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新安集團馬目園區智能工廠項目涵蓋DCS、MES、EMS、APC、倉儲物流等應用，入選工信部2018年智能制造試點示范項目。該項目以大數據、工業云、人工智能等新一代信息技術為驅動，以業務運營數字化、生產制造智能化、生態服務平臺化、信息支撐敏捷化的“四化融合”方式為核心內容，建成面向市場的綠色、安全、高效、循環且技術安全可控的數字化車間。以數字化車間為試點，逐步完善智能工廠新模式，助推新安集團打造戰略新材料工業互聯網大數據應用。同時，為我國傳統化工基地以及化工園區向智能制造轉型升級、創新發展提供良好的示范效應。

1　背景

新安集團創始于1965年，地處浙江省建德市，公司主營作物保護、有機硅材料兩大核心產業，形成了以草甘膦原藥及劑型產品為主導，殺蟲劑、殺菌劑等多種產品同步發展的產品群；圍繞有機硅單體合成，形成硅橡膠、硅油、硅樹脂、硅烷偶聯劑四大系列產品，成為擁有全產業鏈優勢的有機硅企業。經過多年快速發展，新安集團成為中國制造500強、全球農化銷售20強企業。然而，2013年草甘膦價格上漲，許多中小企業陸續重進草甘膦行業，產能過剩局面愈加嚴重，草甘膦價格開始持續走低；作為公司兩大拳頭產品之一的有機硅單體也在國外巨頭的強力沖擊之下，毛利率呈現下降趨勢，企業經營發展受到挑戰。

與此同時，地處城市之中的白南山生產基地，由于城市的快速擴張，周邊居民越來越多，基地潛在發展空間受限，難以維持生產規模的進一步擴大。隨著社會、政府、民眾對環境要求的不斷提高，企業在安全環保方面的壓力也在持續增大，將白南山生產基地搬遷至遠離城市的馬目園區勢在必行。面對以上多重問題與挑戰，新安集團決定借助搬遷的契機，通過實施智能制造，打造“智能園區V1.0”，實現轉型升級，增強企業核心競爭力。

2　案例介紹

在新安集團馬目智慧園區規劃建設之初，中控技術就與新安集團制定“整體規劃—試點驗證—推廣應用”的基本建設路線，對智能園區的系統進行平臺化集約設計，制定平臺化建設方案和數據集成規范，提高軟硬件資源的使用效率、降低智能園區建設總成本、提升建設項目的成功率、縮短整體工程的交付周期。馬目園區智能工廠的建設總共分為七大階段：

第一階段：咨詢規劃階段（2015年5月）。啟動并開展了智慧園區咨詢規劃工作，對企業現狀進行摸底、評估與需求分析，并在此基礎之上，繪制未來智慧園區愿景藍圖，確定總體架構與建設內容，制定實施路線與風險防范措施，估算投入資金，測算預期效益效果；

第二階段：籌備階段（2016年4月）。前往智能化建設效果較好的同類企業參觀，籌備白南山園區搬遷工作；

第三階段：啟動建設階段（2016年11月）。確定智慧園區建設總承包商，簽訂合同，正式啟動智慧園區項目建設；

第四階段：模塊上線階段（2016年11月）。歷時1年左右完成智慧園區各系統模塊建設；

第五階段：試運行階段（2017年10月）發現系統問題與故障，并進行修正與優化，同時使各類用戶人員逐步從過去傳統的工作管理方式向以智能化技術為替代或輔助的新型方式進行轉變；

第六階段：生態應用階段（2018年7月）。以 ERP為核心的“1+18”經營管理系統的全面投入應用，并與園區層面實現縱向貫通，至此，馬目智慧園區基本建成；

第七階段：推廣復制與深化提升階段（至今）。將馬目智慧園區模式迅速向旗下江南化工、開化園區進行復制推廣；并積極與中控技術及阿里巴巴進行深入合作，共同挖掘利用工業大數據技術解決生產工藝、經營管理深層次問題的新場景，目前正在由智能制造V1.0向V2.0過渡。

圖1 新安集團馬目智慧園區建設歷程

3　應用創新性、重點與難點問題

新安集團馬目智慧園區建設覆蓋集團、園區、工廠三個層次，圍繞安全、節能、綠色、高效四大核心目標，通過打造高效優化的供應鏈系統、柔性精細的生產管控系統、安全穩定的生產保障系統三條業務主線展開建設。

圖2 新安集團馬目智慧園區建設目標

新安集團馬目智慧園區建設涉及操作控制、生產運行、企業運營與經營決策4個層面展開，大小共建設20多套信息化系統。經營決策層包括大數據平臺、商業BI、綜合報表等系統；企業運營層包括企業云、ERP系統、CRM系統、智慧倉儲物流系統、科研系統、采購平臺以及馬目生產指揮中心等；生產運行層包括生產執行系統（MES）、安全環保系統（HSE）、計劃優化、計劃調度、質量管理系統 （LIMS）、設備管理系統（EAM）、視頻監控等配套硬件設備、實時數據庫（數據中心），其中智慧園區項目將馬目園區數據接入到了數據中心，推廣復制階段接入鎮江與開化園區數據；操作控制層包括 DCS/PLC自動化控制系統、新一代物聯網、地磅系統、自動化儀器儀表、智能傳感裝置與邊緣采點。

圖3 新安集團智能制造建設內容

從2013年提出“第四次工業革命”以來，不少制造企業投身“智能制造”與“數字化轉型”，期望抓住這歷史機遇優化企業核心競爭力、贏得領先的競爭地位。然而在推進“智能制造”與“數字化轉型”過程中也不是一帆風順的，不少企業發現在投入建設后并未取得預期效果，紛紛陷入了“建設困境”。

推進智能制造實際上是一項復雜而龐大的系統工程，需要持續的優化升級。中控技術率先提出“中控智能制造方法論”，采取“定起點、辨目標、繪藍圖、 創價值”的四步走的方針，推出企業智能制造診斷、企業智能制造咨詢規劃、企業智能制造項目管理咨詢三項服務，幫助企業系統性組織智能制造建設工作。

圖4 智能制造咨詢規劃全生命周期“3階段、6環節”

幫助企業克服智能制造建設過程中遇到的認知障礙、組織障礙、技術障礙與投入障礙這“四大障礙”，并且有目標分階段地同步提升企業工作形式、組織能力、技術水平和信息治理能力，構建起基于企業智能制造評價體系的循環迭代有序建設與價值實現的“正反饋激勵”。

圖5 企業智能制造實施路線

4　效益分析

新安集團在成功實施馬目智慧園區之后在供應鏈、生產運行、生產保障、倉儲物流以及園區指揮五個方面實現數字化智能化，極大地提升企業生產運行效率，為企業創造顯著的經濟價值。

（1）供應鏈智能化

傳統形式的供應鏈存在的最大問題是客戶與供應商之間的溝通效率低下。客戶的需求傳達到供應商需要一段時間，同樣的，供應商的反饋也存在著延時。低效率的供應鏈不利于企業生產。新安集團利用互聯網，將相互割裂的商流、信息流和資金流重新連接起來，成為運營管理的中樞神經，基于預測模型和計劃優化模型，自動制定集團最優采購、生產和銷售計劃。

高效優化的供應鏈基于預測模型和計劃優化模型，實現自動制定集團最優采購、生產和銷售計劃。其中需求預測超過200個牌號產品，大類預測準確率>75%；多方案的盈利性比較分析，利潤達上千萬。

（2）生產運行智能化

在新安集團的數字化車間，生產鏈條的各個環節都進行積極的交互、協作、賦能，提高生產效率。在智能化生產線上，依稀可見幾個身穿深藍色制服的工人與機器并肩工作，形成了人機協同的共生生態。通過智能生產設備，新安集團把上千個參數傳入“工業大腦”，通過人工智能算法，對所有關聯參數進行深度學習計算，在生產過程中實時監測和調控變量，最終將最優參數在大規模生產中精準落地，大大提高生產的精益化水平。不僅僅在工業生產過程中，新安集團還將智能化應用于園區內的生產計劃、調度、操作、統計、分析、考核系統中。真正實現系統的一體化、精細化、閉環管理，并強化大數據平臺的輔助決策能力。

柔性精細的生產管控生產過程中大工藝、設備 控制點90%以上實現了實時監控與報警，二廠關鍵生產工藝100%進行量化評價，為生產管控精細化提供依據。通過“訂單池”的數字化管理，打通生產制造與經營管理之間的業務鏈條，縮短了20%的交互時間，使生產系統能夠更快速的影響市場變化，實現柔性協同生產。

（3）保障系統智能化

中控技術為新安集團提供了涉及日常安全、應急安全和綜合監控方面的安全管控手段，將隱患排查、安全報警、作業管理等安全管理模塊通過企業微信平臺進行業務互動。園區各安全日常業務均在移動端進行體現，使管理人員能夠在遠程完成對安全業務的監管和工作安排。

安全穩定的生產保障園區實現7×24小時安全信息實時監控，重大報警響應流程由5項優化至3項，安全作業實現在線閉環管理，并通過將應急預案、應急物資、危險源以及視頻探頭等信息與移動終端的集成，實現了應急處置的協同聯動與快速響應，終端應急信息推動，時限<10s。智能少人化的倉儲物流建成無人值守地磅、車輛動態跟蹤和自動立體倉庫，實現了從車輛預約、入廠、過磅、裝卸車、入庫、到車輛出廠全流程的無縫銜接與業務協同，降低了人工勞動強度與人員需求，大幅提升物流周轉率。

項目從規劃到落地建成共經過6個階段，歷時3年2個月。科學合理的園區生產指揮通過將集團供應鏈、園區倉儲物流、各工廠生產運行以及各種保障系統業務的集中集成，實現產業鏈層面的高效優化運行。通過信息化、網絡化、物聯網等先進的信息與通訊技術，同時緊密結合公司實際生產業務需求，打造出一個具有結構扁平、集中管控、資源共享、統籌協調的新安特色智能產業園區。

截至目前，中控技術智能制造咨詢業務已服務完成國家項目7項，智能工廠/數字化轉型咨詢28項、智能制造診斷項目49家，助力企業順利完成由傳統企業向現代企業的智能制造與數字化轉型。

摘自《自動化博覽》2021年3月刊