文｜李春川  李云  刘金利  张万禹
 

关键词：四川长虹电器股份有限公司（简称长虹电器）充分发挥自身在新型显示、数字视听、智能制造技术以及用户大数据等方面的优势，综合运用大数据、人工智能、物联网、工业互联网、5G等新一代信息技术，整合产业链上下游资源，实施供应链数字化转型，打造基于“多阶段混联离散型生产模式”、个性化定制与大规模生产兼容运行的智能电视数字化工厂，驱动企业向决策科学化、管理精益化、产品制造智能化和内外部合作协同化转型升级，生产效率、产品竞争力和盈利水平显著提升。2021年，公司实现营业收入1523亿元，同比增长5.8%；利润总额15.7亿元，同比增长152%。

市场需求催生生产模式转型
      20世纪90年代，长虹电器率先从日本松下引进单品类、大批量生产的CRT生产线，彩电产销量连续多年保持国内市场第一，市场占有率最高达35%。新世纪以来，面对彩电市场饱和、显示终端产品同质化竞争的新形势，为满足市场细分化和用户个性化的需求，长虹电器产品制造经历了三轮“多阶段混联离散型生产模式”的演变升级。
      2006年，针对多品种、小批量订单需求，长虹电器应用“IE+AT+IT”（工业工程+自动化+信息化）集成技术，首次创建既可多品种小批量生产，也可少品种大批量生产的“多阶段混联离散型生产模式”，综合生产效率提升20%以上。
2015年，长虹电器入选工信部首批“智能制造试点示范企业”，进一步完善“多阶段混联离散型生产模式”，打造出一条具备RFID智能分道、全流程个性化定制、物料自动化搬运及精准配送功能的智能化生产线。该生产线创造了每5.5秒生产一台CHiQ智能电视的电视制造业纪录，2016年入选首批“中德智能制造合作试点示范项目”。
      2018年以来，长虹电器投资12亿元，运用5G、大数据、人工智能、物联网、工业互联网、虚拟仿真等先进技术，延展、升级“多阶段混联离散型生产模式”，建设个性化定制与大规模生产兼容运行的智能电视数字化工厂，实现产品研发、制造、销售、物流、售后服务等信息系统之间的数据互联互通、共享，全面提升产品制造的自动化、智能化水平，整体生产效率提升31%。

数字化工厂核心驱动：“5G+工业互联网”
      长虹电器智能电视数字化工厂以“5G+工业互联网”为核心驱动，通过计划、研发、采购、制造、销售、物流、售后服务等供应链各个环节的信息数据互联互通与共享，满足大规模个性化定制的柔性生产需求。
1. 明确数字化工厂技术路线
  根据智能电视及关键部件生产工艺特点，长虹电器数字化工厂遵循“IE+AT+IT”的技术路线，依托“5G+工业互联网”平台对智能电视生产全流程的空间利用率、工艺可靠性、物流路线及物流当量、在制品结存标准等要素进行仿真模拟、分析、评估、验证和优化，制定数字化工厂建设总体规划。
2. 搭建数字化工厂总体架构
长虹电器数字化工厂业务架构包括管理层、执行层、控制层、设备层四个层级，以MES（生产管理）系统为核心，融合了ERP（企业资源计划）、PMS（采购管理）、WMS（仓储管理）、TMS（物流管理）、PDM（产品数据管理）、SCADA（数据采集与监控）、QMS（质量管理）、PLM（产品生命周期管理）、SRM（供应商关系管理）、CRM（客户关系管理）等多个信息系统，共同组成数字化工厂的整体架构（如图1所示）。
3.“四位一体”保障信息安全
     数字化工厂业务架构的起点是接收客户订单并进行生产计划排程，终点是成品出库，具体业务流程涵盖生产计划排程、原材料/在制品/成品仓储管理、生产管理、工艺管理、质量管理、物流管理等，涉及各个系统之间的交互与协作。
为保障智能制造体系安全稳定运行，长虹电器数字化工厂的网络部署遵循可靠性、灵活性、经济性三大原则，采用多层网络拓扑结构以及由核心交换机、数据库服务器、智慧工厂MES和SCADA网络、智慧工厂办公网络等构成的PDS集成化综合布线系统。同时，通过制定安全管理中心、安全管理体系、安全技术体系、安全运营体系“四位一体”的信息安全总体规划及实施方案，保障数字化工厂设施安全、应用安全、数据安全。

供应链上下游协同管理
     长虹电器智能电视数字化工厂以终端产品的协同制造为牵引，部署建设智能制造园区IT集成系统，实现客户订单管理与需求确认、产品策划与产品开发、物料采供、整机与关键部件制造、物流配送等供应链上下游各环节的协同，提升生产效率，降低产品库存。
1. 物料采供协同
     物料的协同供应主要体现在电视机产品各类零部件与整机生产工厂之间的物料交互协同。长虹电器在采购订单的基础上，通过MES、PMS系统向供应商下达送货通知，供应商据此在系统创建送货单并完成装车、发货、运输、到货、卸货入库等一系列物料供应活动，涉及采购、仓储、物流、生产等部门与供应商的协同管理。
（1）按需设计供货模式
长虹电器物料供应到货模式主要分为JIT（准时生产）到货、常规模式到货、按采购订单到货三种。单机用量多、单日耗用量及物流量大的JIT回货物料按照“D+3”（收货当日加三天）排程，由MES系统向供应商下达送货通知，供应商或第三方物流商将物料直接配送到生产现场工位，现场作业人员扫描物料标签进行验收交接；常规回货物料按照“D+14”（收货当日加14天）排程，由MES系统向供应商下达送货通知，供应商或第三方物流商根据日均耗用量将物料在14天内分批送达工厂指定收货点；按采购订单回货的物料则不需要MES系统下达送货通知，由供应商根据采购订单约定的时间和方式送货并将送货单上传PMS系统。
（2）实行差异化到货策略
长虹电器针对不同物料分类，实行适应数字化工厂生产模式的差异化到货策略，强调以生产订单上线时间为拉动，倒排物料供应计划；综合考量智能电视产品的零部件材质、物料外形尺寸、质量等物理特性及配送距离、物流量等因素，确定各个供应商的送货提前期与送货批量，形成物料供应策略矩阵：配送距离越远，提前期越长；配送距离越近，提前期越短；物流量越大，配送频次越高；物流量越小，配送频次越低。
（3）进场物料规范化管理
长虹电器依托TMS系统对供应商送货车辆、物料标签等物料配送载体进行可识别、可追溯的规范化管理，如针对不同的送货车辆采用不同的信息绑定方式。当供应商使用相对固定的车辆送货时，TMS系统根据提前录入、维护的车辆基础数据，将车牌号与送货单绑定，通过“绿色通道”直接进厂入库；当供应商临时租用车辆送货时，则将车牌号和送货单绑定后，通过TMS系统的车辆预约APP进行进厂预约；物料通过快递车辆配送时，由快递员在门卫固定地点用身份证登记预约进厂。针对直接配送到生产作业现场工位的JIT到货模式，长虹电器专门设计了适用于数字化管理的JIT物料标签，以便现场员工通过扫码快速识别、验收物料。
数字化工厂对供应商入场物料的卸货位及物流车辆状态实行实时可视化管理，RFID（车辆管理）系统将卸货位分为空闲、已预约、已占用三种状态，自动匹配卸货位并管理物流车辆进场卸货作业。
2. 厂内仓储物流协同
    为了解决多种形态、多种尺寸规格物料的存储痛点问题，长虹电器遵循“物流中心化”原则，设计柔性化的智能仓储物流系统，以自动化立体仓库作为工厂物流中心和地理中心向产品组装区域进行物料配送，实现产线物料的精准投放。同时，以“大物流、小生产”理念，应用AS/RS自动仓储、AGV自动搬运、“货到人”拣选、码垛机器人等先进技术，紧密衔接智能制造园区IT集成系统，实现“入厂物流—仓储物流—产线物流—成品物流”的精益化、智能化协同管理，大幅减少了流程断点和物料浪费，提升了仓储物流系统对生产制造系统的快速响应能力。
（1）托盘大件物料柔性混合存储与输送
电视机显示器产品尺寸覆盖范围广，从20英寸到100英寸不等，如何设计一套适应各个尺寸链上托盘大小件存储的柔性化智能物流系统，是数字化工厂建设的难点。长虹电器在对产品尺寸链进行全面梳理分析后，从空间利用率、兼容性、经济性等维度，设计了两种托盘存储单元，使得1个货格可以同时放置2个小托盘或1个大托盘，并采用行业成熟的堆垛机托盘立体存储系统，柔性化地解决了托盘大件物流的存储和输送问题。
（2）创新设计柔性化物料拣选模式
长虹电器通过对物料拣选作业特点进行系统分析，创新设计柔性化的物料拣选模式。针对拆零拣选物料，采用流利式货架“摘果”拣选方式，实行“四向穿梭车+流利式货架”组合，实现物料的快速拣选，有效降低了拆零物料的出入库频次，减轻了原材料立体仓库的压力；同时，在流利式货架上安装电子标签，拣选作业人员按照电子标签的指示即可完成拣选作业。
（3）连续与离散相结合的物料配送模式
在物料配送方面，数字化工厂以差异化的产线模式满足客户个性化的订单需求。当产线模式切换到个性化定制生产线时，物料配送随即切换到连续输送模式，通过料箱提升机配合高速穿梭车，将物料直接配送到各个独立作业的CELL工站，实现物料的快速、定点配送；对于大件物料（外形尺寸超过800mm），则采用离散的AGV智能运输车将物料直接配送到工位，既提高了生产效率，也大幅降低了现场作业人员的劳动强度。
（4）前后端系统数据交互，提升协同制造能力
    数字化工厂通过MES系统对前端电子组件、钣金零部件、注塑件等零部件车间进行数据信息转化，并与后端PCP、ERP、QMS、WMS、SRM等管理系统的数据信息充分交互，结合柔性化的智能物流管理系统，提高多品种小批量生产模式下的物料齐套水平，从而提升数字化工厂的协同制造能力。

个性化定制与大规模生产兼容运行
      长虹电器智能电视数字化工厂秉持“物流中心化”的设计理念，探索创新柔性化的物料存储、拣选、配送模式，通过全流程业务端到端信息化及供应链上下游并行协同管理，实现个性化定制与大规模生产的兼容运行。
1. 以客户订单驱动计划执行
 数字化工厂从客户需求出发，以新一代信息技术融合应用为基础，以精益化管理为抓手，迭代升级“多阶段混联离散型生产模式”，持续提升生产效率，大幅缩短客户订单交付周期，从客户发出批量订单需求到完成物料采购、生产制造、产品交付、物流配送的供应链全流程，平均时效由2018年的49天缩短至现在的21天。
2. 物料供应系统具备自修复功能
    数字化工厂生产过程中，由MES系统实时发起物料配送请求并推送需拣配的物料所在库位、数量等信息，指导物料拣配作业人员精准、快速拣料及配送，及时补足各产线组装单元所需物料。组装单元用完物料的空箱则由RGV系统自动回收至立体仓库中，如此循环往复，实现了物料供应系统的自适应、自修复功能。
3. 以MES系统为牵引，构建多系统融合的运营管理体系
   数字化工厂的运营管理体系以MES系统为牵引，已经融入ERP、PMS、TMS、PCP、SRM、WMS、QMS、WCS、SCADA等10个系统，打通了各个系统间的信息孤岛，实现生产经营全流程各个环节数据信息的互联互通与共享，从而精准掌握并优化配置人、机、料、法、环等生产要素，驱动企业向决策科学化、运营管理精益化、产品制造智能化和内外部合作协同化转型升级。
4. 以“MES+WMS”为中枢，实现全流程可控、可追溯
   数字化工厂以“MES+WMS”为中枢，以智能机器人、传感器为载体，通过人机互联、机机互联、机料互联，实现生产全流程、全要素及产品全生命周期的动态柔性化管理，从而持续优化“多阶段混联离散型生产模式”；通过对生产计划、物料、设备、过程质量、仓储物流、售后服务等数据信息的实时采集、分析管理、应用与监控、预警，使得所有控制指令全部由工厂中央控制中心统一下达、各业务端并行落实执行，从而实现生产运营全流程可控、可追溯。■

作者单位 四川长虹电器股份有限公司
长虹电器   数字化工厂   多阶段混联生产线   大规模个性化定制