導(dǎo)讀：

　　TCL集團(tuán)股份有限公司創(chuàng)立于1981年，是全球化的智能產(chǎn)品制造及互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)企業(yè)集團(tuán)，TCL王牌電器（惠州）有限公司是TCL集團(tuán)的主要骨干企業(yè)之一，是TCL集團(tuán)最大的彩電生產(chǎn)基地，產(chǎn)品50％出口海外。TCL王牌彩電全國市場占有率連續(xù)多年位居前三名。TCL王牌彩電2001年度被授予中國名牌產(chǎn)品稱號，并被列為首批全國免檢產(chǎn)品；連續(xù)獲得美國艾美、德國紅點(diǎn)、IF等國際設(shè)計大獎，均是中國整機(jī)企業(yè)首次獲得該類獎項(xiàng)；連續(xù)五年入選美國CES“全球消費(fèi)電子50強(qiáng)”和“中國消費(fèi)電子領(lǐng)先品牌10強(qiáng)”。公司2015年實(shí)現(xiàn)液晶電視銷量1734.3萬臺，同比增長4.64%。

　　當(dāng)前，我國傳統(tǒng)彩電企業(yè)最大的危機(jī)，并不是當(dāng)下的利潤多寡，而是能否清晰把握未來。因此，乘借“中國制造2025”的東風(fēng)，邁向?qū)I(yè)化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化的新生，成為彩電制造企業(yè)的必然選擇。

　　為貫徹落實(shí)《中國制造2025》 和《廣東省智能制造發(fā)展規(guī)劃（2015-2025年）》，本項(xiàng)目開展了彩電制造數(shù)字化車間項(xiàng)目的建設(shè)，大力推進(jìn)裝備自動化、柔性化、智能化升級，實(shí)現(xiàn)了工藝流程改造、生產(chǎn)與管理數(shù)據(jù)的互聯(lián)共享。

遠(yuǎn)近結(jié)合、創(chuàng)新突破

　　本項(xiàng)目以“智能制造”為目標(biāo)，運(yùn)用自動化和信息化實(shí)現(xiàn)精益智慧工廠，為客戶提供定制、交互、柔性的產(chǎn)品+服務(wù)。

【創(chuàng)新以求發(fā)展】

項(xiàng)目實(shí)施前：

1）在人均產(chǎn)能和產(chǎn)品不良率改善提升上遇到了瓶頸；

2）新品研發(fā)周期長，市場競爭力遇到挑戰(zhàn)；

3）小批次多機(jī)種帶來的生產(chǎn)成本的擠壓；

4）定制化需求的出現(xiàn)；

　　為了應(yīng)對以上問題，從2014年開始進(jìn)行工業(yè)互聯(lián)的智能車間建設(shè)規(guī)劃和建設(shè)，提升工業(yè)能力。在自動化上取得一定成效，但缺乏整體規(guī)劃，設(shè)備互聯(lián)處于初試階段、信息集成聯(lián)動存在制約。

【驅(qū)動生產(chǎn)模式創(chuàng)新】

　　圍繞自主設(shè)計為主體，結(jié)合《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)（版本1.0）》指導(dǎo)，進(jìn)行整體規(guī)劃，逐步驗(yàn)證推進(jìn)，降低制造成本，匹配柔性、定制化生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)型。

1） 建立智慧車間/工廠總體設(shè)計模型、工程設(shè)計模型、工藝流程及布局模型，并進(jìn)行模擬仿真。

2）項(xiàng)目對4K高清智能電視生產(chǎn)線的關(guān)鍵技術(shù)裝備進(jìn)行智能化改造，通過配備智能傳感與控制裝備、智能檢測與裝配裝備，實(shí)現(xiàn)各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的自動化,實(shí)現(xiàn)了智能物流與倉儲功能。

3）基于工業(yè)環(huán)網(wǎng)建設(shè)生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時數(shù)據(jù)采集與分析，在中控室展現(xiàn)出透明化制造過程。

4）基于工業(yè)環(huán)網(wǎng)對未來設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行規(guī)劃。通過制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）與PLM、 ERP等實(shí)現(xiàn)了信息集成，建立全生命周期產(chǎn)品信息統(tǒng)一平臺。

5）開發(fā)在線協(xié)同設(shè)計平臺，采用先進(jìn)的數(shù)字化三維設(shè)計技術(shù)，建設(shè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（PDM）。

【建設(shè)工業(yè)互聯(lián)的精益智慧工廠】

　　項(xiàng)目擬建成3條智能化生產(chǎn)線、1個無人化注塑車間，倉儲系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全自動搬運(yùn)及堆垛，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、質(zhì)量、倉儲等環(huán)節(jié)的可視化管理。

　　通過建設(shè)覆蓋全廠的工業(yè)PON網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)車間PLC、工控機(jī)等設(shè)備層面的互聯(lián)互通，形成完整的生產(chǎn)設(shè)備數(shù)據(jù)匯聚和分析平臺，進(jìn)一步建立工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺，能夠?yàn)槠髽I(yè)業(yè)務(wù)開展提供有效數(shù)據(jù)支持和決策依據(jù)。

　　通過在線協(xié)同設(shè)計，將虛擬互聯(lián)引入到生產(chǎn)線體，并將前后端應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)運(yùn)營。

軟硬兼施、互聯(lián)協(xié)同

　　圍繞TCL集團(tuán)“3053”戰(zhàn)略，以提升工業(yè)能力為目標(biāo)，運(yùn)用精益改善和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)手段，切實(shí)解決了生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)型中所遇到的痛點(diǎn)。

　　項(xiàng)目擬以自動化裝備+工業(yè)PON網(wǎng)、協(xié)同設(shè)計與系統(tǒng)集成+工業(yè)大數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)虛實(shí)互聯(lián)、數(shù)字化生產(chǎn)。

【戰(zhàn)略統(tǒng)籌、分層落地】

（1）戰(zhàn)略規(guī)劃

　　TCL集團(tuán)為了讓戰(zhàn)略實(shí)施更具延續(xù)性和與時俱進(jìn)性，TCL每年面向未來三年發(fā)展目標(biāo)制定一個三年計劃，2016年是第五個三年計劃，即“3053”戰(zhàn)略”-構(gòu)建基于縱橫商業(yè)架構(gòu)的全生態(tài)企業(yè)，同時指明“產(chǎn)品技術(shù)能力，工業(yè)能力，品牌和全球化經(jīng)營能力和互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)能力”新的四項(xiàng)能力提升，作為達(dá)成3053戰(zhàn)略目標(biāo)的基礎(chǔ)和支撐。

（2）項(xiàng)目頂層架構(gòu)

　　基于工業(yè)能力提升的戰(zhàn)略指引，以工業(yè)互聯(lián)及兩化融合構(gòu)建智慧工廠，實(shí)現(xiàn)柔性生產(chǎn)、個性化定制的目標(biāo)（如圖1）。

圖1 項(xiàng)目頂層架構(gòu)

【打造一張網(wǎng)、助力互聯(lián)】

（1）網(wǎng)絡(luò)整體架構(gòu)

　　核心設(shè)計擬采用軟件定義，依據(jù)不同功能、安全等級分區(qū)。實(shí)現(xiàn)內(nèi)外打通、OT網(wǎng)隔離。園區(qū)網(wǎng)以WIFI和NB-IOT為主，實(shí)現(xiàn)人物互聯(lián)為主；工廠網(wǎng)主要實(shí)現(xiàn)物物互聯(lián)為主；外部用戶以映射隔離、身份識別，輔以EDI系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)協(xié)作集成。架構(gòu)（如圖2）示：

圖2 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意

（2）OT網(wǎng)架構(gòu)

　　擬以工業(yè)PON網(wǎng)為主，輔以WIA-PA協(xié)議無線為輔，滿足低延遲，高可靠的要求。

圖2 OT網(wǎng)架構(gòu)示意

（3）私有云平臺

　　項(xiàng)目分別以自主設(shè)計方式搭建了基于OPENSTACK架構(gòu)的前端電商云平臺和基于VMWARE架構(gòu)的制造云平臺，為工業(yè)互聯(lián)提供了基礎(chǔ)資源層的支撐。如圖4示：

圖3 私有云架構(gòu)示意

【信息縱橫集成、協(xié)同前后打通】 

　　信息集成，首先打通研發(fā)與生產(chǎn)的邊界，進(jìn)一步結(jié)合前后端數(shù)據(jù)挖掘分析，反向指導(dǎo)，快速響應(yīng)。如圖5所示：

圖5 系統(tǒng)集成數(shù)據(jù)示意

（1）系統(tǒng)集成整體架構(gòu)

　　項(xiàng)目從研發(fā)端、生產(chǎn)端兩條主線并行開展。研發(fā)端從優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、提升產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化水平、構(gòu)建在線協(xié)同設(shè)計平臺等方面，進(jìn)一步提高研發(fā)整體能力，快速響應(yīng)市場變化。生產(chǎn)端從精益改善、自動化置換、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、MES改進(jìn)及物流配送等方面，提升整體制造能力。通過系統(tǒng)集成、虛實(shí)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化協(xié)作，解決長期困擾的快速研產(chǎn)銜接問題。集成架構(gòu)如圖6所示：

圖6 系統(tǒng)集成架構(gòu)圖

（2）MES集成實(shí)施架構(gòu)

　　自主開發(fā)并經(jīng)過10年磨礪的MES系統(tǒng)，除對其進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)及物聯(lián)網(wǎng)化技術(shù)架構(gòu)改造外，進(jìn)一步強(qiáng)化其制造中樞調(diào)度的功能，進(jìn)行更精細(xì)化的系統(tǒng)聯(lián)動。架構(gòu)如圖7所示：

圖7 MES集成實(shí)施架構(gòu)

（3）基于C2M信息集成定義

　　基于C2M的落地，先期進(jìn)行了信息流推演，并構(gòu)建基于完整模型的信息定義，作為各模塊適配的要求和準(zhǔn)則，以分模塊、分階段方式推進(jìn)實(shí)施。信息集成示意摘錄如圖8所示：

圖8 基于C2M信息集成示意

【夯實(shí)安全基礎(chǔ)、強(qiáng)化工控安全】

　　隨著互聯(lián)網(wǎng)在制造業(yè)的深入，原有的安全體系不但相對薄弱，且面臨新的挑戰(zhàn)；項(xiàng)目從基礎(chǔ)完善強(qiáng)化開始入手，同時兼顧工控安全。

（1）構(gòu)建立體防御安全體系

　　在數(shù)據(jù)中心獨(dú)立部署具備7層安全域隔離的雙冗余、模塊化防火墻。邊界及生產(chǎn)區(qū)均部署獨(dú)立防火墻，同時配置了系列的安全漏洞掃描、預(yù)警系統(tǒng)。并形成了健全的安全小組，定義了完整的安全體系文件，定期接受TCL集團(tuán)內(nèi)控人員審查。如圖9所示：

圖9 項(xiàng)目安全架構(gòu)

（2）工控安全的強(qiáng)化

　　基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟安全體系建設(shè)指導(dǎo)（如圖10），在2、4和5方面分別建立了相關(guān)的規(guī)范制度，并具備一定的成熟度。在設(shè)備及控制安全方面，引入更高等級的工業(yè)防火墻并完善規(guī)程，進(jìn)一步加強(qiáng)。

圖10 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全體系

【知己知彼、迭代前行】

　　項(xiàng)目圍繞戰(zhàn)略，結(jié)合企業(yè)自身的痛點(diǎn)和長處，有的放矢，堅持以自主掌控核心技術(shù)為前提，用實(shí)踐驗(yàn)證，用實(shí)效交付。

以兩化為方向，互聯(lián)協(xié)同為驅(qū)動

　　根據(jù)所指定的三年推進(jìn)綱要（如圖11），并通過了解環(huán)境、檢驗(yàn)成果進(jìn)行策略校正，漸進(jìn)式推進(jìn)。

圖11 項(xiàng)目三年推進(jìn)綱要

【擴(kuò)大自動化覆蓋率】

　　包括物料/成品周轉(zhuǎn)AGV、SMT、SKD、注塑、模組（LCM）等全生產(chǎn)環(huán)節(jié)自動化的實(shí)現(xiàn)；

　　新型自動化技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用：包括智能機(jī)械臂的全面應(yīng)用、AGV物流車的研發(fā)、視覺識別技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用等；

【加大工業(yè)PON網(wǎng)絡(luò)覆蓋】

　　工業(yè)PON網(wǎng)絡(luò)是一個多業(yè)務(wù)提供平臺。主要實(shí)現(xiàn)是上聯(lián)智能生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集與控制分析平臺，以及下聯(lián)ODN網(wǎng)絡(luò)下連用戶端設(shè)備ONU。結(jié)合自動化步伐，逐步覆蓋、改造現(xiàn)有生產(chǎn)現(xiàn)場。

　　在規(guī)劃投建的“TCL智能制造”園區(qū)，擬采用完整的工業(yè)PON及物聯(lián)網(wǎng)解決方案。

【數(shù)據(jù)的采集應(yīng)用深化】

強(qiáng)化工業(yè)數(shù)據(jù)的運(yùn)營，挖掘潛在價值。

（1）建設(shè)中控監(jiān)控平臺

展示實(shí)時生產(chǎn)信息、實(shí)時設(shè)備狀態(tài)、報警信息以及其它相關(guān)信息。

（2）建立工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺

參考工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)指導(dǎo)，搭建企業(yè)內(nèi)部的大數(shù)據(jù)平臺；

圖12 工業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用示意

【在線協(xié)同深化】

　　在自動化程度不斷提升的同時，進(jìn)一步優(yōu)化研發(fā)、制造流程，通過PLM、MES與周邊系統(tǒng)的信息、數(shù)據(jù)集成，實(shí)現(xiàn)全部產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、生產(chǎn)工藝標(biāo)準(zhǔn)化、生產(chǎn)單元模塊化，實(shí)現(xiàn)全系列產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn)的無縫對接。

掌控核心技術(shù)、樹立行業(yè)標(biāo)桿

【自主設(shè)計為主】

　　項(xiàng)目已申請16項(xiàng)發(fā)明專利，登記1項(xiàng)軟件著作權(quán)，形成2項(xiàng)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)草案。

（1） 自主開發(fā)自動化裝備

　　2014年，在TCL惠州基地TV一廠共開發(fā)制作自動化設(shè)備101套，實(shí)現(xiàn)8條線自動化；自動化占比與2013年底相比較提升30%，產(chǎn)線直接作業(yè)人員減少30%；

　　2015年，公司已實(shí)現(xiàn)整機(jī)生產(chǎn)部分工序的完全自動化，其中，包裝自動化在行業(yè)內(nèi)處于領(lǐng)先地位，注塑、PCBA、模組、預(yù)加工等工序的自動化水平得到很大提升；

　　2016年，公司開展了智能機(jī)械臂的全面應(yīng)用、推進(jìn)了AGV物流車和視覺識別技術(shù)的開發(fā)。

（2） 自主開發(fā)應(yīng)用軟件

　　在信息化建設(shè)方面，通過自主開發(fā)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)采集、計劃管理、立體倉庫、質(zhì)量追溯等功能。其中MES及WMS經(jīng)過多年的驗(yàn)證迭代，已在公司全面推廣，其先進(jìn)性得到行業(yè)認(rèn)可，其中WMS系統(tǒng)獲得“2015中國制造業(yè)信息化應(yīng)用領(lǐng)先暨最佳實(shí)踐獎”。

圖13 MES功能架構(gòu)

　　與此同時，公司開展了信息系統(tǒng)的融合，進(jìn)一步推動智能制造的實(shí)現(xiàn)。

（1）基于工業(yè)PON的互聯(lián)

　　信息互聯(lián)的核心在于人機(jī)互聯(lián)、機(jī)機(jī)互聯(lián)、機(jī)物互聯(lián)、人物互聯(lián)。本項(xiàng)目開發(fā)了智能配送線，該配送線顛覆傳統(tǒng)的人工裝車運(yùn)輸方式，在行業(yè)首次實(shí)現(xiàn)無人配送的情況下，點(diǎn)對點(diǎn)精準(zhǔn)匹配生產(chǎn)和全自動即時配送。

　　虛實(shí)互聯(lián)則是生產(chǎn)前的模擬環(huán)節(jié)，通過虛擬仿真系統(tǒng)獲取3D模型，自動檢測生產(chǎn)全流程；本項(xiàng)目擬通過PLM與MES的協(xié)同，在新建設(shè)線體上實(shí)現(xiàn)了研發(fā)端仿真與線體模型的集成。

　　實(shí)現(xiàn)以上互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)擬架設(shè)在工業(yè)PON之上，其技術(shù)在組網(wǎng)可靠性、安全性、帶寬分配、維護(hù)成本低、網(wǎng)絡(luò)可拓展等方面均有優(yōu)勢。

（2）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)核心智能制造裝備的應(yīng)用

1）家電等行業(yè)機(jī)器人：

　　精密裝配機(jī)器人；六軸關(guān)節(jié)型、平面關(guān)節(jié)（SCARA）型搬運(yùn)機(jī)器人；在線測量及質(zhì)量監(jiān)控機(jī)器人；具備機(jī)器人視覺，人機(jī)協(xié)調(diào)、自然交互、自主學(xué)習(xí)功能的新一代工業(yè)機(jī)器人。

2）智能傳感與控制裝備：

　　使用了機(jī)器人用位置、力矩、觸覺傳感器；高性能光纖傳感器、微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）傳感器、多傳感器元件芯片集成的MCO芯片、視覺傳感器及智能測量儀表、電子標(biāo)簽、條碼等采集系統(tǒng)裝備；分散式控制系統(tǒng)（DCS）、可編程邏輯控制器（PLC）、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（SCADA）、高性能高可靠嵌入式控制系統(tǒng)裝備；高端調(diào)速裝置、伺服系統(tǒng)、液壓與氣動系統(tǒng)等傳動系統(tǒng)裝備。

3）智能檢測與裝配裝備：

　　視覺數(shù)字化非接觸精密測量、在線無損檢測系統(tǒng)裝備；可視化柔性裝配裝備；激光跟蹤測量、柔性可重構(gòu)工裝的對接與裝配裝備；設(shè)備全生命周期健康檢測診斷裝備。

4）智能物流與倉儲裝備：

　　輕型高速堆垛機(jī)；超高超重型堆垛機(jī)；高速智能分揀機(jī)；智能化高密度存儲穿梭板；高速托盤輸送機(jī)；高參數(shù)自動化立體倉庫；高速大容量輸送與分揀成套裝備、車間物流智能化成套裝備。

【具備行業(yè)示范作用】

　　通過本項(xiàng)目的實(shí)施，有效地提升了TCL彩電生產(chǎn)的水平，大大提高了生產(chǎn)效率并降低了產(chǎn)品不良率。項(xiàng)目實(shí)施完成后，達(dá)到以下效果：UPPH(單位人時產(chǎn)能)提升3倍，運(yùn)營成本降低4.1%，基礎(chǔ)型產(chǎn)品研制周期縮短30天，產(chǎn)品不良率降低20%，能源利用率提升16.8%。

　　預(yù)計年產(chǎn)4K高清液晶電視終端產(chǎn)品200萬臺以上，年實(shí)現(xiàn)銷售收入60億元以上。

　　本項(xiàng)目自主開發(fā)了多項(xiàng)智能制造軟、硬件，并申報和獲取多項(xiàng)技術(shù)專利。項(xiàng)目可以在彩電行業(yè)快速復(fù)制和推廣，具有很強(qiáng)的行業(yè)帶動作用。