05　建筑陶瓷工業互聯網智能制造工廠——山東統一陶瓷科技有限公司

企業簡介

山東統一陶瓷科技有限公司成立于2003年12月，主要產品涵蓋功能陶瓷、民用陶瓷地磚，是一家集創新、研發、設計、生產、銷售于一體的高附加值高新技術企業。2020年公司接入海爾集團旗下的工業互聯網生態平臺卡奧斯，成為建陶行業首家入選企業。

公司自主創立的品牌“瓦倫蒂諾”被國家工商總局認定為“中國馳名商標”“山東省著名商標”“山東名牌”。公司先后被認定為“山東省高新技術企業”“山東省院士工作站”“山東省企業技術中心”“山東省工業設計中心”“山東省‘專精特新’中小企業”等，被譽為引領陶瓷行業走向創新之路和轉型升級快車道的模范。

案例實施情況

總體設計

本著高起點規劃、高標準建設、高效能管理的原則，該公司以自動化+信息化的雙核機制積極擁抱工業互聯網，在自動化端引入全新自動化裝備，在信息化端以U8 ERP+科達IOT+科達MES為核心信息化中樞，通過對自動化的設備聯網、能源管理、數字化生產，打通設備層—執行層—管理層的信息化鏈條，將各系統數據匯聚到數據分析平臺，進行數據匯聚分析，實現賦能業務，提供決策支持，讓數據產生價值，以集成化、數字化、智能化手段解決生產控制、生產管理、營銷、經營等問題，提高能源利用率，最終打造陶瓷行業的綠色生產車間。

實施內容與路徑

（1）陶瓷磚智能化車間的生產線建設：包括制粉、干燥、成型、施釉、燒成、揀選、自動化包裝生產線等。

（2）核心短板裝備的研制：用于陶瓷磚生產過程中大規格磚聯動生產線與后包裝設備。

（3）車間網絡及基礎設施建設：采用分層網絡架構（骨干層、傳輸層、接入層）建設內網設施，并專門建設車間工控網，兩者之間采用工業安全網關進行隔離。建設覆蓋加工設備、在制產品、物料、人員、控制系統和生產管理信息系統的無線網絡，并實現有線網和無線網的結合，為實時生產數據和信息的互聯互通提供網絡基礎。建設智能化車間的機房等設施，對服務器、數據庫等軟硬件基礎設施進行選型和布置。

（4）MES制造執行系統：通過陶瓷磚生產過程中物料管理、工藝管理、稱重管理、電子批發記錄、生產任務申請、質量追溯、設備管理、生產批報表管理、工參數管理、生產監控、人臉識別，使得陶瓷磚生產信息可視化，從而監控、協同、調度、分析、預警制造執行過程，實現管控一體化。同時與計劃層和控制層進行信息交互，通過企業的連續信息流實現信息全集成，提高車間流水線生產效率，降低生產成本。

（5）大數據分析平臺：建立大數據分析平臺，自動抽取企業各信息系統、生產運營系統、生產監控系統、生產自動化控制系統產生的海量數據，經過自動清洗、數據組織、數據分析，組成工業大數據平臺，形成一套工業數據倉庫。

（6）產品在線檢測系統：通過近紅外光譜技術，實現陶瓷磚生產過程檢測。實現檢測數據的實時監控和數據采集、分析與處理。

（7）數據采集與監控系統（SCADA）：對生產、物流單元、生產環境智能控制系統、生產智能供應與調度系統的生產工藝類數據、生產用公共工程類設備數據、能源系統類設備數據進行采集、監控、分析與報警。

（8）智能倉儲管理系統：主要包括出入庫管理、訂單管理、物料盤點、質檢管理、貨位管理。系統接口模塊（TINF）、物流管理模塊（TM）、物流調度模塊（TDCS）三大模塊，分別實現與外圍信息系統的接口、物流管理層和物流調度層相對應的功能。

（9）遠程監控系統：采用中控大屏幕CRT實時監控動態仿真技術來實現對車間運行過程的安全監控和仿真，建立可以對生產現場進行實時監控的中央控制室。

（10）能源及排污管理系統：能源及排污管理系統是對涉及水、電、汽等相關能源或介質的計量和管理，建立能源管理與決策系統，實現對各種能源介質和重點耗能設備的實時監控、控制、優化調度和綜合管理，及時了解和掌握各種能源介質的生產、使用及關鍵耗能設備的運行工況，對設備能效及能源實績進行分析。在線檢測廢水、廢氣、廢渣的指標，對排污過程進行監管。

（11）質量管理系統（QMS）：通過對設計質量、供方質量、生產質量、試驗量、計量理化、售后質量等進行管理，實現對產品全過程的精細化和智能化質量控制。

（12）企業資源計劃系統（ERP）：在生產信息化的基礎上，通過對整個企業信息系統的整合，實現陶瓷磚生產過程中信息流、資金流等數據的統一管理與優化，提高企業的生產效率。

（13）實驗室信息管理系統（LIMS）：主要功能模塊包括樣品管理、檢驗記錄、儀器數據、文件管理、穩定性試驗、方法驗證、分析和報告。

（14）系統集成：規劃了智能化車間MES、智能倉儲管理系統、LIMS及ERP的數據接口，通過對管理控制軟件的協同集成，實現覆蓋產品全生命周期的全流程智能化車間智能制造。全流程制造信息集成中心為工廠級別的綜合管控平臺，利用設備互聯與集中監控，LIMS、智能倉儲管理系統、MES、設備管理系統等在設計時預留的第三方信息接口進行集成，將信息進行整合，實現對生產車間全流程、全方位的管理，實現智能化車間可視化統一調度與監控。

（15）實施路徑：對生產線生產設備的物聯數據采集，進行信息化升級，實現全過程產量數據的實時監控，并對核心生產設備壓機、干燥窯、燒成窯、拋光機等設備運行參數、工藝參數進行數據統計分析，有利于后續構建智能化業務應用分析平臺，輔助管理決策，提高生產效率，優化生產管理流程。

案例特點

針對建陶企業普遍小、散、亂、雜，行業附加值低、庫存高、耗能高、污染高等痛點，對建陶行業進行數字化智能化改造，可有效提高企業生產效率、降低庫存周轉率，對能耗、污染排放進行實時監控預警。建筑陶瓷大多連線生產，生產線自動化水平高，有利于智能化改造的推廣。改造之后，能源利用率提高了12％，產品優等率提高了0.5個百分點，企業利潤率提高了10％。由此所帶來的效率提升，將幫助企業解決由環保、人工等因素帶來的成本上升問題，實現可持續發展。

實施效果

生產線經過智能化改造后，實現了MES制造執行系統、大數據分析平臺、產品在線檢測系統、數據采集與監控系統（SCADA）、質量管理系統（QMS）、企業資源計劃系統（ERP）、實驗室信息管理系統（LIMS）與公司現有信息化技術的融合，實現了復雜工業現場的數據采集、過程監控、設備運維與診斷、產品質量的跟蹤追溯、優化排產與在線調度、污染源實時監測。較之前相比能耗節約了5％，減少二氧化硫排放量4.79噸，達到節能減排的目的。生產效率提高25％，產品不合格率降低22％，節約人工10人，實現了訂單式定制，庫存最優化甚至達到“零庫存”，節約了資金占有，庫存周轉率提高了13個百分點；降低單位產品能源消耗，能源利用率提高12％，SCADA可實現全線預警處置，大大提升了安全防控水平。

該公司打造陶瓷工業互聯網智能制造工廠，探索建陶行業生產新模式、新業態。該公司將生產工藝與數據融合，增強生產設備的自主控制，把分散的、自主智能化的制造設備，通過網絡的形式緊密地連接在一起，即用技術手段實現人為控制在時間、空間等方面的延伸，實現人、機、物的融合，實現了工業互聯網智能化改造，推動了建陶行業由制造型向智造型的轉型升級。通過工業互聯網的有效鏈接，可滿足海量消費者的個性化需求，能夠實現以消費者為中心的商業模式，同時實現網絡化的工廠間大規模協作，這是對建陶行業發展模式的重大創新。通過平臺合作模式，有效對接了國際頂尖研發資源，實現了新產品的快速研發迭代，徹底打破行業技術壁壘，推動行業發展與商業模式的創新，能夠在建陶行業和其他生產型行業領域快速復制與推廣應用，具有很好的示范作用。