一、项目实施背景与状况

近年来，中国工程机械下游行业需求持续低迷，矿山、基建、房地产等行业开工率不足，同时由于过去工程机械行业销量旺盛积攒了巨大的设备保有量，导致近年工程机械行业销量大幅下滑，行业处于深度调整期。然而，物联网、云计算、大数据和移动应用等新一代信息技术的不断成熟和普及，为制造业转型升级、创新发展迎来了重大机遇。

面对挑战和机遇，广西柳工机械股份有限公司（以下简称“柳工”）管理层提出从以产品为中心到以客户为中心的转变，实施全面智能运营管理的“十三五”战略。按照公司战略，柳工提出开展“以远程运维服务为核心的土方机械智能制造试点示范项目”，通过提高产品智能化水平、提升智能制造能力，加强协同制造水平，增强客户服务能力，提升公司核心竞争力。

二、项目主要实施内容

本项目是在柳工集成的全球供应链信息系统基础上，利用新一代信息技术，通过建设数字化车间打通供应链协，推动数字化设计及产品智能化；全方位打造智能云服务平台，实现以远程运维服务为核心的土方机械智能制造试点示范项目。项目整体框架如图14-1所示。

（一）远程运维服务

1.智能产品

柳工自主研发的智能控制系统主要由以下部分组成：控制器、显示器和GPS（卫星定位系统）。其主要功能包括液压系统智能控制功能、发动机油门控制功能、传感器检测功能、总线数据交互功能、远程数据传输功能和故障诊断功能，如图14-2所示。

2.智能云服务平台

通过利用物联网、卫星定位、云计算、大数据、移动应用等新一代技术，利用车载智能控制器采集数据并上传到“柳工智能管家云服务平台”。同时，集成公司原有的SAP、DMS 等系统，实现对工程机械产品的智能化管理、机群管理、远程服务管理，提高设备利用率，降低油耗及使用成本，进行智能管理及云服务平台建设，为客户实现价值最大化。

柳工智能云服务平台全景如图14-3所示。

（二）离散型智能制造

1.数字化设计

通过产品全生命周期管理PLM为核心，集成CAD/CAE/CAPP等工具，并与企业资源计划系统（ERP）紧密集成，实现研发、工艺及制造流程的系统集成。数字化设计平台架构如图14-4所示。

产品全生命周期PLM平台架构包含产品数据管理、项目管理、设计变更管理和零部件分类管理。基于该平台，建立PLM系统下的CAPP集成平台，实现研发流程和工艺流程的系统集成，有效支持设计与工艺的协同。该平台通过分布式站点部署，应用到柳工22个产品研究所的14条产品线上，包括海外波兰及印度研发中心，实现全球协同研发设计。

基于全三维环境计算机辅助设计CAD软件，实现产品Top-down（自顶向下）设计，推进CAE仿真工具的应用。目前，仿真分析应用于结构力学仿真、机构运动仿真、流体液压仿真、传动匹配仿真等方面，可减少实物验证，优化产品设计。

实施产品模块化设计方法，通过加减或替代模块设计各种变型产品，提高产品开发效率，缩短产品的上市时间。在产品模块化设计的基础上，选装和选配功能模块，实现产品可配置设计，可配置销售。

2.数字化车间建设

柳工数字化车间建设包括建立柳工制造管理系统、应用智能装备、实施信息系统三大部分内容，具体实施内容如下：

1）建设柳工制造管理系统（LPS）

（1）建设 LPS 系统架构。参照丰田生产系统 TPS，建立柳工整体的制造管理体系，形成LPS体系整体框架，如图14-5所示。

（2）推进LPS精益物流改造。通过推行价值流图（VSM）和工作结构分解（WDS）等工具，实施制造单元精益化改造。

2）应用智能装备

在智能装备方面，采用以下技术，提升智能制造能力：

（1）采用工厂物流机器人（AGV/RGV）进行物料配送，实现智能化生产物流管理。

（2）应用焊接机器人、高精数控机床，配合物料搬运机械人和组合式起重机，实现焊接机加流水线的自动化、智能化和柔性化。对工业焊接、物料搬运机器人和高精数控机床，能够根据预定程序进行多维度作业，既能解决人力成本上升的问题，也可以保证产品质量和制造效率，同时降低安全风险，实现多品种、少批量的制造。

（3）应用自动化定扭矩装配流水线、在线检测系统，配合物料搬运机器人和组合式起重机，实现装配流水线的自动化、智能化和柔性化。自动化定扭矩装配流水线、在线检测系统的使用能够从装配和检测方面保证产品质量，实现产品质量的符合性和一致性，还能实现多品种、少批量的装配。

3）实施信息系统

在企业层级，实施集团企业级的ERP系统。在多事业部参与交易的业务环境下，实现销售、生产、采购与库存系统同财会系统紧密关联。柳工数字化车间框架如图14-6所示。

（二）网络协同制造

1.协同设计

柳工与国际知名零部件供应商组成联合研发平台，主要包括四大国际联合研发平台，如图14-7所示。

（1）柳工-美国康明斯发动机研发平台。

（2）柳工-波兰HSW公司推土机研发平台。

（3）柳工-德国采埃孚传动件研发平台。

（4）柳工-日本川崎高端液压元件研发平台。

多个产品线协同研发如图14-8所示。

2.供应链协同

通过将供应商管理系统（SRM）、经销商管理系统与企业资源管理系统ERP紧密集成，围绕客户需求，将柳工与经销商、供应商在供应链上高效协同，如图14-9所示。

三、实施成效

（1）提升运营成本。通过实施远程服务管理，以及智能调度、故障初步评定，加快服务速度，使服务运营成本降低20%。

（2）提高生产效率。通过推行精益物流改造，实施制造单元精益化及数字化车间建设，对现有工艺装备进行自动化、智能化升级改造；实施 ERP、MES 等制造信息系统，使生产制造过程透明化，使各生产制造单元有序协同，提高了制造柔性化水平和产品质量，提高生产效率40%。

（3）缩短产品研制周期。通过实施数字化设计，采用基于产品全生命周期管理（PLM）全球协同设计平台，应用国际一流水平的整机、部件开发流程和技术研究管理流程，有效应用CAD/CAE/CAPP等数字化设计工具，大大增强数字化设计能力，形成3年开发一代产品的能力，整体产品研发周期缩短30%。

（4）降低产品不良品率。通过应用焊接机器人、高精数控机床等智能装备，以及应用自动化定扭矩装配流水线、在线检测系统，提升了产品质量的符合性和一致性，产品不良品率降低30%。

（5）提升能源利用率。在制造方面，通过推进LPS精益物流改造，推行价值流图（VSM）和工作结构分解（WDS）等工具，同时应用焊接机器人、高精数控机床，配合物料搬运机械人和组合式起重机，实现焊接机加流水线的自动化、智能化和柔性化，使单位工业增加值能耗下降10%。

另外，在产品方面，通过全功率控制方法，提高发动机输出功率利用率，消除整机动作冲击，使整机工况适应能力大幅提升。同时，极大改善液压挖掘机工作效率和能源利用率。通过智能控制器和发动机的载荷匹配，国III产品降低10%～15%的油耗。

四、实施经验

柳工通过实施智能制造，初步积累了一些经验教训供参考：

（1）整体规划，分步实施。智能制造涉及面广，实施难度大。首先要明确建设目标、规划实施路线、制定分步实施策略、落实保障措施。两化融合管理体系是很好的方法论，可以指导和规范整个工作的开展。

（2）业务模式创新，向服务型制造转型。智能制造不仅仅是将人工用机器人代替，更重要的是利用新技术，实现业务模式创新，实现向服务型制造转型。

（3）加强培训，全员参与。项目的实施，需要有充分的培训与之配合。这种培训不仅仅是指计算机操作，更重要的是针对现实业务管理中存在的问题，培训所有相关人员，实现全员参与。

编委会：罗维 编写组：黎旻 Q+5JhYCzeRo1vgK6G2yXNs3LQp/S+Sj19yRZTIQFmvvz4zbqWg434+T+m09o11vz