海尔：解读大规模定制模式下的冰箱互联工厂

海尔中德冰箱互联工厂（以下简称海尔中德冰箱）位于青岛市中德生态园，主要生产法式、对开、T形等超大型高端智能冰箱产品。基于卡奥斯COSMOPlat工业互联网平台赋能和海尔工业智能研究院的技术支持，海尔特种制冷电器围绕特种制冷冰箱的定制、研发、采购等全流程，建设信息化、数字化集成系统，实现了用户定制直达工厂、订单自动匹配和准时交付、生产全流程追溯可视、产品质量实时监控，以及产品性能的分析优化，有效提升了用户体验、产品品质和生产效率。

海尔中德冰箱互联工厂现有一条智能总装线、五个智能模块加工区、九套智慧物流系统，可以实现10类场景5G技术应用、36类AI（人工智能）装配及检测场景应用；柔性化生产可以快速满足11类个性模块，1000多种用户定制方案；可以实现500个关键工序参数数字化采集全覆盖。在模块化制造、智能化制造及数字化质量管控等方面，处于行业领先地位。

海尔中德冰箱互联工厂快速落地的具体实施路径可以总结为高精度指引下的高效率。它们之间的关系是相互融合、相互促进的，先抓住用户的精准需求，由精准需求驱动高效率，即用户价值越大，企业价值越大。

“三联”模式厘清用户需求

通过联全要素、联网器、联全流程的“三联”，实现对用户需求的精准把控：
1.联工厂全要素，即工厂的人、机、料、法、环等要素的互联互通，并能和用户零距离互联。互联工厂为了满足用户全流程参与的体验，打造了工厂全要素与用户互联的能力，即通过MES、SCADA、ERP等系统对数据的采集和集成，让特种冰箱制造相关的人、机、料、法、环等要素从底层的传感器到吸附、发泡等关键设备，再到车间、网络、系统等之间实现互联互通、高效协同，并与用户订单系统互相关联。由原来的按计划生产转向为用户生产，让生产线上的每台冰箱都有用户信息。每一台定制的冰箱都知道“应该被送到哪、何时送达、如何被定制加工……”，用户定制订单生产全过程透明可视，用户通过PC端或手机端可实时查询。

2.联网器，海尔在网络化时代，让所有的家电产品都能联网，能够和用户进行直接交互。通过智能产品（网器）收集用户体验信息并持续交互，了解前端的用户需求和用户使用过程中的体验情况，通过信息大数据的分析，对产品进行更好的升级和迭代。

3.联全流程，即用户和全流程互联，通过打破企业原来封闭的界限，通过卡奥斯COSMOPlat平台下的各项子平台让企业的上下游所有资源都与用户连在一起，以冰箱产品为导引，实现围绕着用户的全流程零距离交互，满足用户的最佳体验。用户的信息和需求可以直接到达全流程各个节点。原来的流程是串联的，信息传递周期长且过程中会造成信息衰减。现在用户的信息可以实时到达每一个环节，每个环节都和用户零距离，可以随时接收用户的需求，实现用户最佳体验。

“三化”实施打通生产制造

通过柔性化、数字化、智能化的“三化”，实现生产制造全流程高效运转：
1.柔性化，通过模块化设计打造柔性自动化生产线，满足多样化市场需求
一方面，产品通过模块化的设计，将零件变为模块，通过模块的自由配置组合，满足用户的多样化需求。在平台上进行通用化和标准化的工作，区分出不变模块和可变模块，开放给资源和用户进行交互定制迭代。例如，冰箱原来有312个零部件，现在归纳为23个模块，通过模块可以组合出450多种产品来满足用户需求。此外，模块化设计使得采购的方式发生变化，传统企业的采购体系是设计零部件、采购零部件，很难适应大规模定制的需求；模块化采购体系是成套设计、成套采购。海尔要求供应商从零部件供应商转化为模块供货商，事先参与到模块设计的过程中。

另一方面，为了满足用户个性化需求，生产线也由原来单一的长流水线生产方式变成模块化组装线和柔性化单元线，解决了大规模生产和个性化定制的矛盾。并且工厂采用模块化布局，分为三大子模块（系统模块、电器件模块、结构模块），每个模块的加工环境资源共享。运用智能SPS（智能功率开关）物料配送系统，使线体长度缩短50%。如门体加工工序采用模块化一个流布局，工序间颠覆了传统的工装车储存、人拉车模式，实现箱门体自动匹配，效率提升25%；又如箱体工序，通过建设U壳柔性折弯成型生产线，可同时生产8个不同型号的产品，进行智能存储、自动铆接，贴覆质量视频检测等，全程自动化、生产无人化。

互联工厂的柔性自动化不是简单的“机器换人”。互联工厂的自动化是在标准化接口体系基础上进行软硬一体化集成的智能柔性自动化，它的特点是高效、柔性、集成、互联、智能。同时，互联工厂标准化的设备接口体系支持设备可快速扩展升级，实现柔性化生产，以应对产品迭代升级对生产线柔性、效率提升的影响。

2.数字化，以COSMO-IM（智能制造系统）为核心集成ERP、PLM、APS、MES、WMS五大系统
通过数字化集成让整个工厂变成一个智能系统，实现人-人、人-机、机-物、机-机等的互联互通，自动响应用户订单需求。用户下达订单以后会通过COSMO-IM（智能制造系统）自动匹配到生产线、设备等。用户订单对应的生产效率不一样，传统工厂按照生产计划制定节拍，设备节拍由人工调节；互联工厂前端把用户的订单需求和工厂的生产线、设备连接起来，用户订单下达以后，通过ERP、APS、MES等系统的集成，使生产线、设备自动匹配订单、自动排产。同时强化互联工厂数字化架构，打通设备层、执行层、控制层、管理层、企业层之间的信息传递，实现工厂、线体、设备、工位等订单、质量、效率等信息的透明可视；通过交互、设计、制造、物流等产品全周期的数字化，实现产品全生命周期的信息透明可视，以更快的速度、更高的效率、更好的柔性满足用户需求。如冰箱箱体成型，可根据用户不同需求同时生产8个不同型号的产品，进行智能存储、自动铆接、贴覆质量视频检测等；全程自动化、生产无人化；半成品采用集存运输，实现关键物料防差错，用户可全流程生产信息追溯。

3.智能化，通过新一代人工智能、5G、大数据、物联网技术的应用，实现工厂人机物的互联互通，实现企业端到端的信息融合，提升企业先进制造能力

作为首家智能+5G技术超大高端冰箱互联工厂，AI、5G等技术在海尔中德冰箱互联工厂主要在以下几个场景进行了实践。

1）5G实验基地：把生产创新中心作为工厂的一个5G实验基地，5G结合AR（增强现实）与VR（虚拟现实），所实施的项目在5G实验基地进行验证。5G实验基地建设在车间内，以工厂可应用范围作为实验方向，在5G实验基地测试、模拟工厂。在此区域验证的主要项目有5G结合AR、VR，5G机器视觉，5G应用于8Kbps视频传输，5G应用于机器人控制，5G应用于安防，5G应用于远程维修，5G应用于工厂大数据等，验证合格应用于工厂。

2）智能视觉检测：在冰箱的生产过程中，外观检测工位是瓶颈工位，生产节拍达40秒/台，员工劳动强度大，检出率为92%，使市场出现一些负面反馈。在对现场问题进行统计分析后，海尔聚集一流资源，开发了冰箱外观视觉自动检测系统，该系统通过对合格产品智能学习的方法对冰箱外观进行在线质量检测，检测内容包括印刷品、门体不平不齐、外观精细化等问题，有效提升了冰箱产品质量及效率。采用5G+外观视觉自动检测技术替代人工后，自动检测节拍提升50%以上，检出率≥99.5%。不良信息可视化，不仅提高了生产质量和效率，还提升了用户满意度。

3）AR安防：为了加强工厂的安全管控，尤其是对人员的管控，利用5G技术，使用AR安防人脸识别，对车间内人员以及内外不明人员，可迅速发现可疑人员，预警报警。另外，自动识别安全帽佩戴情况，发现异常即报警提示。

4）AR远程协作：5G技术应用于AR远程协作维修，在线共享专家，出现如发泡、吸附等瓶颈设备问题后即连线专家快速处理，与国外共同讨论关键设备问题，节省出差费用，节省时间成本。

通过智能制造的实施，该工厂能够提高生产效率26.7%以上，缩短产品研发周期31.6%以上，降低单位产值能耗12.6%以上；有效控制生产过程中的不良品的产生，降低不良品率25.4%以上，提高材料综合利用率，降低制造成本，企业综合运营成本降低22.5%以上。此外，项目实施后可有效降低在库库存资金占用和在制品物资资金占用，降低库存资金占用10%以上，有效节约财务成本。

（本文整理自装备工业一司）

来源：荣格-《智能制造纵横》

原创声明：
本站所有原创内容未经允许，禁止任何网站、微信公众号等平台等机构转载、摘抄，否则荣格工业传媒保留追责权利。任何此前未经允许，已经转载本站原创文章的平台，请立即删除相关文章。