目前對鍛造制造企業來說，從企業外部環境要求來看，客戶要求更高的產品價值和服務附加值，宏觀的經濟環境變化頻繁，同時過度的市場競爭帶來的利潤壓力增大，但股東也要更高的投資回報，又面臨著競爭對手產業升級智轉型，而且社會對于合規性要求趨于增強。從企業內部管理需求來分析，人工成本的不斷增漲，人口紅利不復存在，新產品的迭代速度加快，對于產銷研同步協調要求不斷提高，生產運營效率提升日益困難，質量穩定性差，常常事后反映，管理體系復雜，易形成信息孤島，現場真實情況不能及時反饋給決策者，從而導致基于現場信息進行的生產指導決策不能及時做出，從而降低了生產效率。

綜上所述，鍛造企業需要加快智能制造建設的步伐，而智能制造的本質是設備、物料、人員信息、加工等靜態和動態信息實時更新、實時傳遞、實時決策、實時信息可視化，從而實現包括設計、工藝、制造、物流、入庫、包裝、出庫等制造全業務過程的智能化。

智能制造在鍛造行業中主要包括如下業務部分的智能化: ⑴制造裝備的智能化；⑵物料的智能化；⑶物流的智能化；⑷制造過程的智能化；⑸包裝的智能化；⑹倉儲出入庫的智能化；⑺生產制造管理控制體系的智能化；⑻質量管理的智能化；⑼能源管理的智能化；⑽生產仿真：工廠布局仿真、物流仿真、制造過程的智能化仿真。

信息化的總體架構

鍛造行業的信息化規劃是基于公司總體發展戰略，逐步分解，按5 年一個階段，從自動化、數字化到網絡化、智能化，從試點示范、推廣普及到形成格局，最終實現數字化企業。

從企業內部信息傳遞的縱向層次來說，企業內部管理信息系統如圖1 所示。

圖1 信息化架構

隨著公司發展，管理信息化方面逐漸上了ERP、PLM、MES、OA、HR 等系統，這些系統在當時解決了一些局部分散的問題，但其問題也隨著應用系統數量的增加暴露出來。開發單位來自不同的公司，各應用系統之間數據孤立等，形成了一個信息孤島。隨著時代的發展，企業迫切需要把自身業務精簡化、自動化，使得內部業務直接實現無縫對接，所有應用系統之間的集成將成為信息化系統發展的最終目標。

因此根據上述系統圖，進行整體的規劃、分步實施。

通過智能化改造，實現制造的智能化

制造裝備的智能化改造

實現設備狀態(工作、故障、維修等)的智能化，統一數據接口協議，從底層實時采集數據，統計報表，對現有設備提取數據，對現有軟件進行利用，此外實現設備管理的終端信息智能化，并做到設備執行任務可視化，過去、現在、計劃加工的物料信息做到可視化顯示，以及設備維修的智能化，預防性維修的及時提示，設備智能化改造如圖2 所示，設備數據采集如圖3 所示。具體分為4 個子階段：

圖2 設備智能化改造

圖3 設備數據采集

第一步，通過對部分典型重關設備的聯網，實現對設備狀態的實時管控，對車間耗用電能進行智能化管理，實現虛擬化工廠。

第二步，通過對典型重關設備的聯網管控以及對尚不具備聯網功能的重關機床進行智能化改造，實現對全集團范圍內重關設備狀態的實時管控。

第三步，通過對重關設備和重體力勞動崗位進行自動化機器人或者機械手改造，實現重體力勞動崗位或存在風險崗位的機器替代人。

第四步，對重關設備進行進一步的智能化改造，如使用物聯網、RFID 等技術，使其具備與其他設備、車間內部搬運工具、物料進行自主通信以及按照預設規則進行自主化動作的功能。提升制造的智能化程度，逐步實現少人化甚至無人化制造。

制造管控系統的智能化改造

引進成熟的制造執行系統(圖4)與設備管控層進行實時雙向通信，實現制造過程、設備管理的實時數據采集、實時決策，以及工藝過程的工藝要求、物料需求等信息自動更新，設計與工藝信息實時電子化發布以及刀具、模具智能化管理和排產的智能化。

圖4 制造執行系統(MES)

進一步對CAD、CAE、CAM、PLM 等技術軟件進行持續改善，實現從設計、模擬、工藝、制造產品全生命周期的數字化制造。

實現MES 系統與ERP 系統數據、PLM 系統數據、協同辦公系統的數據和流程的集成，并實現應用終端移動化。

實現物料的智能化以及內部制造物流的智能化

物料的智能化

物料的識別采取智能化方式，如二維碼以及RFID對物料或者物料容器進行標識；對料框采用二維碼或者RFID，實時更新內部物料的數量、物料號、質量信息等情況。

物流的智能化

物流流動的路線智能化，從原材料入庫開始到產品出庫之間每個過程，物料流動路線自動規劃、自動計算、自動搬運和物料的信息實時自動更新如圖5 所示。

圖5 物料的識別&AGV 物流

實現質量管理、倉儲管理、包裝等業務環節的智能化

質量管理的智能化

⑴生產過程檢測的智能化。物料在流動過程中，加工產品經過智能化檢測后，只有合格產品才流轉到下一個工序；各種不合格品按照預先定義的規則自動執行處理程序。

⑵質量管理數據的實時監控(圖6)。有效收集物料在生產和物流作業環節的相關數據信息，每道工序的完成，記錄其檢驗過程數據及結果等，根據生產過程中的全過程，使企業能夠實現對采、銷、生產中物料的追蹤監控和追溯等目標，最后利用數據建立質量計劃、過程控制、發現問題、異常處理、管理決策、問題關閉的質量閉環管理平臺，最終形成經驗庫與分析報表打造來源可塑、去向可查、責任可追的質量閉環追溯系統。

圖6 質量平臺實時監控

包裝的智能化

按規定的數量、規定的容器、追溯特征參數，包裝容器自動進行包裝。

倉儲管理的智能化

入庫和出庫全部按照預先定義的先進先出等規則自動化執行。

信息化給企業轉型升級帶來效益

所有信息化帶來的最終成果，也就是數據的充分結構化，從數據梳理到終端呈現，讓數據變成生產力，使得決策分析的價值得到了充分的釋放，使用統計分析、預測分析、數據挖掘，來提示重大、相關的業績改善建議，決策分析的應用正從領導層向業務管理層、業務執行層擴散。對于鍛造行業企業來講，應從如下幾個方向分析、改進、提升企業的各項效益指標。

業務實物一體化

⑴提高有效出產。嚴格按計劃指導生產，強化生產計劃部門職責，通過系統工具，規范業務流程，加強現場物料流轉及生產執行效率，透過工單進行細部排程及預估生產時程計劃，提高對交期的掌握。

⑵控制庫存，提高良品率、降低返工率，降低資金占用，進行物料精細化管控，達到物料及時流轉與質量實時控制的目的，有效及時處理呆滯、返工、廢品庫存，加快物料周轉效率，有效掌握實際生產進度，實現車間現場透明化可控。

業務財務一體化

⑴提效。使得業務財務數據自動同步，保證了數據的準確性。

⑵降本。財務業務系統打通后，所有成本數據都可以在實際發生的業務中體現，財務可以對照實際成本和標準成本的差異，對于成本標準化的管理也是水到渠成，建立健全預算規劃制度。

⑶抗風險。業財一體化后，所有企業數據集中化，避免數據失準或遺漏分析而產生風險，且數據具有時效性，能夠及時幫助決策者發現和定位問題，避免由于信息滯后導致風險發生。

數字化運營，數字化轉型

⑴提升企業運營決策化能力，提升了企業核心競爭力。在各業務部門推行“自助分析”，為業務賦能，用量化的指標驅動公司數字化轉型，構建產品研發、生產、銷售等各業務板塊的各層級指標，同時解決各數據來源、口徑不統一的問題，實現業務工作指標化、共享化。對管理者而言，提高了分析和決策的準確性和效率，讓管理和業務的持續改善變得更加有效。

⑵支撐企業數字轉型戰略落地，推進了傳統制造業的轉型升級。以透明化為基礎，逐步強化數字化應用和數字化決策，提升勞動生產率、降低制造成本、加快產品交付，提升企業平臺核心競爭力，同時實現工業系統與信息系統的互聯，為智能制造戰略的推進提供卓越的支撐平臺，提升制造型企業管理和生產方面的智能化水平，最終實現數字化工廠。

作者簡歷

趙紅軍，副總經理，高級工程師。長期從事汽車齒輪近凈成形和高精模具設計制造技術的研究與產業化，主持或參與制定國家、行業標準5項，獲省部級科技進步獎6 項，擁有授權專利32 項，其中發明專利17 項。

——來源：選自《鍛造與沖壓》2021年第5期