的報表功能量情況，便於決策者更快的發現生產異常情況即時制止並改善。

經過對報表平臺構建和數據分析處理，完善生產現場透明化管理。

四、取得收益

1）促進組織結構優化，提升快速反應能力

大多數中小企業的組織結構是創建在專業化分工基礎上的「金字塔」型組織結構，但因爲其存在多等級、多層次、機構臃腫，橫向溝通困難，對外界變化反應遲緩等弊端，已不能適應日益複雜、變化無窮的市場環境。而在信息技術的支持下，企業能夠簡化企業組織生產經營的方式，減小中間環節和中間管理人員，從而創建起精良、敏捷、具備創新精神的「扁平」型組織結構。這種組織形式信息溝通暢通、及時，使市場和周圍的信息同決策中心間的反饋更加迅速，提升了企業對市場的快速反應能力，從而更好地適應競爭日益激烈的市場環境。

2）有效地下降企業的運營成本

信息化技術應用範圍涉及整個企業的經濟活動，能夠有效地、大幅度地下降企業的費用。主要表如今：企業利用信息技術獲取外部信息如市場信息、產品銷售渠道信息、相關競爭信息等方面的成本下降；計算機輔助設計和製造技術可使企業下降新產品的設計、生產成本和對現有產品進行修改或增長新性能的成本；庫存管理信息化使企業減小了庫存量，下降了管理成本；信息技術的應用尤爲是迅速發展的電子商務大大下降了企業的交易成本。

3）提升企業的市場把握能力

在把握市場和消費者方面，因爲信息技術的應用，特別是電子商務在企業經營管理中的普遍應用，縮短了企業與消費者的距離，企業與供應商及客戶創建起高效、快速的聯繫，從而提升了企業把握市場和消費者的能力，使企業能迅速根據消費者的需求變化有針對地進行研究與開發話動，及時改變和調整經營戰略，不斷向市場提供質量更好、品種更多、更適合消費者需求的產品和服務。

4）產品研製週期縮短、加快產品和技術的創新

信息技術能極大提升企業獲取新技術、新工藝、新產品和新思想的能力。同時，現代信息技術與製造的結合所造成的各類企業信息技術，如計算機輔助設計、計算機輔助製造、計算機輔助工藝編制、柔性製造系統、敏捷製造、計算機集成制造系統等，實現了企業開發、設計、製造、營銷及管理的高度集成化，極大地加強了企業生產的柔性、敏捷性和適應性。此外，集成製造技術在產品設計開發中的擴散和滲透，使企業具有大規模定製的製造能力，其結果可以使企業「個性化、多品種、小批量」的生產和服務。

5）促進企業提升管理水平

推動企業信息化是促進企業管理創新和各項管理工做升級的重要突破口。企業信息化不僅是計算機硬件自己，更爲重要的是與管理的有機結合。即在信息化過程當中引進的不只是信息技術，而更多的是經過轉變傳統的管理觀念，把先進的管理理念、管理制度和方法引入到管理流程中，進行管理創新。以此創建良好的管理規範和管理流程，構建紮實的企業管理基礎，實行科學管理，從而提升了企業的總體管理水平。

6）提升企業決策的科學性、正確性

完備的信息是經營決策的基礎。信息技術改變了企業獲取信息、收集信息和傳遞信息的方式，使管理者對企業內部和外部信息的掌握更加完備、及時和準確。另外，各類決策工具如專家系統、決策支持系統等的應用，極大地加強了決策者的信息處理能力和方案評價選擇能力，最大限度地減小了決策過程當中的不肯定性、隨意性和主觀性，加強了決策的理性、科學性及快速反應，提升了決策的效益和效率。

7）提高企業人力資源素質

企業的競爭是人才的競爭，是人員素質的競爭，人員素質在企業競爭優點中極爲重要。企業信息化，能夠加速知識在企業中的傳播，使企業領導至全體員工知識水平、信息意識與信息利用能力提升，提高了企業人力資源的素質及企業文化的環境。無論是高層領導、技術人員仍是業務人員都將在信息化過程當中不斷學習，學習信息技術，學習新的管理理論，實現現有知識的及時更新和新知識的應用。

8）提升產品的生產良率，下降制形成本，增長產能

經過項目實施，制形成本佔銷售的比重由2015年度的9.31%降低到7.82%，下降比重爲16%；銷售收入同比2015年度增加30%；勞動生產率同比2015年度增加15%；銷售費用同比2015年度下降19%。