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案例|电子设备制造业如何走向智能制造深水区?

发布时间:2022-09-22 来源:金属加工

随着数字化浪潮兴起,智能化、数字化的电子产品需求持续高涨,电子设备制造业已经不再是一个传统的低端制造业,而是以电子信息设备制造走入高端精密制造范畴,其生产过程复杂性高,产业链极长,成为了一个兼具资本密集型和知识密集型的产业。电子信息设备产业作为当前国际市场竞争激烈的高端制造业,工业互联网、5G、大数据等先进的智能制造科技,都将之设为推进产业转型升级、走向智能制造,大展新兴工业科技拳脚的行业舞台。早在2021年,工业和信息化部发布了第一批“5G+工业互联网”十个典型应用场景和五个重点行业实践文件,电子设备制造业位列五个重点实践行业之一,多个电子设备制造企业已经进行了丰富的探索实践。同时引领国际先进电子信息设备制造的厂商,如富士康、华为、格力、小米等都在建立智能化品牌标签的同时,率先建立起具有工业互联网规模应用示范意义的电子设备制造智能工厂,为我们打开了高端电子设备制造业的新视界。


一、电子设备企业智能制造的应用现状

随着国家工信部着力深化新一代信息技术与制造业融合,工业互联网创新发展迈出更坚实步伐,“5g+工业互联网”512工程纵深推进,建设项目超过3100个,其中二季度新增项目700个。实施智能制造工程,孵化解决方案供应商已经超6000家,服务范围覆盖90%以上制造业领域。在政策推进、技术迭代更新和企业发展需求的作用下,电子信息制造业正稳步构建工业互联网平台,推动行业向高质量发展。根据工信部《关于发布“5G+工业 互联网”十个典型应用场景和五个重点行业实践情况的通知》 指出,电子设备制造业自动化水平高,数字化、网络化基础好, 产品迭代速度快,存在降低劳动力成本、减少物料库存、严控产品质量、快速响应客户差异化要求等迫切需求,发展智能化制造、个性化定制、数字化管理等模式潜力大。华为、 海尔、格力、中兴等利用 5G 技术积极实践,显著提高了生产制造效率、降低了生产成本、提升了系统柔性,为电子设备制造行业实现数字化转型进行了有益探索。


二、工业互联网在电子设备制造产业中的实践应用

1、中电互联基于工业互联网平台的电子设备制造解决方案赋能绿色智造

该方案基于中国电子PKS体系,涵盖工业互联网平台的边缘层、IaaS层、PaaS层、SaaS层,并注重整体安全性与稳定性。平台结合应用层能耗监测管理、质量改进节能减排、安全环保监测、质量认证数字化四大功能模块,建立“基于工业互联网的高端电子制造企业绿色智慧质量管控整体解决方案”总体架构。

能耗监测管理方面,通过IT云计算、物联网等新技术应用,采用自动化、信息化技术和集中管理模式,对企业的生产、输配和消耗环节实行集中扁平化的动态监控和数据化管理,监测企业电、水、燃气、蒸汽及压缩空气等各类能源的消耗情况,帮助企业简单、高效地管理单位,有助于企业节能减排。

质量管控方面,围绕企业质量控制规则及OCAP异常处理流程建模、基于边缘计算的质量数据多维度智能监控、基于敏捷控制的质量问题闭环处理、智能大数据可视化与质量分析改善四个方面建设,帮助企业动态监控生产过程质量,实现生产质量问题敏捷反馈,能耗效率显著提升。

安全监测方面,提供安全隐患智能识别、设备生命周期管理、风险动态监测及预警处理等服务。

管理认证数字化方面,打造丰富的资讯信息库,提供涵盖3C 强制性产品认证、绿色产品认证、有机产品认证、体系认证、服务认证的全业务过程追溯,打通政府监管端、认证机构端、产品认证申请企业端的信息,形成对产品认证、体系认证、服务认证监管的可追溯的数据闭环。该解决方案具有可操作性强、复用成本低、易于部署实施、通用性较强等特点,具备较好的可推广性。

由中电工业互联网有限公司主导推出的该电子设备制造工业互联网解决方案,目前已应用于上海积塔半导体有限公司特色工艺生产线、咸阳彩光电科技有限公司8.6代液晶面板生产线等多个场景,在实现能耗综合管理、提升产品质量和生产效率、降低生产成本、节省质量诊断时间、降低生产损失等方面具有重大意义,具备巨大的市场发展和应用空间。


2、格力·京东云智能工厂

2022年1月,江苏省工业和信息化厅发布《2021年江苏省智能制造示范车间拟授牌名单公示》和《关于公布2021年省级企业技术中心名单的通知》,由格力大松(宿迁)与京东云联合打造的工业互联网智能工厂项目,荣获2021年江苏省智能制造示范车间、2021年省级企业技术中心。

京东云为格力搭建的工业互联网智能制造平台,打造跨边缘层、IaaS、PaaS和SaaS层的应用服务体系,连接智能工厂的设备层、车间层、企业层。以智能数据平台为核心,利用多元传感器、智能装备,结合各类通信协议,接入各类异构设备、系统、产品和海量大数据。通过平台实现协议转换,实时收集、分析、处理厂内核心工业设备的生产数据,实现机器控制与交互沟通。此外,集成化管理决策平台覆盖计划管理、生产排单、人员管理、工艺管理、设备管理、质量管理、模具管理、原材料及成本管理等模块,完成了从多套离散化、孤岛化IT系统的一体化管理。

针对格力大松先进的生产线、自动化装备情况,京东云通过部署本地工业数据平台,帮助工厂采集核心设备联网数据,实现设备运行状态实时统一监测管理。

立足于基础业务并着眼于数字化运营,形成集全流程监视、全过程控制、全方面分析、全环节跟踪的智能决策平台。目前已接入140台高价值、高技术要求工业设备,通过实时监测管理提升设备可靠性。

在京东云技术能力支撑下,新品上市的周期大幅缩短、消费者满意度也得到提升。站在消费者视角,把握消费趋势脉搏,是促进品牌和消费者的供需两侧双赢的最佳路径。


3、华为南方工厂智能制造案例

有线+无线,全厂一张网

作为全球顶尖的智能工厂,华为南方工厂不仅汇集了先进的自动化生产设备和大批顶尖人才,更通过先进的通讯网络将人、物、数据、系统、平台等要素进行了有机的融合。华为南方工厂中,无论生产车间还是办公环境都由同一套网络基础设施来提供服务,这就使得各类数据可以在各个生产环节中高效流通。由此,华为南方工厂也实现了办公网络和AGV物流机器人所用网络的全面无线化。同时,根据厂区内部不同应用场景的安全级别,华为也设置了对应的红、黄、绿、蓝四大区域,并在确保不同区域之间实现了网络物理隔离,保障了数据和业务安全。

先进SD-WAN,全球一张网

通过SD-WAN技术等新一代网络技术,华为南方工厂也能够与包含设计、物流、营销等在内的上下游企业紧密联接,在更大空间上实现精密协同。

同时,在整个华为生态中,南方工厂也同样身处“100毫秒延时圈”当中。换句话说,工厂的每一个制造流程、每一种业务需求、每一个员工都可以在100毫秒内完成与遍布全球的华为办事处或研究机构的数据交互,形成节奏一致的全球一体化业务“脉搏”。

在这张由软件定义的虚拟网络中,工厂的新业务上线周期可以从之前的90天缩短为30天,所需的网络带宽成本也能降低30-40%。

工业4.0时代,华为南方工厂打破了不同系统之间的协议隔阂,在多种数字系统深度融合的基础上,通过先进的通讯网络实现了数据、人、设备、系统、产业链之间的全维度互联互通。并且,借助自动化的网络管理分析系统,很少的运维人员便可保障网络的接入、漫游、吞吐及可靠性。


三、电子信息产业工业互联网发展路径

从工信部发布首批工业互联网应用五个行业及十大应用场景中,工业互联网主要实践行业电子装备制造业名列其中。作为工业互联网应用价值已较为显性的行业,寻找电子设备制造产业工业互联网应用加速的途径,以及工业互联网与数字化加速的结合点,成为新时代产业创新转型思考的重点。

工业互联网平台正在连接和重构工业全要素、全价值链、产业链。电子信息行业是国民经济的战略性和基础性行业,具有渗透性强、带动作用大、产品附加值高、技术迭代快、产品质量要求高的特点,面临着新产品生产周期长、设备管理精度不够、劳动力较为密集的痛点。从以上中电互联电子设备制造解决方案平台、格力·京东云智能工厂以及华为南方工厂工业互联网应用下的智能工厂实践案例来看,规模以上的电子设备制造企业在工业互联网的应用程度上各有千秋,但是一个共同的特点就是正在以设备智能为切入点,在设备健康管理、智能化生产、产品质量检测、供应链协同等四个方面开展数字化转型。

工业互联网平台建设和应用已经从基础能力建设走向行业落地阶段,要分行业去抓业务落地的牛鼻子,这个牛鼻子就是智能化生产、网络化协同、个性化定制、服务化延伸等新模式。而电子产业基于工业互联网平台进行数字化转型要坚持分业施策、需求牵引和场景驱动的原则。

在整体行业实践影响下,行业头部企业通过工业互联网的赋能进一步提升竞争能力,用智能化、精细化的生产运营打造发展的护城河,以其成功的实践应用带动腰部企业先通过工业互联网解决一个个小场景的发展痛点,提高整体运营水平。电子设备制造行业在数字化科技的推动下,腰部和尾部企业大多通过跟随先进企业的经验进行学习和发展,正在形成行业整体推向智能制造的良性循环发展氛围。

未来电子设备制造产业工业互联网的发展将持续由行业龙头引领,从工厂内单一价值场景切入,打通工厂内、企业内、产业链三层场景的全流程,创造由点及面的整体价值,同时基于领先企业提供的可借鉴、可复用的经验,惠及行业整体,带动全产业的应用发展。


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