济南二机床集团有限公司始建于1937年，是国内机床行业重点骨干企业，主导产品有锻压设备、金切机床、自动化设备、铸造机械、数控切割设备等，广泛服务于汽车、轨道交通、能源以及船舶等行业，产品远销美、日、欧等世界67个国家和地区。其中大型数控冲压机床国内市场占有率80%以上，被誉为“世界三大数控冲压装备制造商”之一。

公司依托国家级科研平台，先后承担国家863计划项目、国家智能制造项目等各类重大专项21项，获国家科技进步二等奖2项，自主研发了600余项国家首台(套)产品，被工信部评为“2023年度国家级智能制造示范工厂揭榜单位”。

智能工厂建设先进经验

济南二机床集团基于“5+5个数字化系统”和“1朵云”的智能化架构，从产品研发到生产制造，从生产管理到运维服务，从能源消耗到风险防控的全流程，构建了一个高度集成、高度协同、高度智能的智能制造系统，实现了产品全生命周期的数字化管理和网络化协同运营，打造了一流的高端金属成形机床智能研制基地，成功建立了5种新型能力，实现了5个业务模式转型。采用的技术方案主要包括：

搭建5+5数字化系统

内部场景实施PLM、MES、SCADA、WMS、LIMS系统，外部场景实施CRM、SRM、ERP、数字化营销服务、综合能源管控系统。

构造协同与商务智能云

实现了多基地资源配置优化，建立了企业绩效KPI体系，建设以“互联协同、透明智能”为总体目标的数字化工厂。

图1 企业全面数字化平台建设大框架

基于数字孪生的协同设计平台

通过三维设计软件和金属成形装备的设计知识库，搭建了数字化的协同设计平台，高效地进行了订单式产品的研发与设计，打通了产品设计与工艺执行制造断层，建立了设计—制造协同机制，实现了研发设计及生产工艺过程优化融合、数据驱动制造，提高了产品质量和一致性。

图2 设计工艺制造一体化平台

开展产品虚拟试验与调试

面向产品功能、节拍性能，开展数字化虚拟仿真调试与测试工作，实现了干涉检查仿真、整线送料仿真与工艺优化、产线控制程序虚拟调试等功能，降低了试制成本，提升了试制成功率。

图3 轨迹仿真与优化

全景式能源系统数字化运营

结合3D/BIM/GIS等可视化技术，依托工业互联网建设能源管控系统。基于3D建模技术，以所见即所得的交互式体验，实时监测了能源设备设施运行工况，实现了用能智能告警、能效对标、能效分析。

建立三维可视化数字工厂

综合采用价值流、TOC、JIT、三维可视化等技术提供数字化设计基础，实现工厂三维设计。同步搭建生产线的物流仿真模型，完成对自动行车利用率、车间节拍、物流阻塞、生产瓶颈等指标进行仿真分析。

图4 厂区三维数字化模型

实时在线监测与应急处置

将AI图像采集设备与AI深度识别算法互嵌，实现人员行为识别、设备检测分析，实时预警作业区域内人员闯入事件、明火事件以及人身危险事件。利用MES及SCADA进行设备管理、运行状态监测、报警管理，使设备管理在线化，实时监控设备的运行状况，及时发现和排除故障，提高设备的可靠性和利用率。

图5 AI智能监测

图6 机床运行状态实时监测系统

可视化智能仓储管理

采用无线仓储管理系统技术，搭配工业4.0标准的无线局域网，建设物流仓管系统，优化仓储空间，提高仓储效率，降低仓储成本，达成仓储的智能化、可视化、可控化管理。

智能工厂建设成效

1.提高了生产效率和资源综合利用率。工厂建设完成后，整体生产效率提升21.78%，资源综合利用率提升8.4%。

2.降低了生产成本和产品质量损失率。工厂建设完成后，运营成本下降18.08%，单位产品成本下降15.3%，质量损失率下降21.43%。

3.推动了库存、供应链之间高效流转。工厂建设完成后，库存周转率提升16.28%，供应商准时交付率提升13.95%，订单准时交付率提升28.01%。