智能工厂

01 建筑幕墙大规模定制化智能工厂
——东阿蓝天七色建材有限公司

企业简介

东阿蓝天七色建材有限公司（以下简称蓝天七色）主要生产建筑幕墙装饰用铝塑板、铝单板等产品，年生产各规格铝塑板900万平方米、铝单板150万平方米。2009年，蓝天七色导入 SAP 管理系统，初步打通与生产有关的各环节，实现内部信息共享。2017年，蓝天七色抓住机遇，快速向平台化运营、大规模个性化定制和智能制造转型，同年9月被评为山东省两化融合管理体系贯标试点企业。2018年，蓝天七色的B2M、D2M商业生态大规模个性化定制项目被原山东省经济和信息化委员会评定为“2017年山东省智能制造试点示范项目”。蓝天七色获评“国家级高新技术企业”“聊城市企业技术中心”“山东省制造业单项冠军企业”。2019年，七色牌铝单板 B2M、D2M商业生态大规模个性化定制项目入选山东省“新旧动能转换”第二批优选项目和聊城市新经济示范推广项目，蓝天七色产品荣获“中国绿色建材推广应用奖”“中国金属复合材料行业优秀品牌”。2020年，蓝天七色的建筑幕墙大规模定制化智能工厂获评“聊城市绿色工厂”，同时蓝天七色被山东省工信厅认定为第四批“山东省瞪羚企业”。该公司在成立之初就以“立足中国，服务世界”为目标，所承揽的中国中央电视台新址大楼、北京首都国际机场航站楼等工程被评为“全球十大建筑”工程，其产品在畅销全国的同时，还出口到德国、巴西等40多个国家和地区。

案例实施情况

总体设计

蓝天七色建筑幕墙大规模定制化智能工厂自2016年底开始调研、实施，于2021年建设完毕，合计投资超5000万元，目前工厂自动化、数字化、智能化设备在全部设备中的比重达71.7%，设备联网数占自动化、数字化、智能化设备总数的81.2%。该智能工厂总体设计以产品全生命周期和个性化定制相关数据为基础，引进并实施了MES、PLM、CAD、PDM、CAPP、APS、ERP、BI、CRM、OMS等工业控制、管理和建模系统，对接单、工艺准备、备料、冲压、折弯、焊接、喷涂七大工艺路线进行了智能优化，并进一步扩展到整个产品生命周期的新型生产组织方式，优化生产运营流程，实现了工厂的智能化装备、信息化应用和数字化决策分析。项目总体设计如图1—1所示。

同时，在已实现离散制造智能化的基础上，同步实现产品的大规模个性化定制，依托互联网、大数据、云计算、三维轻量化浏览软件技术，通过网络协同的制造方式，打通上下游产业链，形成生态圈平台，将原有销售模式、生产模式、管理模式转变为智能化的“销售、生产、管理+互联网”的新业态；通过对业务、管理、数据的集成，打造从研发、销售、仓储、采购到工艺准备、生产制造、交付体验的全价值链循环，推动建材行业的技术革新，使整体市场环境向透明化、标准化、规范化发展，引领行业由高速度向高品质转变，对行业发展起到巨大引领和示范作用。

实施内容与路径

蓝天七色自2016年启动智能工厂建设以来，不断升级智能化设备，引入自动化生产线，现已部署 CRM、PLM、PDM、APS、MES、ERP、SCM 等信息系统，并实现了系统间的互联互通，在推进平台化设计、智能化制造、网络化协同、个性化定制、服务化延伸等创新发展模式构建方面取得了明显成效。

1.客户关系管理（CRM）系统

在支持个性化定制和协同制造的基础上，通过定制的 CRM 系统（其界面见图1—2），实现以客户为中心，围绕客户基础个性化定制需求、数据分析、精准营销、积分管理等核心，帮助铝单板幕墙企业建立与客户之间的联系，提升客户服务和营销能力，提升客户的整体黏度。借助 CRM 系统让消费者的消费需求和工厂能力更加透明化，使二者之间的信息沟通更加便利，适应消费升级的变化，真正满足消费者的个性化需求。

蓝天七色CRM系统与下单系统紧密相连，通过对客户基本信息的收集，掌握客户需求，为客户提供真正个性化的产品。通过 CRM 模块管理营销、商务和服务过程，使企业可以更好地获取用户、保留用户和提升用户价值，提高用户满意度和忠诚度，从而全面提升企业竞争力和赢利能力。

2.产品数据管理（PDM）系统

PDM 系统用于管理产品的数据文件、基础信息，可理解为存储文档的容器。PDM系统内部对实体电子文档与数据进行管理，外部与文件对应的应用程序关联，包含图文档管理、产品配置管理、工作流程管理等功能，通过对产品的整个生命周期进行完整的描述和控制，大大提升企业内沟通效率、数据流转效率、工厂生产效率，打破传统生产图纸和数据在时效性、便携性上的限制，为蓝天七色工业互联网平台建设提供数据基础。PDM 系统集成App工艺软件，通过参数化的形式生成与蓝天七色建筑幕墙生产相关的关键数据，从而提高生产效率。

3.企业资源计划（ERP）系统

ERP系统是七色智能制造系统的重要组成部分，蓝天七色智能制造系统内的所有重要应用系统都与 ERP 系统进行数据交互和集成。ERP 系统包括企业资源计划管理的多个功能模块，各个功能模块的应用有利于企业资源的统筹，并能够使信息及时共享，利于各个职能部门在业务范围内降低企业运营成本。ERP系统由不同功能的基本功能模块组成，包括物料管理模块、仓储管理模块、生产计划模块、销售管理模块、财务管理模块、人力资源管理模块等。

4.供应商关系管理（SRM）系统

SRM系统（其界面见图1—3）的功能组合以客户为中心，以订单为主线，涵盖订单执行过程的各个方面，实现了物流、资金流、信息流、单证流、商流“五流”协调统一。SRM系统通过智能化算法，更好地与ERP、OA、App实现大数据交互，最终实现与其他相关系统的无缝对接，并能够通过流程优化和资源整合对采购执行的全过程实现无人干预的智能化系统自动运转。

SRM系统通过与蓝天七色内部其他系统和供应商的信息对接，实现库存数据实时共享，采购需求自动触发，在线询价、报价、比价，使供应链管理更加透明化；SRM系统自动分析历史数据，确定并生成订单，提升效率，缩短采购周期，降低库存，同时规范供应商管理，提高供应和需求的同步响应能力及风险管控能力。SRM系统主要包含供应商管理、采购管理、物流管理、物料管理、数据接口管理和报表分析管理等功能。

5.制造执行系统（MES系统）

MES系统（其界面见图1—4）位于蓝天七色智能制造系统架构生命周期的生产环节，依靠智能MES进行工厂设备的互联互通、生产过程的管理，使MES成为顶层控制系统与企业硬件设备资源链接的桥梁。通过该系统的建设，将产品的各生产要素（物料、产品、设备、劳动者等）有机融合，实现智能制造的信息层构建，形成行业信息管理系统解决方案；MES可实现工业流水线的数据驱动，实现建筑幕墙等个性化定制产品全生命周期的单件流管理、制造全流程零占压、计划精细化自主管理、点对点的预警驱动；通过对设备及产品的即时数据分析，可以调配现有资源合理生产，达到实时、准确地控制现实生产资源协同生产的目的。

MES 系统的生产任务单根据系统内的派工单进行生成并存储于当前生产任务单池，可以有效解决个性化产品、多工序、多资源的优化调度问题。以订单分配与时序计划为关键节点，通过对物料、产能最优分析与匹配，生成准确的交货日期。MES系统实时反馈订单执行进度，系统内的工单任务完成后，系统会自动更新当前生产任务单池中的完成状态，并将已完成的任务从任务池单中移除。

6.七色智造App

通过七色智造App，将蓝天七色的售前促成、售中支持、售后服务等环节，全部以图形化、数据化的形式展现。用户可以通过七色幕墙设计系统中的板型库模型进行查看。通过集成Sview插件，以3D形式观察模型的几何形状，实现三维缩放和旋转等功能。同时，用户可以选择不同的表面颜色进行展示，并查看这些颜色在工程案例中的实际运用，包括工程案例的图片和VR 视频，以全面了解产品的性能和特点等相关信息。用户可以使用七色智造App选择不同的型号、颜色、板厚及其他相关参数，进行产品预报价，大大缩短下单时间。下单后，用户可及时获取订单在工厂内全生命周期的数据，发货后还能实时追踪物流进度，并接入在线客服功能，例如评价、催单、退换货等，使客户与公司零距离接触。产品到施工现场后，施工方扫描发货单一键收货，并可根据单板上的二维码查询单板的模型数据、安装位置等信息，在提升用户体验的同时，增强了用户黏性。七色智造 App 功能管理模块如图1—5所示。

案例特点

（1）先进性。

设计制造协同：建筑幕墙用铝单板大规模个性化定制项目通过给设计院和幕墙公司设计师提供三维、二维设计软件平台，将金属幕墙产品的标准、极限、工艺、参数等信息植入软件中，使设计师在工程设计初始就将制造企业的所有信息在设计图纸中体现出来，并且此软件可与智能研发系统和生产制造系统无缝对接，使设计与制造实现协同。

智能化生产：工厂的智能化建设依托三维数字化设计和建设手段，在先进的工艺装备基础上建设智能化工厂，从智能优化控制、精益生产、质量一体化管控、设备智能运维、数字孪生、AI辅助决策等维度，实现工厂数字化与智能化，达到国内领先的设计指标要求。

（2）创新性。

基于工艺数据和数字孪生进行智能车间规划：筹建智能车间时，根据过往的加工工艺数据，引入了三维数字仿真技术，采用三维建模，以虚拟方式设计和评估工艺方案；采用数字孪生技术，解决了铝单板柔性自动生产线建设周期长、自动化控制逻辑复杂的问题，使现场调试的难度与工作量都降到最低。

智能生产优化：根据历史订单的下料数，不断进行套料优化，在不降低生产效率的同时大幅提升板材利用率。通过定制的智能板材排料系统，自动生成含有单板零件属性信息及零件等在套料图的排序信息。用于开卷的套料尺寸规格通过网络传输至智能开卷线上位机的嵌入式控制系统，实现柔性化开卷。

大规模个性化定制：将现代化的信息技术与智能柔性制造技术相结合，将客户的个性化需求作为蓝天七色业务流程的出发点，整合公司内外部资源，最终将产品的生产方式由定制生产转化为批量生产。打破各部门之间割裂的状态，将生产、营销、管理等各部门运作成为协同工作的共同体，实现零仓储运营。为客户提供低成本的商品和高效率的服务，同时满足日益扩大的多样化、个性化需求。

实施效果

经济效益

（1）直接收益。

通过应用和推广基于智能工厂的大规模产品定制的商业模式，蓝天七色已取得了较为可观的收益。

业务收益：大规模定制化模式的应用已为蓝天七色每年带来7200万元的销售额，按照5%的销售成本计算，节省销售费用360万元/年；按照10%的毛利计算，可产生720万元/年的毛利。

模式复制收益：蓝天七色已经面向铝幕墙行业正式启动大规模个性化定制平台的模式复制，将成熟的七色智造模式在行业内复制，预计每年可复制5～10 家铝幕墙企业，其授权服务费、咨询费和软件及实施费用，预计可实现毛利500万～1000万元/年。

（2）间接收益。

通过对工厂的智能化改造，蓝天七色实现了各维度的降本增效。

运营成本：通过打通全流程，拉动管理改善，借助软件系统实现了关键业务流程的标准化和规范化。打通了从客户到供应商的全产业链协同通道，优化了公司内部以及与供应商的协同机制，提高了供应链协同能力，提高了整个供应链的运营效率，运营成本降低30%。

产品研发周期：智能模式下，导入参数均一键生成或智能匹配自动生成，使产品研发周期缩短70%。

定制交付周期：以订单需求为拉动力，各环节协同作业，产品研发、物料供应、生产加工、物流运输各个环节的时间缩短，定制交付周期缩短40%。

生产成本：智能平台实现排料和订单的BOM（物料清单），比传统人工排料方式更加精确，对库存材料的计算和利用更加有效。系统打通后，各个环节的效率提升使整体周转效率提升近40%，生产成本降低8%。

环境效益

在个性化智能制造项目推进过程中，所有资源的使用和调配都基于明确的需求和高度的标准化。智能制造体系上线后，对能源的使用可以进行有效的预测、监管与控制；同时，减少了产品生产的很多中间环节，杜绝了产品在生产流动环节的浪费和生产过程中库存对相关能源的占用，产品从原料投入到成品生产的总生产时间有所减少，能源利用率提高20%。

社会效益

目前国家政策引导企业进行新旧动能转换，加快建设工业互联网，推进两化融合深入发展，大数据、云计算、人工智能、数字孪生等新兴技术在传统制造业中的应用前景广阔，尤其是墙体材料行业的智能化水平还难以满足智能家居、智能建筑带来的新要求。

智能工厂的建成将蓝天七色的智能制造水平提升到一个新的阶段，打造了行业级全场景AI服务平台，构建了基于AI的、贯通行业上下游企业的柔性价值链体系，对于重构行业价值链具有重要影响，对区域制造业及墙体材料行业智能化的发展起到有效的促进和引导作用，对我国墙体材料行业数字化转型、智能化升级产生重要的推动力。

行业/区域影响

蓝天七色建设的建筑幕墙大规模定制化智能工厂，建立了产品生产管控一体化的技术和标准，涵盖了产品从订单到交付的通用流程，将与生产管理系统相关的环节通过信息技术进行系统化集成，全面贯彻精益管理的思想，最大限度地消除资源浪费，为行业展示了智能化技术的应用成果。未来，蓝天七色可通过持续完善、迭代和提升，在建材行业内大规模复制推广，成为我国建筑节能和墙体材料革新的重要力量。 ND6Ybjy1Ll/0YsKMcyPfj7lH79kqp5oA2jThOJhEsn52gWsGob7ZYwjHwoBkoyTO