長飛光纖光纜股份有限公司（以下簡稱長飛公司）始建于1988年5月，是目前全球最大的光纖預制棒、光纖、光纜產品和綜合解決方案供應商之一。通過自主研發(fā)攻關，長飛公司成為全球唯一一家掌握三種主流預制棒制備技術的企業(yè)，并在產業(yè)鏈的核心環(huán)節(jié)?預制棒制造領域形成了巨大的技術和成本優(yōu)勢。2020年前三季度，長飛公司實現營業(yè)收入54.42億元、凈利潤4.06億元。

　　長飛公司自主研發(fā)光纖預制棒和光纖制造核心工藝裝備，不但打破了國外的技術壟斷，還實現了基于智能制造的制備技術的全面超越，其在潛江建成的預制棒及光纖智能制造單體工廠（以下簡稱智能工廠），開創(chuàng)性地在預制棒和光纖生產中采用智能工藝系統(tǒng)和大數據應用，實現了數據的自動預處理、在線工藝趨勢控制、智能擬合、設備健康診斷和狀態(tài)預測、工藝模擬及質量預測等功能。通過自動物流將離散工藝設備、分離車間系統(tǒng)整合連通，在全行業(yè)首次實現全流程預制棒工序間的自動裝卸載和物流運輸。

　　這一成就是如何達成的呢？建設智能工廠，長飛公司有自己的一套規(guī)劃方案：

　　第一步：制定智能制造頂層設計

　　2016年開始，長飛公司制訂了五大戰(zhàn)略：國際化地域擴展、相關多元化、資本運營協(xié)同成長、棒纖維內涵增長、技術創(chuàng)新與智能制造。

　　長飛公司將技術創(chuàng)新與智能制造作為五大戰(zhàn)略之一，并明確了智能制造的整體戰(zhàn)略目標：1）有效地提高生產、物流和測試的自動化水平，降低用工需求；2）充分應用大數據分析工具和模擬仿真工具，在長飛公司“賦知”、“賦能”、“賦智”三層模型的各個層次上，由易到難，逐步提升智能化水平，驅動產品的穩(wěn)定性和一致性提升，使產品的質量、成本和生產效率得到明顯改進；3）通過模塊化設計和軟件算法，在保證設備效率提升的基礎上實現客戶化定制；4）加深知識與業(yè)務的融合度，提升公司的創(chuàng)新能力；5）實現橫向集成，充分利用集團的制造資源；6）用“互聯網+”的思路開拓新的銷售渠道和運營模式。既保證單個智能工廠的可持續(xù)性技術提升，又實現單體智能工廠與集團資源管理的統(tǒng)籌。

　　基于此，長飛公司結合預制棒和光纖生產的固有特性，進行總體規(guī)劃設計。首次提出并建立預制棒及光纖智能制造的智能五層模型，實現了智能工廠的系統(tǒng)層次化、業(yè)務功能模塊化、流程全貫通和標準化，并具有易集成、柔性配置、可擴展、高可靠的特性。

　　第二步：實現核心工藝和裝備的創(chuàng)新突破

　　作為國內光纖光纜行業(yè)的龍頭企業(yè)，長飛公司立志實現VAD、OVD工藝的技術突圍，打破國外企業(yè)的技術封鎖。2012年，長飛公司成立VAD、OVD工藝研發(fā)及產業(yè)化攻關團隊。2017年，團隊開發(fā)出具有完全自主知識產權的VAD、OVD工藝與設備平臺，實現了多項關鍵技術的創(chuàng)新和突破，推進VAD、OVD生產線的智能制造提升。

　　基于工藝的突破，長飛公司完成18種核心工藝設備的智能化提升并投入生產應用。首先，通過對核心工藝設備環(huán)境全參量的動態(tài)計量監(jiān)測，實現基于工藝過程監(jiān)測的PLC自適應工藝閉環(huán)控制及故障預警、自診斷修復等功能。

　　其次，為適應光纖高速生產線上的產品質量檢測，長飛公司開發(fā)出了能夠融合檢測設備、自動光開關設備、自動物流設備與信息管控系統(tǒng)功能的生產線智能集成測試系統(tǒng)。通過將產品質量規(guī)范、工藝流程及特種知識的信息管控系統(tǒng)與MES的生產管理模塊集成，可完成大批量、高強度的產品在線質量檢測工作。將MES與工廠設施系統(tǒng)互聯互通，形成融合在線感知、實時監(jiān)控及知識專家系統(tǒng)的智能工藝系統(tǒng)，將核心工藝設備從基于工藝配方控制升級為工藝過程自適應控制，實現生產流程的工藝趨勢控制和工藝模型的持續(xù)優(yōu)化。

　　第三步：實現大數據驅動的工藝趨勢控制與優(yōu)化

　　為及時解決影響生產的各種問題，優(yōu)化生產過程，智能工廠基于Hadoop開源技術，部署運行了具備數據采集和集成能力的工業(yè)大數據平臺，為MES、智能工藝系統(tǒng)等執(zhí)行系統(tǒng)提供強有力的大數據處理后臺支持。在綜合考慮人、機、料、法、環(huán)的限制條件，并滿足時間、成本、質量要求的前提下，對生產活動的組織、規(guī)劃和生產控制過程進行大數據建模，形成具有車間生產要素管理、生產活動計劃、生產過程控制等一系列優(yōu)化功能的大數據模型?；谀Ｐ瓦M行質量預測，并利用虛擬沉積設備的參數集，將決策矩陣反饋到實體設備，設計出虛擬設備、最佳配方和決策矩陣，并通過工程師參與，應用于材料最佳匹配和下道工序生產指導。

　　第四步：打造預制棒工序間全自動物流

　　智能工廠成功開發(fā)VAD、OVD沉積―燒結―退火車間精密裝配機器人，OVD沉積車間精密及重載裝配機器人，OVD燒結車間精密及重載裝配機器人，VAD檢測車間精密裝配機器人，OVD檢測制錐車間精密及重載裝配機器人，VAD拉伸車間精密裝配機器人，預制棒運輸AGV，芯棒潔凈緩存自動物流系統(tǒng)，OVD退火車間精密及重載裝配機器人，光纖車間精密及重載裝配機器人，光纖成品高參數自動化立體倉庫等11套成套物流裝備、應用機器人、AGV和自動物流線，將離散工藝設備、分離車間系統(tǒng)整合連通，在行業(yè)首次實現全流程預制棒工序間的自動裝卸載和物流運輸，主工藝流程自動物流覆蓋率100%。

　　此外，智能工廠還建設了與MES、ERP互通的光纖成品高參數自動化立體倉庫系統(tǒng)，能夠實現從光纖成品包裝到自動上預分揀線的智能倉儲物流。該系統(tǒng)按照訂單、段長分類條件進行入庫分揀，機械手自動將相同類別的光纖卷碼放到空托盤上，由轉運車運送到氘氣車間進行工藝處理，并自動分揀進入立庫。銷售出庫時，物流系統(tǒng)提前對銷售訂單進行合單優(yōu)化，智能分配出庫托盤，通過自動化倉儲設備將出庫托盤運送到揀選工位，由機器人或人工將單卷光纖放到訂單分揀線上，系統(tǒng)自動分揀出庫?；谂鋫涞腤MS，可自動完成庫存管理、訂單管理、產品追溯等功能，并可以與MES及ERP系統(tǒng)進行對接，實現基于大庫存、多品種、自動分揀發(fā)貨的客戶需求的快速響應。

　　第五步：應用智能工廠互聯互通網絡架構

　　智能工廠采用三網一中心的網絡架構，將互聯互通的網絡架構首次系網絡之間通過數據隔離保證信息安全，通過設備互聯實現業(yè)務融會貫通。既實現了整個工廠不同業(yè)務的融會貫通，又為工廠信息的安全可控提供了堅實的保障。相較于傳統(tǒng)工廠網絡，實現了對工業(yè)大數據應用能力的提升，并實現了大數據條件下的設備互聯和生產過程的實時感知。

　　三張網絡均采用分層式架構搭建，具體分為核心層和接入層。核心層是網絡的核心，具有高可靠性和高性能，并具有水平擴展的能力；接入層為每個業(yè)務子系統(tǒng)提供充足的網絡接口，提供靈活多樣的接入能力，通過整合技術，簡化布線復雜度，也具有擴展能力。

　　實施成果

　　經過多年的努力，智能制造技術成功在長飛光纖潛江有限公司產業(yè)化落地實現，對國內整個光纖光纜行業(yè)具有里程碑的意義。這些成功實踐為整個行業(yè)實施智能制造技術起到指引作用，將激勵和帶動行業(yè)內所有光纖企業(yè)重視并應用智能制造技術，推動國內整個光纖光纜行業(yè)快速提升制造技術水平，實現對國外先進企業(yè)的超越。

關注讀覽天下微信， 100萬篇深度好文， 等你來看……