2022物博会丨施耐德电气无锡工厂：“柔性生产制造+生产现场监测”领航工业数字化转型

11月25-27日，2022世界物联网博览会在无锡召开。会议期间，无锡正式对外公布十大“数字城市典型场景”，作为无锡唯一的全球灯塔工厂，施耐德电气无锡工厂（无锡普洛菲斯电子有限公司）的“柔性生产制造+生产现场监测”场景成功入选。

该场景基于积木式柔性生产单元，通过5G与多接入MEC（移动边缘计算）系统结合，部署柔性生产制造应用，根据实际生产需求，快速、灵活重构对应不同产品的生产线，并对用户需求、产品信息、设备信息、生产计划等实时分析处理，动态制定最优生产方案，实现小批量多品种的柔性高效生产。

柔性制造破解多品种、小批量生产难题

传统规模化工业生产模式生产线相对固定单一，难以满足不同客户个性化、小批量的订单需求。工业互联网、人工智能等技术的发展改变了传统工业的生产与管理方式，让“个性定制”“一件起订”的柔性化生产模式成为现实。

施耐德电气无锡工厂是施耐德电气旗下核心工厂之一，也是施耐德电气在中国23家工厂中唯一的电子能力制造中心，以组装生产小批量、多品种产品为特点，实现“用户需要什么，企业就能够提供什么”的柔性制造。

然而，小批量多品种离散型制造企业往往面临三大瓶颈：资产综合有效利用不高，产能不平衡；自动化投资回报率低，产线常需变更操作；专线专用模式下高空间占用和扩产矛盾等。

寻求破局之道，施耐德电气无锡工厂根据实际生产需求，在对工艺设计、生产组织、过程控制等环节优化管理的基础上，通过一系列软件对生产资源、生产设备、生产设施以及生产过程进行精细、精准、敏捷、高效地管理与控制，从制造、生产计划与生产过程动态角度把不同模块串联起来，创新性推出“柔性生产制造+生产现场监测”模式。

该模式将标准单元和定制化服务相结合，最大程度且具有灵活性地发挥车间每平方米产值，提高产线利用率，减少相似功能设备投资，节约车间空间，为多品种小批量离散工厂的可持续发展提供了借鉴意义。

“5G+”模式灵活组合 实现生产多重提升

柔性制造，是智能制造的重要内容之一。施耐德无锡工厂的“柔性生产制造+生产现场监测”模式，主要包含三大部分：“5G+积木式柔性生产单元”“5G+柔性生产执行系统”“5G+虚拟化PLC（可编程逻辑控制器）自动化”。

具体而言，“5G+积木式柔性生产单元”即是打破原有的专线专用、专机专用模式，将所有生产单元积木化，灵活组合配置。“5G+柔性生产执行系统”，配以自动化物流系统，利用信息系统进行联系，解决原有固定生产流程中开发时间长、定制化高的问题。“5G+云化PLC”，借助5G边缘计算网络可靠的宽带低时延的网络环境，将云化PLC与边缘云之间的算力协同规划，实现在PC端的虚拟PLC管理平台实时下发控制指令，确保产线上器件按照指令进行动作，减少对现场物理PLC的数量和能力需求。

在施耐德无锡工厂的柔性生产线上，整条生产线以协作机器人为核心，外部连接不同功能的工作台，每个工作台呈六边形，组合起来如同蜂巢。“该生产线基于‘积木’理念，借助5G网络，确保各生产功能单元均为可移动、可拆装的标准化模块，模块能够按业务需求快速灵活组合，并根据实时生产需求，快速切换不同的工艺流程，跨品种的整线换型能够控制在30分钟以内，有效解决了产能不平衡以及投资回报率低的矛盾。”施耐德电气无锡工厂相关负责人介绍。

数据显示，通过工位的自动拼接，生产线布局的调整时间从几周缩短到一天甚至几个小时，产品上市时间缩短了25%。整条工业线占用的空间大大减少，新项目投资成本降低40%，工厂生产运营成本降低17%，生产效率提升36%，产能提升75%，不良品率下降13%，及时交货率从90%提升至99%。

数字化、绿色化带动产业走向可持续发展

实现柔性生产，离不开数字化驱动。对于制造业而言，数字化技术不仅是推进产业链协同的有效手段，也是实现节能减排的重要途径。

在施耐德电气无锡工厂，设备联网率达99%，智能设备超过70%，通过传感器、摄像头和数据监测终端设备接入工业互联网，采集环境、人员动作、设备运行等监测数据，回传至生产现场监测系统，对生产活动进行高精度识别、自定义报警和区域监控，实现组装流程全程跟踪、关键原物料记录、流程防错、物料防错防漏、自动打印产品标签，实时提醒异常状态，生产过程高度自动化、信息化、精益化。

而在物流配送过程中，工厂通过智能仓储协同管控系统，借助智能柜式库等先进仓储装置，有效实现生产物流建模与基础数据管理、物料计划与需求分布、仓库物料分拣组盘、物料配送流程管理、物流执行与监控等。

“工厂应用数字化技术，实现从自动化工厂到端到端全价值链数字化的转型升级，跨越从供应商管理到工厂生产再到用户交付整个周期。仅暖通空调一项就实现32%的能耗节约。”施耐德电气无锡工厂相关负责人说。

2021年9月，世界经济论坛(WEF)发布的全球制造业“灯塔工厂”名单中，中国无锡施耐德电气凭借数字化提升效率、促进端到端减排的领先优势，名列其中。（殷晴 赵畅）

编辑：穆皓

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