海爾創(chuàng)新的互聯(lián)工廠智能制造模式 ——基于用戶全流程參與體驗的海爾互聯(lián)工廠創(chuàng)新
21世紀是互聯(lián)網的世紀，在全國兩會上，正式提出了互聯(lián)網+的發(fā)展方式。德國工業(yè)4.0、美國的先進制造和中國制造2025的提出，預示著第四次工業(yè)革命的開始，誰能踏準時代的節(jié)拍，誰就會引領行業(yè)的升級，在此背景下，海爾集團提出了外建U+智慧生態(tài)圈，內建互聯(lián)工廠的戰(zhàn)略構想。
海爾互聯(lián)工廠提出由大規(guī)模制造向大規(guī)模定制轉型，占據互聯(lián)網時代下制造業(yè)的制高點，在自動化基礎上實現數字化集成、設備集成互聯(lián)、高柔性化生產模式；積極探索基于物聯(lián)網和務聯(lián)網的互聯(lián)工廠，踏準時代節(jié)拍，通過大數據實現大規(guī)模定制、個性化生產。所有信息與攸關方互聯(lián)，以用戶為中心，構建了聯(lián)用戶、聯(lián)網器、聯(lián)全流程三大互聯(lián)架構，實現全流程的實時互聯(lián)，快速滿足用戶個性化定制的最佳體驗。
沈陽海爾電冰箱有限公司是海爾集團全資子公司，工廠主建筑面積7.8萬平方米，坐落在沈陽市沈北新區(qū)，在13年12月份正式投產，年產能達到150萬，單線產能是傳統(tǒng)生產線的近2倍，在集團網絡化戰(zhàn)略的指引下，通過互聯(lián)工廠不斷的探索和實踐，實現了智能自動化的高柔性生產，初步具備了大規(guī)模個性化定制的能力。沈陽海爾電冰箱有限公司依托海爾集團的人才 、研發(fā)、技術、基金、市場等綜合實力，2011年注冊資金1億元人民幣，企業(yè)性質有限責任公司（法人獨資）。整體投資6.7個億。廠址位于沈陽市沈北新區(qū)大望街105號。占地面積131639平方米 ，建筑面積78710平方米，于2013年11月份建成并投產。
一、 海爾創(chuàng)新的互聯(lián)工廠智能制造模式
1. 智能制造的趨勢
智能制造是利用智能制造系統(tǒng)（CPS），依托于傳感器、工業(yè)軟件、網絡通信系統(tǒng)、新型人機交互方式，實現人、設備、產品等制造要素和資源的相互識別、實時聯(lián)通、有效交流，促進制造業(yè)研發(fā)、生產、管理、服務與互聯(lián)網緊密結合，推動生產方式的定制化、柔性化、綠色化、網絡化，從而不斷充實、提升、再造制造業(yè)全球競爭新優(yōu)勢。智能制造是兩化深度融合、德國工業(yè)4.0、美國產業(yè)互聯(lián)網概念背后的共同目標。
從全球產業(yè)變革趨勢來看，智能制造的標準化是目前各國面臨的最大挑戰(zhàn)。德國把標準作為工業(yè)4.0 戰(zhàn)略實施的優(yōu)先領域，這既是信息技術與工業(yè)技術融合發(fā)展的內在要求，也是德國工業(yè)發(fā)展進程中長期以來堅持的基本理念。
智能制造應包含產品的智能化、裝備的智能化、生產的智能化、管理的智能化和服務的智能化五個方面。把握智能制造發(fā)展的特點和規(guī)律，整合國內標準化資源，學習借鑒德國工業(yè)4.0 標準化路線圖以及美國先進制造和工業(yè)互聯(lián)網標準建設的工作思路和組織方式，加快智能制造標準化體系建設。
沈陽冰箱順應全球新工業(yè)革命以及互聯(lián)網時代的潮流，由大規(guī)模制造向大規(guī)模定制轉型，積極探索基于物聯(lián)網和務聯(lián)網的智能互聯(lián)工廠模式。
2. 海爾創(chuàng)新的互聯(lián)工廠能力特征
沈陽冰箱理解智能制造的本質就是智能互聯(lián)工廠，就是要互聯(lián)出用戶的最佳體驗，實現大規(guī)模定制。它有三個基本能力特征：
第一、定制：眾創(chuàng)定制將用戶碎片化需求整合，由為庫存生產到為用戶創(chuàng)造；用戶全流程參與設計、制造等， 由“消費者”變成“創(chuàng)造者”，用戶參與定制全流程。
第二、互聯(lián)：體現的是網絡化，內外互聯(lián)、信息互聯(lián)、虛實互聯(lián)；與用戶實時互聯(lián)，從產品的研發(fā)到產品的制造，以及到我們的供應商、物流商，全流程全供應鏈的整合。
第三、可視：全流程體驗可視化，用戶實時體驗產品創(chuàng)造過程。
3. 五大技術體系構建海爾互聯(lián)工廠
完整的智能互聯(lián)工廠建設需要分步構建五大技術體系，分別是精益標準化、模塊化、柔性化、數字化和智能化，在精益標準化、模塊化、自動化的基礎上實踐數字化以及智能化。
模塊化是實現智能互聯(lián)工廠的一個基礎和前提條件，包括從零件變成模塊，然后從模塊再到通用，再到模塊的迭代，最后實現產品的平臺化；
柔性化必須和用戶的定制相結合，利用自動化設備和用戶的需求是通過智能系統(tǒng)互聯(lián)起來的，將響應速度達到百萬分之一秒的目標；
數字化是要構建智能裝備互聯(lián)互通、應用系統(tǒng)無縫集成、數據可視&分析的三維一體的數字化互聯(lián)互通體系；
智能化則是要打造一個雙胞胎系統(tǒng)，通過一個虛擬的設計、虛擬的裝配，把用戶的需求轉化為產品的方案，同時將大數據技術、云計算技術等新技術應用在制造過程中，從而實現智慧家庭和互聯(lián)工廠的有機融合，完成用戶全生命周期的最佳體驗。
二、打造用戶全流程參與體驗的互聯(lián)工廠
研究新一代信息技術產品智能工廠新模式，攻克新一代信息技術產品智能制造關鍵技術，形成智能工廠（車間）參考模型，并通過搭建智能互聯(lián)工廠，形成新一代信息技術產品試驗驗證測試平臺，在沈陽冰箱互聯(lián)工廠進行全過程試驗驗證，最終形成新一代信息技術產品智能工廠參考模型。
1. 智能工廠引領全球冰冷行業(yè)轉型升級
（1）智能工廠參考模型
圖1 沈陽冰箱智能互聯(lián)工廠參考模型
為順應全球新工業(yè)革命以及互聯(lián)網時代的潮流，沈陽冰箱由大規(guī)模制造向大規(guī)模定制轉型，積極探索基于互聯(lián)網的智能制造新模式（智能互聯(lián)工廠）。海爾希望通過智能互聯(lián)工廠，為用戶提供智慧家庭解決方案，從單一產品引領到解決方案引領，使每一個產品都成為“網器”，每一個解決方案都可以融合進一個統(tǒng)一平臺；同時，智能互聯(lián)工廠為滿足用戶個性化需求，通過探索支撐智能制造新模式中智能工廠發(fā)展的集成應用，支持智能光電傳感器、智能感應式傳感器、智能環(huán)境檢測傳感器以及數控加工裝備與機器人大規(guī)模協(xié)同安全可控應用，實現新一代信息技術產品設計、工藝、制造、檢驗、物流等全生命周期的智能化要求，并通過大數據實現大規(guī)模定制、個性化生產，并實現企業(yè)顯著的“兩提升三降低” 和制造轉型升級。
沈陽冰箱從 2012 年開始探索智能互聯(lián)工廠，在這個探索的過程當中，從一個工序的無人，再到一個車間的無人，再到整個工廠的自動化，最后再到整個智能工廠的示范，通過不斷的積累、不斷的沉淀，逐步形成了海爾智能互聯(lián)工廠參考模型。
（2）智能互聯(lián)工廠核心系統(tǒng)
沈陽冰箱智能互聯(lián)工廠架構的核心是智能制造執(zhí)行 iMES 系統(tǒng)，通過iMES驅動ERP、Logitics、PLM（包含CAD/CAPP/設計仿真、制造仿真）、Control（生產數據采集分析等）五大系統(tǒng)集成；業(yè)務上通過智能的制造，把制造、研發(fā)、物流緊密的互聯(lián)互通。通過智能制造執(zhí)行系統(tǒng)和現場智能化硬件的連接，構建了一個高度靈活的個性化和數字化制造模式，逐步實現從管理、研發(fā)、生產、物流的數字化管理，提升企業(yè)全系統(tǒng)、全業(yè)務的智能化水平。
圖2 沈陽冰箱智能互聯(lián)工廠核心系統(tǒng)
（3）柔性化制造支持用戶大規(guī)模定制產品
沈陽冰箱柔性化的目標是實現智能互聯(lián)，將用戶個性化與工廠柔性化制造結合，形成一個機器、人、數據萬物互聯(lián)的社區(qū)，建立一個生生不息的柔性制造生態(tài)圈。沈陽冰箱自動化的智能升級路徑是：通過智能設備、機器人和生產線，與用戶全流程互聯(lián)，實現人機、機機互聯(lián)下的高品質、高效、柔性生產。
圖6 智能自動化目標
沈陽冰箱柔性化生產的目標是滿足批量為“1”的定制定單高效生產，具體開展方式通過以下四個方面：
柔性模塊化布局：一個流的模塊化布局，靈活擴展，支持個性化定制；
柔性的模塊加工：一個流、高效互聯(lián)自動化，零換模、快速換模、自動打標、自動掃描；
柔性的模塊組裝：個性模塊SKD總裝、多條單元線并聯(lián)，通用模塊高自動化、一個流；
柔性的模塊配送：工序間半成品1對1精準自動匹配。
圖3 智能工廠柔性化制造模式
（4）數字化系統(tǒng)架構
沈陽冰箱數字化架構的核心就是智能制造執(zhí)行 iMES 系統(tǒng)，系統(tǒng)上通過iMES 驅動ERP、Logitics、PLM、Control 五大系統(tǒng)集成；業(yè)務上通過智能的制造，把制造、研發(fā)、物流緊密的互聯(lián)互通。通過智能制造執(zhí)行系統(tǒng)和現場智能化硬件的連接，構建了一個高度靈活的個性化和數字化制造模式，逐步實現從管理、研發(fā)、生產、物流的數字化管理，提升企業(yè)的智能化水平，在智能制造的基礎上實現最終用戶和生產者的直接關聯(lián)。
圖4 智能工廠數字化系統(tǒng)架構
圖5 智能工廠信息化系統(tǒng)架構
沈陽冰箱信息化系統(tǒng)按照總體規(guī)劃，分步推進，并充分考慮系統(tǒng)間的集成，通過信息化實現企業(yè)的數字化、智能化、可視化、定制化等先進模式的落地，具有很高的示范作用和可復制性。
（5）沈陽冰箱智能化規(guī)劃
沈陽海爾冰箱的智能化建設主要通過系統(tǒng)集成實現生產過程和工廠管理的智能化，自感知、自分析、自決策、自控制、自優(yōu)化，從智能排產到智能物流實現全流程透明可視。
圖6 智能工廠智能化規(guī)劃
三、智能互聯(lián)工廠成果
通過智能互聯(lián)工廠測試驗證平臺的搭建，實現從用戶價值和企業(yè)價值的雙收獲。具體指標如下：
用戶價值：
1. 交互體驗：用戶全流程參與，實現最佳體驗；
2. 用戶滿意度：2 年產品保證期；
3. 定單交付周期：由 15 天縮短至7 天；
4. 個性化定制產品：由 20+種提升到500+種。
企業(yè)價值：
1. 產品研發(fā)周期：縮短 30%；
2. 半成品庫存：減少 80%；
3. 產能：提升 1 倍；
4. 人均產值：提高 30%。
5. 用人：優(yōu)化 50%
6. 質量：改善 30% 產品一次合格率
四、社會效益及影響力
沈陽海爾電冰箱有限公司的智能制造升級項目依托于海爾集團智能制造的戰(zhàn)略定位及愿景，作為海爾集團首個互聯(lián)工廠樣板進行推進升級，并成為海爾集團申請國家智能制造示范試點單位之一。沈陽冰箱的智能制造關注點并非是“機器人”代替“人”的智能制造升級，而是從用戶定制，到智能制造，到虛實研發(fā)的全流程、全系統(tǒng)、全方位的升級。從用戶角度出發(fā)，最終滿足用戶的個性化定制需求為結果，體現了海爾一貫以用戶為中心的經營理念。從技術層面來看，沈陽冰箱的智能制造，吸收了德國工業(yè)4.0和美國先進制造的理念，結合中國制造2025的要求，梳理出從數字化精益、到模塊化、到自動化、到數字化、到智能化的智能制造升級路徑，每一項都體現出了其先進性，而且沈陽冰箱作為這些路徑的踐行者，也在不斷的完善和調整相應的方案。
沈陽海爾電冰箱有限公司智能制造升級項目的實施，不僅在海爾集團作為樣板進行升級、推進、復制，其智能制造理念、愿景、實施路徑擠技術方案也可以作為沈陽市各制造型企業(yè)，乃至遼寧省各制造型企業(yè)的參考典范，為沈陽市乃至遼寧省的制造型企業(yè)的智能升級有很好的借鑒意義，幫助各企業(yè)少走彎路，借此契機，趕上互聯(lián)網時代的潮流，實現彎道超車。
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