数字化转型网灯塔智造专题活动将涵盖灯塔工厂、黑灯工厂、未来工厂、智能工厂等，从设计规划到落地实践的全流程。并融合人工智能、数字化转型、智能制造、机器人与自动化等技术与理念，帮助中国制造业企业打通客户订单到生产的全流程，实现世界一流灯塔标杆。数字化转型网www.szhzxw.cn

灯塔工厂作为智能制造技术高度集成的具体呈现，随着数字化、智能化技术的不断推进与演变，智能制造评价标准与要求也愈发严格，灯塔工厂应运而生。数字化转型网www.szhzxw.cn

自2018年起，由世界经济论坛(WEF)从全球上千家制造企业中，共同遴选的最有科技含量和创新性的工厂称作“灯塔工厂”(Lighthouse Network)，更被赞誉为“世界上最先进的工厂”，是兼具榜样和引领意义的“数字化制造”和“全球化4.0”示范，可以说代表了目前全球制造业领域智能制造与数字化发展的最高水平。

“灯塔工厂”为人们展示了驱动全球经济增长的最新生产方法，引领数字化智能制造能力上升到全新高度。“灯塔工厂”充分运用自动化、工业物联网(IIOT)、数字化、大数据分析、第五代移动通信技术(5G)等，应用规模处于世界最前沿，在业务流程、管理系统、工业互联网应用等方面广泛创新，是具备快速响应市场需求、创新运营模式、践行绿色发展的全新生态。数字化转型网www.szhzxw.cn

截至2023年，全球共有150家灯塔工厂，中国拥有50家，是世界上拥有最多“灯塔工厂”的国家。本文将以三一重工18号工厂灯塔工厂为例，从体系架构、部署实施、关键技术等方面进行剖析。

一、三一重工18号工厂灯塔工厂简介

三一重工18号工厂是灯塔工厂吗？三一重工作为一个高度离散型制造企业，面对企业多品种、高效率、高质量、低成本方面的压力与挑战，作为国内首家重型工程机械制造企业入选世界灯塔工厂，工厂充分利用数字孪生、柔性自动化生产、规模化的IIoT与人工智能技术，建立了数字化柔性设备制造系统，实现了工厂产能扩大123%、生产率提高98%、单位制造成本降低29%的目标。

二、三一重工18号工厂灯塔工厂的体系架构

三一重工18号工厂灯塔工厂的体系架构是什么样的？三一重工18号工厂（灯塔工厂）打通了从产品设计→工艺→工厂规划→生产→交付的核心流程，构建了全三维环境下的数字化工厂建模平台与工业设计软件，实现了产品全生命周期管理系统的应用；三一重工18号工厂（灯塔工厂）在多车间协同制造环境下达到计划与执行一体化、物流配送敏捷化、质量管控协同化目标，实现混流生产与个性化产品制造，以及人、财、物、信息的集成管理。此外，三一重工18号工厂（灯塔工厂）的自动化立体库、自动上下料等智能设备的运用，以及设备的智能化改造，实现物与物、人与物之间的交互与连通，驱动部门业务协同与各应用深度集成。三一重工18号工厂（灯塔工厂）智能工厂总体结构图如图1所示。

图1 三一重工18号工厂（灯塔工厂）智能工厂总体结构图-数字化转型网

三、三一重工18号工厂（灯塔工厂）的部署实施

三一重工18号工厂（灯塔工厂）的部署实施包含哪几个部分？三一重工18号工厂（灯塔工厂）的部署实施包含以下几个部分：工业物联网与智能产线、MES和ERP无缝集成、生产控制中心PCC。

1、工业物联网与智能产线。

三一重工18号工厂（灯塔工厂）通过机器换人实现了生产过程自动化与效率提升，搭建了工业生产物联网，以网络为纽带将设备接入工业网络平台。三一重工18号工厂（灯塔工厂）基于物联网平台集成现场设备数据、生产管理数据和外部数据，实现设备运行数据采集、自动控制，运用机器学习、人工智能等大数据分析与挖掘技术，建立产品、工艺、设备、产线等数字化模型，提供生产工艺与流程优化、设备预测性维护、智能排产等新型工业应用。工业生产物联网应用结构图如图2所示。

图2 工业生产物联网应用结构图-数字化转型网

2、MES和ERP无缝集成。

三一重工18号工厂（灯塔工厂）将MES系统与ERP系统进行集成，实现了产品到全寿命周期管理，从客户下达订单到生产制造、产品交付以及售后保障的全周期信息化，实现了制造现场与客户的实时互通。客户的个性化需求可以第一时间到达计划、制造、商务等有关部门，制造人员可以直接按照客户要求进行快速生产和交付，客户也可以随时了解所购买设备的生产进度。SANY MES系统结构图如图3所示。

3、生产控制中心PCC。

厂房建设有PCC生产控制中心，中心通过对生产过程中到设备、物料、辅助生产资源等信息采集，并实现PDM/ERP/CRM/MES等系统间集成，达到订单执行与生产现场的集中管理与调度。PCC系统结构图如图4所示。数字化转型网www.szhzxw.cn

图4 PCC系统结构图-数字化转型网

四、三一重工18号工厂（灯塔工厂）的关键技术

三一重工18号工厂（灯塔工厂）的关键技术有哪些？

1、基于三维仿真的数字化规划。

三一重工18号工厂（灯塔工厂）的厂房通过对整个生产工艺流程建模，在虚拟场景中试生产，进一步优化规划方案。在规划层面的仿真模型可以在实验过程中进行产能分析与评估，预测未来可能的市场需求，动态模拟生产系统的响应能力；在装配计划层面的仿真模型中，通过仿真实验进行节拍平衡分析，优化现场调度，规划最优的装配任务和资源配置。基于三维仿真的数字化规划应用图如图5所示。

图5 基于三维仿真的数字化规划应用图-数字化转型网

2、公共资源精细化管理。

公共资源定位系统(见图6)通过物联网技术实现对在制品、叉车、人员、设备资源的实时定位、追踪与监控，实时获取物料和运输工具的状态和位置等信息，并可以通过对这些信息的分析实现对物料的高效调度；综合运用WSN、RFID和GPS等多种定位技术，满足不同制造资源的定位需求，在满足不同的业务需求的同时，实现基础设施的共用，达到减少重复建设、提高基础设施利用率的目的。

图6 公共资源定位系统结构图-数字化转型网

3、智能化立体仓库和物流运输系统(见图7)。

智能化立库和物流运输系统可以完成产品、半成品、装配线及部装线所需物料的拣选、暂存、配盘任务，结合AGV实现物料自动配送至各个工位。仓储模式采用自动化立体仓库存储(主要储存中小件为主)+平面仓库储存(主要储存大件等其他特殊物资)+垂直升降库存储(主要储存小件为主)，配合全自动化的AGV小车，改变将近总量30%的物料种类的储存和出入库作业模式，有效地提高了整个系统的作业能力。

图7 智能化立体仓库和物流运输系统结构图-数字化转型网

4、SPC质量在线检测与分析。

三一重工18号工厂（灯塔工厂）智能工厂通过GSP、MES、CSM及QIS的系统集成与整合应用，实现了涵盖产品全生命周期的质检数字化。在总装及部装线质检员全面应用工业级平板电脑和PDA，实现了图形化质检，可以快速、准确定位质检部位及质检标准，质检项图形化率达到90%以上，质检电子化率100%。SPC系统结构图如图8所示。数字化转型网www.szhzxw.cn

图8 SPC系统结构图-数字化转型网

以上为三一重工18号工厂（灯塔工厂）建设的相关分析。

数字化转型网灯塔智造专题

数字化转型网灯塔智造专题活动将涵盖灯塔工厂、黑灯工厂、未来工厂、智能工厂等，从设计规划到落地实践的全流程。并融合人工智能、数字化转型、智能制造、机器人与自动化等技术与理念，帮助中国制造业企业打通客户订单到生产的全流程，实现世界一流灯塔标杆。数字化转型网灯塔智造专题活动包含以下内容：数字化转型网www.szhzxw.cn
1、灯塔智造外脑支持：通过平台外脑的力量，让决策者拥有更多的聘请超过100位的智能制造专家、超过1000家的智能制造软硬件技术公司、超过10000份学习资料，为企业提供强大的智造外脑支持，助力企业打造智能工厂、灯塔工厂。数字化转型网www.szhzxw.cn
2、灯塔智造研习社：与制造业顶尖精英一起学习！数字化转型网建立了一个专门讨论智能制造、灯塔工厂等相关技术的研究学习社区，与各位同学一起成长！
3、灯塔智造论坛：智能浪潮！引领未来！数字化转型网打造的智造论坛，旨在通过高端对话推动行业树立正确理念，减少行业噪音，正本清源，助力行业发展！
4、灯塔工厂参观研学：目前灯塔工厂全球已有153家，目前中国已有62家，数字化转型网计划组织灯塔研习社的同学们先后参观国内的施耐德、海尔、博世、美的、三一重工、宁德时代、联合利华、宝洁、青岛啤酒等等，以及赴国外参观全球的灯塔工厂。数字化转型网www.szhzxw.cn
5、灯塔标杆案例研学：除了灯塔工厂外，数字化转型网仍然关注驱动整个制造业数字化转型、制造业智能制造、数字创新技术，我们将以不积跬步无以至千里的精神，关注每一个在细微处取得伟大成绩的“灯塔标杆”案例，组织灯塔研习社社员学习行业标杆！

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