一、案例简介

酒泉奥凯种子机械股份有限公司（以下简称“奥凯种机”）通过智能检测、装配、物流、仓储等核心技术装备的集成应用以及各类自动化系统与信息系统的集成，构建数字化车间，实现钣金加工智能检测、智能仓储物流，并通过生产大数据的分析，大幅提升生产效率与产品质量，缩短产品交付周期，降低生产能耗，提高企业经营效益。

二、总体规划

2010年，奥凯种机重新规划和设计了公司内、外网络，完成了公司各部门有线网络普设，建立了协同畅通的网络内部环境；将研发中心进行网络隔离，搭建独立的专有局域网，并启用数据加密服务器，2010-2015年，奥凯种机持续实施了基础性智能制造技术改造工程，为数字化工厂改造奠定了良好基础。

2016年以后，奥凯种机建立了三维数字化设计平台、企业智能制造大数据及应用云平台，突破了MES系统和PLM、ERP系统在种机制造过程的集成应用等5项关键技术；实现了数控光纤激光切割机、焊接机器人、数控折弯中心等17种核心技术装备的创新应用；完成了钣金件加工过程的数字化、智能化改造，使激光切割、数控折弯中心、立体仓储、智能静电喷涂各系统互联互通；提高了种子加工装备制造、运维、服务的智能化水平，形成了种机行业智能制造应用标准体系和新模式。

下一步，将建成种业装备制造产业数字化实训集成服务基地和建设种子加工生产远程运维工业数据中心与线下工程服务平台，通过远程运维工业数据中心与线下工程服务平台协同，实现制造企业生产设备适时维修、快速维修、全面维护，适应多品种小批量的柔性制造，推动制造数字化、智能化，实现制造企业信息互联。

图1  数字化加工工厂一体化制造执行系统（MES）

三、具体举措

（一）构建种子精细加工及高效育种装备智能制造新模式

1.从传统制造方式向柔性智能化制造方式转变

实施MES系统，优化车间作业排程，实施精准配送，推动持续改善，降低生产等待和浪费，提高设备的利用率，实现生产进度、人员效率、物料消耗、设备动态、质量等生产过程数据采集；实现车间可视化、柔性化、精益化管理；建设钣金自动化生产线，提高生产自动化水平，降低产品质量对员工技能水平的依赖；建设以自动化立体仓库和AGV为主体的智能物流系统，减少人工搬运，降低人力成本，实现物料的精准定位，提高物流管理水平。

“种子精细加工及高效育种装备智能制造新模式应用”项目顺利实施，标志着奥凯种机将加快推进企业互动协同创新，核心基础零部件、先进基础工艺、产业共性技术基础等产品技术攻关。构建覆盖“数字化设计、智能经营、智能生产制造”产品全生命周期无缝集成的信息系统，推动制造模式、运营模式创新，实现奥凯种机的“设计协同化、经营敏捷化、生产自动化、服务主动化”，打造“互联网+种业装备”的新奥凯。

2.构建了“企业管控、实施运营和创新合作”的三维一体的创新服务模式

奥凯种机以创新服务、延伸服务和深化服务作为新的经济增长点。通过对企业生产管理、过程控制等信息的处理、分析、优化、整合、存储、发布，运用现代化企业生产管理模式，建立覆盖企业生产管理与基础自动化的综合系统。

奥凯种机的PLM（PDM、CAPP）系统与ERP系统已经实现了二维数据的传递和集成，初步实现了设计、工艺、制造一体化。搭建了采用OA协同办公的综合办公管理平台，完善了企业人力资源管理系统、企业绩效管理系统以及企业工厂管理信息系统平台。建立PLM（PDM、CAPP）系统与MES系统的集成接口，实现物料数据、制造BOM、工艺信息的传递和集成。过ERP质量管理对质量信息数据进行挖掘分析，发现生产、采购中的质量问题，采取针对性手段，持续提高产品质量，实现经营生产一体化，运营成本将降低28%左右。

3.创建种业装备院士专家工作服务团队及产业融合协同发展新模式

联合国内外知名科研院校、企业及专家等，创建起涵盖行业上下游产业链及关联各方的种业行业技术创新战略联盟。与罗锡文、陈学庚、赵春江院士等38名国内外知名农机装备专家学者，建立种业装备院士专家工作服务团队。加强产学研合作，优势互补、资源共享，产学研用紧密结合，带动提升了全行业装备制造供应商、软硬件开发商、信息网络系统集成商的智能技术水平和能力，构建全渠道交互中心，实现研发、生产、营销和服务高度协同，提升产品品质和用户体验，促进产品和服务效益的提升。强化关系，共同推动形成产业技术创新体，共享技术发展带来的实际利益，共同探讨智能工厂发展，广泛开展交流推广活动，提升各方整体实力，共同推进我国种业装备智能工厂的发展。

（二）开创种子加工机械行业钣金加工车间智能制造改造先例

奥凯种机制造执行系统（MES）位于企业资源计划（ERP）管理系统的下游，通过接口接收PDM、CAPP、CAD、CAM系统所传输的物料、工艺、产品结构、图纸、数控程序等数据。并且由分布式数控系统DNC连接底层种子清选加工装备、种子干燥装备围板、钢板仓储装备等柔性制造系统（FMS）和单机数控设备，向其发送生产指令并采集实时制造数据与设备状态。

奥凯种机MES实现了各加工单元的生产计划排程与作业调整（多品种小批量模式）、生产资源准备、数控单元看板管理、数控单元物料管理、数控单元设备运维管理、生产效能分析及全过程质量跟踪与追溯。建设一个符合种子加工处理设备、田间育种设备、安全保质干燥仓储装备的多品种小批量加工生产模式。

图2 MES系统业务架构图

四、工作成效

（一）有效解决了种机行业智能装备与信息技术应用缺失问题

数字化建设以焊接、数控加工、智能物流等基础工艺优化布局为主线，建立工业互联网络，搭建“装备-控制-执行-协同-管理-决策”模式的智能制造工厂，形成信息管控和分析平台。将新一代信息技术与制造技术融合改造，优选应用了工业机器人、智能传感与控制、智能检测与装配、智能物流与仓储等智能装备，自主研用种子精细加工及高效育种装备制造专用装配、检测、控制等高精度复合型专用装置，采用工业以太网、云计算、互联网、物联网和4G网络大数据等新一代信息技术，把制造系统的各元素联结成一个有机整体，建成人、机、物、数有机合一、联动同步、快速响应和安全稳定的智能制造系统，建设农业精量灌溉装备智能化数字化制造工厂，补强和推进了智能装备及新信息技术在种子精细加工及高效育种装备行业的应用和实践。

（二）有效解决了种机行业零部件人工喷涂影响生产效率、质量和环保不达标的问题

在生产过程中，钣金件的输送由PLC控制，机器人和转台由计算机控制，机器人自动喷涂生产线根据喷涂对象的产品种类，生产方式、输送型式、生产纲领及油漆种类等工艺参数确定。通过MES系统与智能喷涂生产线PLC工控程序形成数据通讯，直接控制现场自动化生产线来根据生产计划进行生产，并且把生产过程中的数据反馈到数据库中以便后期形成报表，减少自动化生产线上的人工参与，减少错误的发生实现喷涂过程全自动化，喷涂后的不合格件控制在1%以内，传统喷涂环境不达标问题。

（三）有效解决了种机行业钣金件加工人工上料影响生产效率的问题

自动上料化系统由立体货架、AGV小车、出入库托盘输送机系统、通讯系统、自动控制系统、计算机监控系统(WCS)、计算机管理系统(WMS)，以及其他辅助设备组成，采用先进的控制、总线、通讯和信息技术，协调进行出入库作业。自动上料化系统合理有效的进行库存控制，减少了钣料上料过程中的差错率、降低了劳动成本。充分发挥数控冲剪中心、数控切割中心、数控折弯中心的生产能力，生产效率提高40.73%以上。

（四）形成了精细加工及高效育种装备智能制造标准体系

通过实施精细加工及高效育种装备智能制造项目，研究构建精细加工及高效育种装备智能制造支撑体系，总结和提炼精细加工及高效育种装备智能制造的创新模式及建设成功经验，形成国家标准草案《种机行业钣金智能制造》，和企业标准草案《种机行业钣金自动喷涂工艺》、《种机行业机器人焊接工艺规程》等自主知识产权及标准。