WF集团数智化转型规划与实施案例解析

夏志禹 周春柳

（1.无锡WF高科技集团股份有限公司，江苏 无锡 214028；2.安徽工业大学 管理科学与工程学院，安徽 马鞍山 243032）

一、WF集团简介

WF公司成立于1958年，是我国知名的汽车配件制造商。该企业始终秉承科技革新的精神，持续优化产品架构与提高行业水平，其经营范围已从最初的燃料喷射设备扩展至燃料喷射设备、排放控制设备以及排放控制设备这三个主要的业务区，建立具备竞争优势的汽车关键组件生产线。此外，该企业执行“双擎驱动”策略，即将核心业务与新兴业务相互融合，以此加速扩充其多样性的商业活动，并在新型能源驱动以及智慧互联科技等前沿领域积极投入。WF公司拥有专业、高效的智能装备设计制造团队和信息系统研究开发团队，坚持自主研发并验证落地，持续打造具有WF特色的智能工厂。WF公司智能制造开发团队成员近200人，具备丰富的智能装备制造能力、软件开发应用能力以及1吨以下智能立体仓设计及制造能力，配备成熟的AI视觉解决方案，还自主研发了SCADA、MES、WMS、PMS、PPS等生产类软件，大大提升了生产运营过程的数字化水平，实现了生产数据的可视化、透明化和可追溯。WF公司智能化装备占比达85%，设备联网率为95%，并已搭建成数据集成平台，该平台以ERP、BI、PLM、MES、SRM、WMS、SCADA等为核心，以数字化转型为抓手，稳步推进公司信息化、智能化的发展进程。

二、“五化”目标引领，布局智能制造

数字化主要是利用数字技术（包括数据技术、网络技术和计算技术），实现人、机、料、法、环等资源的全面数字化，从而有助于数字化平台的功能实现。集成化分为两个层面，一是从信息流层面，包括信息集成、服务集成和应用集成。二是从业务层面，首先进行了工艺、业务流程和供应链上下游等各环节的集成，然后进行基于机理和数据的模型化、可视化和智能化。模型化主要包括工艺数据模型、业务数据模型、设备模型和优化模型等，从而实现管理决策的精准化。可视化是通过对工厂内的各种资源进行二、三维模型的虚拟建模，并在移动终端和仪表平台进行实时显示，融合实体工厂与虚拟工厂，实现对工厂现场生产的整体把控。智能化是通过对采集数据的分析和处理，实现对生产过程和环境的诊断、学习和适应智能化管控。

WF集团的智能制造总体规划遵循价值引领，以高品质的产品和服务满足客户，以持久稳定的发展回报员工、回报社会。智能制造最终要实现“五化”目标，即数字化、集成化、模型化、可视化和智能化。在“五化”基础上，WF集团构建了全过程可控、全过程可追溯和全过程透明的智能制造系统架构。该架构从上到下依次包含决策层、运营层、执行层、数据存储分析层、设备互联层和场景应用层六个层次（如图1所示）。

图1 智能制造总体规划

（一）决策层是依赖于生产大数据、设备大数据、质量大数据进行数据驱动的决策，从而提出有利于企业价值增值的战略决策。决策层可以根据企业的内外部环境进行战略分析，考虑公司的能力，制定适合公司发展的战略规划。在智能制造时代，精准、跨界、融合及客户的深度参与是新时代企业发展的主要特征，结合数据驱动技术，可实现企业的最优战略决策，使企业在利润、客户服务、社会责任等方面获得满意成效。

（二）运营层是基于决策层的战略规划和执行层的执行反馈，进行企业内外部关于人、财、物、资金等各种资源以及供应链层面的计划、组织、管理和控制活动。运营层的数字化转型主要依赖于客户关系管理系统（CRM）、企业资源计划（ERP）、产品和解决方案支持中心（Products and Solutions Support Center，PSSC）和财务共享服务中心（Financial Shared Service Center，FSSC）等管理信息系统。

（三）执行层是运营层信息向下传递和设备层向上反馈的中间层。根据管理重点，搭建公司核心业务平台，主要包括工艺策划平台、物流管控平台、生产控制平台和质量控制平台。每个平台通过使用先进的工具和管理软件进行产品工艺、生产、物流、质量的管控。

（四）数据存储分析层指公司在智能制造中进行数据处理与分析、数据存储与优化的数据管理层，主要涉及边缘计算、数据建模分析、云计算、分散式数据库和主数据库等数据分析与存储技术。可以建立一个数据服务平台，对收集各种离线数据、实时数据、时序数据进行存储和分析。

（五）设备互联层依托工业互联网平台，针对不同类别资源，建立底层设备的数据采集平台和管控平台。既包括生产层面的生产设备、零部件、操作工人、仪器的数据采集与监控，也包括物流仓储层面的设备、分拣、配送、仓储等流程的管理。

（六）场景应用层主要是通过各个业务场景的分析，利用云计算、物联网、大数据等技术实现不同场景设备的自动化和智能化。针对机加工类设备场景，通过设备与测量系统交互，或者基于各类传感器，实现设备的智能化升级。针对自动化和装配类设备场景，通过建立自动输送系统实现装配物料的齐套性和准时供应，同时引入自动化装配机器人、自动私服压装机器人、自动测量尺寸机器人等，通过RFID等传感技术，实现装配过程的无人化操作；结合机器视觉技术，通过智能定位和视觉检测防错机制，实现机器人按需自动上下料。针对不同类别的测试设备，如性能测试、可靠性测试、油类介质测试、气类介质测试、综合性能测试等，基于万物互联，实现智能化测试。针对物流仓储类设备场景，使用线边超市思想，减少从仓库送货次数，使用AGV、无人叉车、自动立体库、自动分拣系统等无人化设备，实现物流仓储的无人化作业。针对健康安全环保类场景，通过使用环境在线检测系统和员工行为识别系统，实时感知环境变化，管控员工危害生产和安全的不当行为，同时对能源进行监测管理，加快能源消耗的智能化、绿色化升级。针对能源管理类场景，利用能源在线检测系统，实现节能减排的效果。

三、建立智能制造创新应用实验室，助力公司数智化转型

在传统的企业变革中，往往通过项目试错的方式来推行企业变革，会给企业带来较大的风险和较高的试错成本。WF公司在智能制造和数字化转型过程中，为了防止过程中的试错成本太高，建立了智能制造创新应用实验室，简称“创新实验室”。相较于传统的制造生产工厂模式来说，智能制造创新应用实验室是利用5G网络将生产设备无缝连接，实现生产过程的全自动化、智能化，故该实验也称为“5G+智造实验室”。该实验室作为新产品孵化基地，功能涵盖应用孵化、功能测试、场景验证、能力培训、投资转化，包含智能仓储物流系统、智能装配系统、智能质检系统、行为异常识别系统、环境感知系统和设备健康预测性系统等六大应用场景（如图2所示）。同时，根据公司各事业部的实际需求，可运用先进的智能制造技术与手段，推动实验室技术落地应用，为事业部制造赋能和增值。

图2 智能制造创新应用实验室

创新实验室以工业互联网和5G技术为基础，搭建六大场景实体平台，同时利用可视化技术和AI算法，实现对整个场景中安全生产的智能化管控。现阶段，实验室在6个场景的开发、27项技术取得突破，在经过充分验证后，将在各子公司推广。其智能制造可以提供从自动化智能改造、数据采集、智能物流等一整套智改数转的解决方案，可以向全行业输出成熟技术，助力提升制造业企业整体工艺竞争力。

四、实施成效

WF公司利用智能制造创新应用实验室所提出的解决方案，可实现客户、设备、全流程的互联，利用可视化技术实现全流程可视化，将传统的制造模式转变为透明、高效的柔性制造模式。利用自动化物流和立体仓库，比传统仓储效率高2~3倍，进出库效率高3~4倍。整体交货期缩短20%以上，交货准时率大于98%。产品质量水平提高，设备效率OEE指标提高30%以上。供应链总成本降低15%以上，人力成本降低20%以上。

五、结语

企业数智化转型是大势所趋，这也是制造业企业实现高质量发展的重要手段。WF集团通过对公司智能制造制订总体规划，形成了价值引领、循序渐进的数智化转型总体思路。同时，通过建立智能制造创新应用实验室，建立创新研发团队，推出示范智能生产线，一方面，推动了企业内部的数字化和智能化转型；另一方面，也为制造业的数智化发展提供了行业解决方案，有助于打造制造业的数字经济产业生态体系。