05　建筑陶瓷工业互联网智能制造工厂——山东统一陶瓷科技有限公司

企业简介

山东统一陶瓷科技有限公司成立于2003年12月，主要产品涵盖功能陶瓷、民用陶瓷地砖，是一家集创新、研发、设计、生产、销售于一体的高附加值高新技术企业。2020年公司接入海尔集团旗下的工业互联网生态平台卡奥斯，成为建陶行业首家入选企业。

公司自主创立的品牌“瓦伦蒂诺”被国家工商总局认定为“中国驰名商标”“山东省著名商标”“山东名牌”。公司先后被认定为“山东省高新技术企业”“山东省院士工作站”“山东省企业技术中心”“山东省工业设计中心”“山东省‘专精特新’中小企业”等，被誉为引领陶瓷行业走向创新之路和转型升级快车道的模范。

案例实施情况

总体设计

本着高起点规划、高标准建设、高效能管理的原则，该公司以自动化+信息化的双核机制积极拥抱工业互联网，在自动化端引入全新自动化装备，在信息化端以U8 ERP+科达IOT+科达MES为核心信息化中枢，通过对自动化的设备联网、能源管理、数字化生产，打通设备层—执行层—管理层的信息化链条，将各系统数据汇聚到数据分析平台，进行数据汇聚分析，实现赋能业务，提供决策支持，让数据产生价值，以集成化、数字化、智能化手段解决生产控制、生产管理、营销、经营等问题，提高能源利用率，最终打造陶瓷行业的绿色生产车间。

实施内容与路径

（1）陶瓷砖智能化车间的生产线建设：包括制粉、干燥、成型、施釉、烧成、拣选、自动化包装生产线等。

（2）核心短板装备的研制：用于陶瓷砖生产过程中大规格砖联动生产线与后包装设备。

（3）车间网络及基础设施建设：采用分层网络架构（骨干层、传输层、接入层）建设内网设施，并专门建设车间工控网，两者之间采用工业安全网关进行隔离。建设覆盖加工设备、在制产品、物料、人员、控制系统和生产管理信息系统的无线网络，并实现有线网和无线网的结合，为实时生产数据和信息的互联互通提供网络基础。建设智能化车间的机房等设施，对服务器、数据库等软硬件基础设施进行选型和布置。

（4）MES制造执行系统：通过陶瓷砖生产过程中物料管理、工艺管理、称重管理、电子批发记录、生产任务申请、质量追溯、设备管理、生产批报表管理、工参数管理、生产监控、人脸识别，使得陶瓷砖生产信息可视化，从而监控、协同、调度、分析、预警制造执行过程，实现管控一体化。同时与计划层和控制层进行信息交互，通过企业的连续信息流实现信息全集成，提高车间流水线生产效率，降低生产成本。

（5）大数据分析平台：建立大数据分析平台，自动抽取企业各信息系统、生产运营系统、生产监控系统、生产自动化控制系统产生的海量数据，经过自动清洗、数据组织、数据分析，组成工业大数据平台，形成一套工业数据仓库。

（6）产品在线检测系统：通过近红外光谱技术，实现陶瓷砖生产过程检测。实现检测数据的实时监控和数据采集、分析与处理。

（7）数据采集与监控系统（SCADA）：对生产、物流单元、生产环境智能控制系统、生产智能供应与调度系统的生产工艺类数据、生产用公共工程类设备数据、能源系统类设备数据进行采集、监控、分析与报警。

（8）智能仓储管理系统：主要包括出入库管理、订单管理、物料盘点、质检管理、货位管理。系统接口模块（TINF）、物流管理模块（TM）、物流调度模块（TDCS）三大模块，分别实现与外围信息系统的接口、物流管理层和物流调度层相对应的功能。

（9）远程监控系统：采用中控大屏幕CRT实时监控动态仿真技术来实现对车间运行过程的安全监控和仿真，建立可以对生产现场进行实时监控的中央控制室。

（10）能源及排污管理系统：能源及排污管理系统是对涉及水、电、汽等相关能源或介质的计量和管理，建立能源管理与决策系统，实现对各种能源介质和重点耗能设备的实时监控、控制、优化调度和综合管理，及时了解和掌握各种能源介质的生产、使用及关键耗能设备的运行工况，对设备能效及能源实绩进行分析。在线检测废水、废气、废渣的指标，对排污过程进行监管。

（11）质量管理系统（QMS）：通过对设计质量、供方质量、生产质量、试验量、计量理化、售后质量等进行管理，实现对产品全过程的精细化和智能化质量控制。

（12）企业资源计划系统（ERP）：在生产信息化的基础上，通过对整个企业信息系统的整合，实现陶瓷砖生产过程中信息流、资金流等数据的统一管理与优化，提高企业的生产效率。

（13）实验室信息管理系统（LIMS）：主要功能模块包括样品管理、检验记录、仪器数据、文件管理、稳定性试验、方法验证、分析和报告。

（14）系统集成：规划了智能化车间MES、智能仓储管理系统、LIMS及ERP的数据接口，通过对管理控制软件的协同集成，实现覆盖产品全生命周期的全流程智能化车间智能制造。全流程制造信息集成中心为工厂级别的综合管控平台，利用设备互联与集中监控，LIMS、智能仓储管理系统、MES、设备管理系统等在设计时预留的第三方信息接口进行集成，将信息进行整合，实现对生产车间全流程、全方位的管理，实现智能化车间可视化统一调度与监控。

（15）实施路径：对生产线生产设备的物联数据采集，进行信息化升级，实现全过程产量数据的实时监控，并对核心生产设备压机、干燥窑、烧成窑、抛光机等设备运行参数、工艺参数进行数据统计分析，有利于后续构建智能化业务应用分析平台，辅助管理决策，提高生产效率，优化生产管理流程。

案例特点

针对建陶企业普遍小、散、乱、杂，行业附加值低、库存高、耗能高、污染高等痛点，对建陶行业进行数字化智能化改造，可有效提高企业生产效率、降低库存周转率，对能耗、污染排放进行实时监控预警。建筑陶瓷大多连线生产，生产线自动化水平高，有利于智能化改造的推广。改造之后，能源利用率提高了12％，产品优等率提高了0.5个百分点，企业利润率提高了10％。由此所带来的效率提升，将帮助企业解决由环保、人工等因素带来的成本上升问题，实现可持续发展。

实施效果

生产线经过智能化改造后，实现了MES制造执行系统、大数据分析平台、产品在线检测系统、数据采集与监控系统（SCADA）、质量管理系统（QMS）、企业资源计划系统（ERP）、实验室信息管理系统（LIMS）与公司现有信息化技术的融合，实现了复杂工业现场的数据采集、过程监控、设备运维与诊断、产品质量的跟踪追溯、优化排产与在线调度、污染源实时监测。较之前相比能耗节约了5％，减少二氧化硫排放量4.79吨，达到节能减排的目的。生产效率提高25％，产品不合格率降低22％，节约人工10人，实现了订单式定制，库存最优化甚至达到“零库存”，节约了资金占有，库存周转率提高了13个百分点；降低单位产品能源消耗，能源利用率提高12％，SCADA可实现全线预警处置，大大提升了安全防控水平。

该公司打造陶瓷工业互联网智能制造工厂，探索建陶行业生产新模式、新业态。该公司将生产工艺与数据融合，增强生产设备的自主控制，把分散的、自主智能化的制造设备，通过网络的形式紧密地连接在一起，即用技术手段实现人为控制在时间、空间等方面的延伸，实现人、机、物的融合，实现了工业互联网智能化改造，推动了建陶行业由制造型向智造型的转型升级。通过工业互联网的有效链接，可满足海量消费者的个性化需求，能够实现以消费者为中心的商业模式，同时实现网络化的工厂间大规模协作，这是对建陶行业发展模式的重大创新。通过平台合作模式，有效对接了国际顶尖研发资源，实现了新产品的快速研发迭代，彻底打破行业技术壁垒，推动行业发展与商业模式的创新，能够在建陶行业和其他生产型行业领域快速复制与推广应用，具有很好的示范作用。