你在生活中一定有過(guò)這樣的經(jīng)歷——當(dāng)手指無(wú)意間碰到灼熱的物體時(shí)會(huì)立即縮回。這是神經(jīng)系統(tǒng)形成的反射在保護(hù)我們不受傷害。但你可能沒(méi)有想到的是，無(wú)論是遨游太空的航天飛船，還是深入海底的載人潛水器，它們的“身體”里也都有一套自己的“神經(jīng)系統(tǒng)”。而看似不起眼的連接器則好比“神經(jīng)系統(tǒng)”中的“神經(jīng)元”，肩負(fù)著數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸?shù)闹匾姑?/p>

連接器是一種典型的“多品種、小批量、定制化”產(chǎn)品。在中國(guó)貴陽(yáng)，有這樣一個(gè)智能制造車(chē)間，其產(chǎn)線(xiàn)足以支持超過(guò)10萬(wàn)種連接器產(chǎn)品的柔性生產(chǎn)，讓“工業(yè)4.0”從愿景變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。這間智能車(chē)間的主人，正是中國(guó)航天科工集團(tuán)（航天科工）第十研究院下屬上市公司，國(guó)內(nèi)集科研、生產(chǎn)于一體的電子元器件骨干企業(yè)——貴州航天電器股份有限公司（航天電器）。

圖1 精密電子元器件行業(yè)全球首個(gè)基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，具有云制造能力的智能制造樣板間

出于提高質(zhì)量、降低成本和提升效率的內(nèi)生動(dòng)力，早在2000年，航天電器就在自動(dòng)化領(lǐng)域展開(kāi)探索。“然而，自動(dòng)化解決不了多品種、小批量產(chǎn)品的柔性化生產(chǎn)問(wèn)題。隨著公司發(fā)展速度進(jìn)一步加快，我們開(kāi)始朝著智能制造的方向邁進(jìn)。”航天電器董事長(zhǎng)陳振宇表示。

2016年，在智能制造的浪潮之下，航天科工和西門(mén)子達(dá)成合作，致力于探索一條適合中國(guó)企業(yè)自身發(fā)展的轉(zhuǎn)型升級(jí)之路。自上而下和自下而上的兩股力量在智能制造的節(jié)點(diǎn)上正式交匯，由此誕生了精密電子元器件行業(yè)全球首個(gè)基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，具有云制造能力的智能制造示范項(xiàng)目——航天電器智能制造樣板間。

該項(xiàng)目由航天科工下屬企業(yè)航天電器、航天云網(wǎng)和西門(mén)子共同建設(shè)。這是航天電器傾心打造的基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)具有云制造能力的智能制造樣板間，也是三方在離散行業(yè)全球第一個(gè)最完整的數(shù)字化企業(yè)項(xiàng)目。該項(xiàng)目分別位列2017年首批中德合作——中德智能制造試點(diǎn)示范項(xiàng)目和2018年中國(guó)工信部智能制造試點(diǎn)示范項(xiàng)目。

洞悉需求，有的放矢

2016年11月1日，航天云網(wǎng)、西門(mén)子與航天電器正式簽署協(xié)議，為該智能制造樣板間項(xiàng)目提供咨詢(xún)和技術(shù)支持。經(jīng)過(guò)各方的詳細(xì)溝通和認(rèn)真梳理，該項(xiàng)目于2017年3月正式啟動(dòng)實(shí)施，正是因?yàn)槌浞值那捌谧稍?xún)和設(shè)計(jì)，才避免了在后期項(xiàng)目實(shí)施階段可能出現(xiàn)的重大問(wèn)題。

作為電路與電路之間溝通的“神經(jīng)元”，連接器隨著應(yīng)用對(duì)象、頻率、功率和應(yīng)用環(huán)境的不同而具有千變?nèi)f化的形式和結(jié)構(gòu)，所以航天電器當(dāng)時(shí)面臨的最大挑戰(zhàn)就是如何高效地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的柔性化生產(chǎn)。

航天電器智能制造專(zhuān)業(yè)總師劉林琳表示：“我們每個(gè)月會(huì)收到超過(guò)6000個(gè)批次的訂單，其中70%的批量都在九件以下。”航天電器傳統(tǒng)的自動(dòng)化解決方案很難滿(mǎn)足如此高度定制化的需求。

圖2 智能制造樣板間項(xiàng)目架構(gòu)示意圖

三大集成，價(jià)值貫通

航天云網(wǎng)構(gòu)建了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，展示了云制造支持的能力；西門(mén)子憑借數(shù)字化企業(yè)整體解決方案，將智能化貫穿全生命周期；航天電器搭建了樣板間整體，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化智能裝備生產(chǎn)線(xiàn)，具有柔性裝配、智能精密檢測(cè)等功能。三方共同構(gòu)建了從訂單到設(shè)備，從研發(fā)到服務(wù)，從供應(yīng)商到客戶(hù)的三大集成體系，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的多品種、小批量柔性混線(xiàn)生產(chǎn)。通過(guò)樣板間項(xiàng)目，航天電器實(shí)現(xiàn)了內(nèi)部所有信息化和自動(dòng)化系統(tǒng)之間的縱向集成，能快速響應(yīng)客戶(hù)需求，及時(shí)完成產(chǎn)品交付，并實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全流程的數(shù)據(jù)透明和可追溯。

具體來(lái)說(shuō)，來(lái)自市場(chǎng)的訂單將通過(guò)ERP（企業(yè)資源計(jì)劃）系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一的管理和下發(fā)。ERP在接收訂單之后，航天云網(wǎng)基于INDICS云平臺(tái)的CRP（云端企業(yè)資源協(xié)同管理）系統(tǒng)能夠根據(jù)有限產(chǎn)能進(jìn)行智能排產(chǎn)。接著，生產(chǎn)計(jì)劃被進(jìn)一步推送至MOM（制造運(yùn)營(yíng)管理）系統(tǒng)，MOM負(fù)責(zé)實(shí)施具體的生產(chǎn)任務(wù)，并在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中把控產(chǎn)品質(zhì)量、記錄生產(chǎn)數(shù)據(jù)。其中，西門(mén)子TIA（全集成自動(dòng)化）和航天電器的自動(dòng)化設(shè)備是實(shí)現(xiàn)智能制造的基石。在樣板間中，MOM和TIA能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向通信，借助于智能制造裝備，使產(chǎn)品的柔性化生產(chǎn)成為可能。車(chē)間里，產(chǎn)品和部件在產(chǎn)線(xiàn)上流轉(zhuǎn)；辦公室里，企業(yè)管理人員足不出戶(hù)，戴上VR眼鏡，即可身臨其境地實(shí)時(shí)看到產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)的實(shí)際情況。

航天云網(wǎng)天智公司副總經(jīng)理莊鑫表示：“在以往的業(yè)務(wù)流程中，數(shù)據(jù)雖然記錄在各種系統(tǒng)中，但是它們靜靜地躺在數(shù)據(jù)庫(kù)里，其價(jià)值也僅僅是追根溯源。而現(xiàn)在，通過(guò)航天云網(wǎng)的CMOM（云端制造運(yùn)營(yíng)管理）工業(yè)大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，我們可以充分挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值。”

為了幫助航天電器高效應(yīng)對(duì)來(lái)自市場(chǎng)的多樣化訂單，西門(mén)子基于其數(shù)據(jù)協(xié)同平臺(tái)Teamcenter為航天電器搭建了一套可配置的超級(jí)BOM（物料清單）。BOM是描述企業(yè)產(chǎn)品組成的技術(shù)文件，它表明了產(chǎn)品的總裝件、分裝件、組件、部件、零件和原材料之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系以及所需的數(shù)量。超級(jí)BOM把多種產(chǎn)品的BOM組合在一起，對(duì)其進(jìn)行有效管理。

如果Teamcenter中沒(méi)有現(xiàn)成的BOM，那么西門(mén)子NX設(shè)計(jì)軟件則可以幫助研發(fā)人員快速進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作。為打破航天電器與客戶(hù)、供應(yīng)商之間異構(gòu)的研發(fā)環(huán)境帶來(lái)的局限性，航天云網(wǎng)基于三維數(shù)據(jù)體系搭建了CPDM（云端設(shè)計(jì)工藝協(xié)同平臺(tái)）系統(tǒng)，為航天電器的銷(xiāo)售、設(shè)計(jì)工藝人員及外協(xié)外購(gòu)商和客戶(hù)各方提供了一個(gè)統(tǒng)一的協(xié)同研發(fā)交流環(huán)境。在從研發(fā)到制造再到服務(wù)的持續(xù)“進(jìn)化”過(guò)程中，各階段的BOM數(shù)據(jù)相輔相成，既基于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)Teamcenter實(shí)現(xiàn)了良好的協(xié)同，又基于CPDM實(shí)現(xiàn)了跨系統(tǒng)的溝通。

航天云網(wǎng)基于INDICS云平臺(tái)的CPDM系統(tǒng)可以助力旗下各子公司之間跨系統(tǒng)進(jìn)行研發(fā)設(shè)計(jì)和工藝協(xié)同。包括設(shè)計(jì)、工藝及制造在內(nèi)的產(chǎn)品全生命周期流程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)都會(huì)被統(tǒng)一寫(xiě)入Teamcenter軟件中，供不同團(tuán)隊(duì)之間進(jìn)行共享，這非常有利于研發(fā)和工藝知識(shí)的積累。

另外，用戶(hù)的體驗(yàn)也會(huì)發(fā)生翻天覆地的變化。原來(lái)，來(lái)自市場(chǎng)的訂單可能需要航天電器的內(nèi)部人員手工錄入到ERP系統(tǒng)中；未來(lái)，用戶(hù)可以直接在航天云網(wǎng)的云平臺(tái)上一鍵下單。

面對(duì)如此復(fù)雜的項(xiàng)目，三方團(tuán)隊(duì)在項(xiàng)目執(zhí)行過(guò)程中難免會(huì)遇到嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。但是無(wú)論碰到什么問(wèn)題，三方的目標(biāo)始終保持一致，以航天電器董事長(zhǎng)陳振宇為代表的領(lǐng)導(dǎo)層甚至親自組織周例會(huì)以動(dòng)員大家的積極性，努力解決實(shí)際存在的問(wèn)題并規(guī)避可能的風(fēng)險(xiǎn)。

相比于原來(lái)的自動(dòng)化生產(chǎn)車(chē)間，該智能制造樣板間的生產(chǎn)效率預(yù)計(jì)將提升50%，產(chǎn)品不良率將降低56%，運(yùn)營(yíng)成本將降低21%，產(chǎn)品研發(fā)周期將縮短30%。