科技让机器学会“思考”——记明志科技智能工厂的“四个化”

　　在国家陆续实施“互联网+”战略、“中国制造2025”规划等系列举措的背景下，定位于以“制造业立区”的吴江，也瞄准了智能制造这个发展新引擎，借助“全区智能工业推进大会”的契机全力加快转型步伐。为此，区经信委立足部门职能，深入调研走访，希望通过挖掘智能工业六个环节的典型企业，为万家工业企业“提智增效”提供借鉴，推动智能工业在更深的层面、更高的起点和更广的领域渗透发展。

　　本文精选开发区明志科技有限公司进行分析，着重展示了其智能工厂的先进做法和成效，供领导、同志们参考。

　　科技让机器学会“思考”

　　——记明志科技智能工厂的“四个化”

　　震耳欲聋的机器轰鸣声、刺鼻的化工烟尘气味、杂乱冗杂的生产车间以及高污染、高能耗的行业标签，这也许就是我们对传统装备制造业企业的固有印象。然而，随着新一代信息技术的应用，传统制造业与互联网的有机融合正促使小小的厂房发生翻天覆地的变化。带着这样的好奇，我们走进了苏州明志科技有限公司。

　　设备智能化

　　现代信息技术颠覆传统工厂

　　进入一楼浇铸车间，首先映入眼帘的是工业机器人在整齐有序的生产线上娴熟作业。

　　从自动制芯、制模开始，机器人准确无误地进行取芯、组芯操作，然后经智能物流立体库传输，砂模进入机器人浇铸单元。机器人将熔化的铝合金平顺地浇铸到一个个砂模中,浇铸好后被自动传输至砂模冷却线，冷却后由机器人进行开模，并将铸件放到铸件冷却线上进一步冷却。冷却后的铸件经机器人除芯、去浇冒口后再由桁架机械手运送至机器人抛丸、打磨工序，之后铸件在自动输送线上被打上激光二维码，这是铸件的唯一ID号。打码后的铸件由码垛机器人放入智能物流立体库，并根据先进先出的原则将其输送至二楼机加车间。装有自动导引装置的AGV小车按照规定的导引路径，将整托铸件输送到出口德国和荷兰的两条机加工线前面。专业的上下件机器人自动把铸件运送至不同的CNC机台，同时将加工好的零件送至下一个工序，机器人在轨道上忙碌地来回奔跑。根据各自的生产要求机器人再进行最后的去毛刺、清洗、烘干、焊接、检测等工序处理，结束机器人制造旅程，而每个工序的信息已经全部记录到了产品的二维码中。

　　“我们的机器能够自己独立“思考”进行作业，有时还能自己做出判断，并与智能物流系统完美对接，这就是我们智能工厂颠覆传统的秘密。” 公司总经理吴勤芳介绍。正如吴总所言，明志科技利用物联网、互联网、工业自动化等信息技术，将智能物流立体库、机器人和自主研发的制芯机有机结合起来，实现车间内人、机、料、法、环等制造要素的全方位集成。值得一提的是，智能物流立体库的引入，通过专业的管理软件、图形监控及调度软件、条形码识别跟踪系统、机器人、AGV小车等的融合，实现自动存取、标准化管理，大大减轻劳动强度，提高空间利用率，更重要的提高了生产效率。因此，整个车间内仅有几名工人的身影，吴勤芳说：“我们现在正在加紧安装自动砂模冷却线，等调试完毕以后连这几个操作工人都可以全部解放出来，预计到10月底能实现整条生产线的全自动运行及管理，这将大大降低用工成本、提高产品质量。”

　　依托智能工厂，明志科技尝到了改造提升的“甜头”：由欧洲进口的机器人大大提升了生产线的智能化水平，人员用工减少三分之二，不仅人力成本大幅下降，产品的不良品率也下降了三分之二。智能工厂实现了人、机、料、法、环的全方位集成，生产成本降低达10%；单件转运的距离大大缩短，由原来2000m减少到现在的200m，转运方式由原来的95%人工转运转化为5%，加快了物流周转；员工劳动强度显著降低，人身健康得到保障，且生产环境大大改善，满意度进一步提升。未来，明志科技还将致力于打造智能化的无人工厂，树立行业智能化车间标杆。

　　生产绿色化

　　小循环体现节能环保大智慧

　　工业废弃物的排放一直以来都是传统制造业的顽疾。但是在明志科技，既闻不到刺激眼鼻的废烟，也看不到浓黑浑浊的污水，车间里有的只是干净整洁的地面以及需要在既定环节统一回收的金属废屑和散碎的砂模。吴勤芳指着这些“宝贝”说：“他们可大有用处。铸件的废屑我们回收以后再回到浇铸环节，重新进入生产流程；而这些剥离下来的砂模，也可以继续回收加工，不会产生任何垃圾，可以大大降低生产成本。”

　　的确，明志科技对生产细节的巧妙处理，体现着绿色循环的大智慧。公司对铸件成型的砂模采用的是石英砂，成本较低，不但高热高压下能够保持性状，且脱模再生以后可以重新制模，循环使用。另外，铸件机加工生产中产生的金属碎屑，也可以通过压块后进入到熔化炉再次浇铸，保证每一个原材料都能物尽其用。

　　同时，明志科技对废水废气的处理也体现了节能环保的理念。废气通过集中除尘系统，经高温处理后能达到排放标准；而在二楼的机加车间里，切屑液通过集中过滤处理系统可实现循环使用，寿命由3个月延长至5年。清洗线产生的废水通过废水处理系统也能循环利用。

　　吴勤芳算了这样一笔经济账：以前1桶200公斤的切屑液一个月要使用11桶，耗费5万，加上数目不小的废液处理费用，5年至少需要耗费300万以上的成本；而现在购买的这套循环处理系统，总投资200万，预计3.5年就会收回投入成本，节本降支的同时还体现了环保的社会责任。

　　另外，明志科技目前还在积极开发余热回收项目，计划投资200万元对熔炉、砂再生炉及空压机进行余热利用改造，预计每年可节约成本400万元。

　　流程信息化

　　每个零件都“实名制”参与制造

　　在明志科技的智能工厂里，几个工人就能和20多台机器人及生产设备实现人、机、物料等的协调运作，奥秘在哪？吴勤芳指着设备间几个黑色机箱说：“别小看这几个机器，全公司的‘大脑’都在这。利用互联网、物联网和工业自动化等信息技术，我们给每台机器都安装了无线设备，能对数据进行实时采集，直接反馈之中央服务器，实现生产计划调度、设备监控、物料管理、产品信息追溯、车间环境监控、资源能源消耗监控、设计开发与生产联动和售后服务的全方位集成。”

　　专业来讲，明志科技把机器人、制芯机等主要生产设备通过无线网络接入到车间的MES系统，并将企业ERP系统下达的生产计划发送给每一个工序的作业点，同时对各作业点反馈的数据进行实时监控，并对异常数据及时进行检测，适时调整生产计划，以保证整个生产过程有条不紊。

　　在智能车间里，每一个原材料及制品都被打上了标签，使它们能够在既定的环节、时间主动参与制造，一旦某个环节发生错乱或是质量问题，便能第一时间将信息发送至中央数据库，专业人员可以通过智能报警系统、可视化看板及时了解事故原因并进行问题处理。因此，公司的每一个产品都有自己唯一的二维码，凭借这张“身份证”可以迅速追溯到生产日期、生产时间、生产线体号、产品版本、测试项目等信息。即使产品交付给用户，也可以用过网络将产品使用信息发送到明志科技的数据库，完成远程监控和调试、维修，大大缩减客户维修成本。

　　除了生产环节的智能化，明志科技在管理方面的信息化也可圈可点：公司应用了手机OA办公系统，可实现全球实时手机上接受处理加密文件；公司所有数据自动备份，即使不小心删除也可以轻松找回；信息加密系统，发送至外网的信息、邮件自动加密且不可复制，提高了信息的安全性；借助PDM和CAE软件，产品设计阶段可在直接电脑上模拟生产操作和调试等环节，确认后的结果可以迅速发送至生产车间而不需要图纸，大大节省时间和设计成本，智能化制造必须从产品研发及设计开始！

　　产品定制化

　　创新服务开启产业链新征程

　　从引进智能设备到生产智能设备，明志科技已实现华丽转身，发展成为中国铸造业中为客户提供制芯系统、铝合金铸造单元的领导企业。公司傲视同行的核心产品——精密组芯铸造工艺及智能化成套装备，2011年被批准成为江苏省成果转化项目；2012年经批准成为国家科技型中小企业技术创新基金重点项目；2014年“无机工艺全自动制芯中心”获江苏省重点技术创新导向计划项目。集成上述子系统，明志科技形成了自主的智能制芯组芯线，并获得江苏省首（台）套重大装备产品、省优秀新产品称号。公司产品成功用于重庆机电控股集团机电工程技术有限公司、上海柴油机股份有限公司等国内主要柴油机制造企业缸盖铸件的生产。

　　“授人以鱼不如授人以渔”——目前，明志科技正着力拓展服务范畴，创新服务模式，从产品销售到为客户提供最佳的解决方案。吴勤芳介绍说：“自主研发的制芯机是我们公司的核心产品，但我们并不局限于销售单机，而是要通过定制化的服务，将智能化的生产线、智能生产车间推荐给国内同行，为提高全行业的智能化制造水平作贡献。”

　　早在10年前，明志科技就开始探索研发智能化设备及生产线以及整体解决方案，即在销售产品的同时，根据客户需求量身定制专属产品及服务，从产品设计、制造、调试以及售后远程检修等配套服务。例如有的客户在开发铸件新产品时遇到传统工艺的开模周期长、费用高的难题，明志科技就利用3D打印砂芯、砂模的无模制造工艺为客户提供快速样件制造服务。等到样件完善后随即为客户提供批产模具开发及小批量生产供货。等到产品批量加大之后为客户定制智能化生产线由客户自己生产，而往往这时客户更新的产品又需要明志科技提供快速样件及小批量生产。在这种与客户的深度合作中取得了客户的信任及依赖。

　　这样整体打包的服务项目于2013年已成功应用于重庆机电的国家智能专项。凭借产品核心的技术和高附加值的服务，明志科技开启了拓宽产业链的新征程，此类业务的销售额目前已经占全部销售的30%以上，并且将来还将继续向纵深拓展。

　　【后记】

　　明志科技作为一家以传统铸造为基础发展起来的制造业企业，不仅成功摆脱了劳动力、环境、生产效率、市场需求等对铸造业企业的桎梏，而且走出了一条从产品生产、销售、服务到打包出售整体智能化方案的模式创新之路。通过“四个化”的实践，明志科技对吴江所有制造业企业增强自主创新能力、培育核心竞争力、提高产品质量和资源利用效率、走绿色低碳道路以及推动价值链向中高端发展等都具有现实借鉴意义。

　　智能工业时代已经来临，能否抓住先机赢得主动权，推动吴江工业经济强势突围，这才是明志科技“智能工厂”给我们的最大启示。