開場白。

智能化是實現制造業結構調整的高端技術，也是支撐制造業高水平發展的基礎技術。開發智能制造將為制造業的全面發展提供強有力的動力和必要保障，是國家的重大戰略部署。盡管小家電行業整體增速仍承受較大的壓力，但在消費升級的推動下，中國家電企業正逐漸放棄過去以大規模傳統生產、價格競爭、渠道壓貨為特征的傳統商業模式，而是采取更為開放、多元、更貼近市場的智能制造生產模式，以滿足“多品種、小批量”的個性化客戶需求。面臨市場的快速增長和小家電產業升級，智能工廠是大勢所趨。

目前中國家用電器企業大多采用傳統手工操作的生產模式，效率低、質量不穩定、材料成本高、制造成本高、效益低等諸多困難?；谶@樣的背景，迫切需要企業能夠率先推出小家電智能制造的示范基地。

本論文主要介紹了沖壓、表面處理、注塑、物流等智能工廠系統及其各模塊子系統的構建與應用，通過采用智能制造的生產模式，一方面解決了人工和材料成本上升的問題，另一方面通過柔性化制造滿足市場的“多品種、小批量”的個性化需求，有效提升企業在小家電智能制造產業中的競爭力。

智慧工廠

(1)建立以因特網和大數據為基礎的“智能感知”系統，實現車間的數據化、移動化、實時化、可視化管理，真正實現一體化智能工廠控制體系[2]。

圖1智能工廠控制平臺。

(2)采用業界領先的信息化控制系統，實現生產數據的自動采集，自動傳輸數據采集和分析系統(MES)和制造執行系統之間的數據。

(3)信息化系統包括：PLM產品研發管理、ERP材料定單管理、SRM協同供應鏈、MES生產執行、APS高級智能排產、CPS數據采集、BI大數據分析、EMS能耗管理、WMS智能倉儲等14個模塊[3]。

(4)工業4.0智能工廠的構成：設備自動化、生產可視化、物流智能化、管理移動性、決策數據化。各個模塊系統互聯，倉庫信息的智能管理實時控制，實現移動APP平臺管理[4]。

智能化廠房設備及工藝。

3.1沖壓設備和工藝。

(1)如圖2所示的先進生產線包括：拉伸、清洗、打砂、沖壓、焊接和鈍化等；沖壓生產線由傳統的多機聯接改造為多個大型沖床，配三次元機械手，完成多工序。具有線體短、處理距離短、速度快的特點，視覺定位系統與三次元線有效結合，加工過程能自動對正，不同產品適用，生產線柔性高。

圖2沖壓車間。

(2)砂光段采用目視取工件系統和自動砂光機上下料，實現砂光無人化。

(3)落料采用多排套料，材料利用率提高8.5%，同時采取自動無劃傷排料機構，合格率達99.9%以上。

(4)整個生產線高度自動化集成，檢測智能化，物流實現AGV，生產過程采用MES系統，通過中央控制室智能控制；生產線實現“精益化、自動化、信息化、智能化”四化融合。

3.2表面處理設備和先進工藝。

(1)氧化線。自動化臺式前處理+吊掛氧化系統，使生產線高效節能；采用地鏈式直帶式噴砂機+機器人方式實現自動轉件，節約人力和成本；全自動加料處理系統，保證生產工藝穩定。上位機集中控制系統，上位機配有以太網通訊模塊，讀出PLC的功能數據，對整個產品表面處理過程進行監控。

圖3表面處理車間。

(2)清潔生產線。配備了自動攪拌系統，配有國外先進的計量泵和管道，保證了表面處理過程的穩定性。

(3)噴射線。使用自動噴油系統，控制系統+機器人噴漆，可實現實時流量監測、定量監測，產品切換迅速，保證產品質量，節約涂料用量。

3.3注射設備和先進工藝。

(1)注射工藝包括自動送料、自動流水線、機械手自動取件、剪片、處理披頭、包裝、AGV自動配送等。

(2)注塑機供料系統是高度智能化的，它把各種信息(包括設備、產品等)傳送到智能系統?？勺詣诱{整產品、模具、工藝，并實時傳送相關工藝數據到注塑機控制系統。

(3)通過MES系統，可以觀察、監視和操作注塑車間的所有設備，有效地跟蹤從原材料到成品整個流程的所有設備、設備的運行狀況、參數等，當生產過程出現問題，能夠快速找到問題的源頭，并及時得到解決[5]。

4)車間實現人車分流，采用空中廊橋連接，避免物流環節互相干擾，使車間高效、順暢地運轉。地面AGV與空中廊橋運輸相結合，車間實現立體智能物流和快速運輸。

智慧物流

(1)智能化立體倉庫是利用堆垛機來實現高位貨架取貨，且其行走占用空間小，可在同等面積上設置更多的貨架倉位，同時可進行高度延展，提高空間利用率。智能立體倉庫的空間利用率是一般倉庫的5倍以上。

(2)以自動化立體倉庫為中心的物流系統，可顯著加快貨物到達速度和速度，具有快速出庫能力，并可迅速、自動地將生產零件送到產線，減輕工人的勞動強度，提高效率，這是普通倉庫所不能達到的[6]。

(3)智能立體倉庫采用自動巷道堆垛機代替人工存放貨物，既快捷又省力。減少工人的勞動強度，減少工人的數量，大約是一般倉庫的1/10，工人可以不進入庫房內工作，大大改善了工作環境。

(4)智能倉庫采用先進的物流管理系統對倉庫內貨物進行監控，加強對貨物的管理，使管理更加科學、準確、可靠，使庫房管理、庫存、報表等管理工作更加簡便、快捷[7]。

(5)智能倉庫配有輔助輸送設備，使得出庫更省事，可根據訂單系統的需求安排貨物存取，不同出口自動輸出不同訂單的貨物，提高倉庫周轉率。

(6)智能倉庫系統不需要過多的人員進行維護，節省人力成本，同時可以改善工作環境。并且采用先進的物流管理系統，大大提升企業的生產管理水平。

(7)普通倉庫屬于“靜態庫房”，功能單一，而智能倉庫采用先進的管理系統和自動化存取設備，既能按需自動存取，又能與外部產線進行有機連接。通過先進的物流管理系統和自動化設備，智能倉庫成為企業生產物流的重要環節[8]。

結尾。

該智能制造系統的建立與應用，實現了工業創新高效生產，產品質量穩定，合格率達98.5%以上，節約50%人員，效益提高3倍。

通過智能推動傳統產業的改造升級，極大地提升了企業的市場競爭力。智能平臺為企業提供更加專業化、信息化、網絡化的服務，實現資源共享，有效地節約資源、降低成本、提高效率，促進工業快速可持續發展和跨越式發展，為經濟欠發達地區制造業信息化建設探索了一條有效的發展路徑。