导语：
       大数据、上云、互联网，这些名词看似遥远，但与中小企业生产经营息息相关。
       邵东，号称“世界打火机之都”。长期以来，这里生产打火机的企业，劳动力成本高、产品创新不足、单位产品能耗偏大、企业生产管理粗放，特别是打火机全行业信息化程度极低，依然停留在人工管理阶段；18%的企业还没建立基础性的信息化系统，仅24%的企业初步引进了ERP等系统，大多数仍然处于起步阶段。此外，产品低质化严重，缺陷率较高，原材料和生产过程客观存在一些变数，导致产品质量问题严重，传统产业竞争力下降。
       可喜的是，企业管理者痛定思痛，他们拥抱大数据，迈入互联网，在邵东智能制造技术研究院专家的指导下，锐意改革，大胆采用互联网技术，运用大数据智能化管理，促进全行业转型升级，从而使整个行业迅速走出困境。邵东的作法，值得那些仍对上云、互联网产业抱怀疑、观望态度的人们猛醒。
       问题与背景
       多年来，打火机、五金、机加工、印刷等行业，一直是邵东乃至省内传统优势产业，曾风光一时。但随着科技的进步，近年来这些企业举步维艰，内部管理问题严重，面临“不变革就是等死“的严峻局面，亟需数字化转型升级。
       例如打火机为了适应新形势，模具等机加工行业许多企业已应用了CAD/CAE/CAM 一体化技术、三维设计技术、ERP和IM3等信息管理技术，以及高速加工、快速成型、虚拟仿真、机器人技术、智能制造及网络技术等许多高新技术，企业迫切需要向管理信息化、技术集成化、设备精良化、制造数字化、精细化、加工高速化及自动化方向发展。
       通过企业“上云”工程推动，邵东五金企业普遍采用了ERP、MES等信息化手段，但在管理的精度上存在以下问题：前端产品制造过程监控弱，从订单到出厂环节逐步丧失实时有效的管理能力；工厂内部的质量监控测试环节薄弱，生产滞后严重，人工拖慢产品检验及生产进度问题突出，无法实时动态优化；各个渠道的管理信息需要人工操作完成，反应较为滞后，容易出现差错、疏漏。其产生的后果：生产反应迟缓、品质合格率不够、订单不能把握进度等问题，导致企业利润率偏低，竞争力下降。
       综合邵东打火机、五金、机加工、印刷、塑胶等传统产业的共性特点，可知能耗、车间物流、质量是制约制造业发展的重要因素。通过对制造业制作过程中的相关数据进行有效的采集与合理化分析，并充分挖掘数据的价值，可为传统制造行业提供基于大数据的智能化、精细化、信息化的解决方案，规范生产制造过程，促进行业转型升级，解决行业困境。
       （一）平台搭建，为行业提供智能制造系统解决方案
       “真神“来了。邵东智能制造技术研究院（以下简称邵东研究院）作为开发面向打火机、五金、模具制造等行业制造过程能耗管理、质量、物流等全生产制造全过程的大数据采集与分析应用系统的专业机构，能为企业解决大数据采集、分析、决策过程中大数据的实时采集、特征挖掘、智能决策以及信息安全等共性技术问题，开发能耗管控、质量优化、车间物流管理的三大集成应用工具集，进行制造企业能耗智能分析决策、企业产品质量实时优化、制造企业车间物流动态调度，在此基础上开发基于大数据的制造业精益管控平台（包括能耗管控、质量优化、车间物流管理三大子系统），并在企业实现示范应用和推广，为传统企业的绿色制造、精益制造和高效高质量生产提供软硬件技术平台。

       （二）平台面向的行业及解决的主要问题
       平台主要解决传统制造业能耗管理、过程质量管控与效率、生产物流精细化管理等问题，从而实现敏捷制造、高效优质生产。其具备以下功能：
       1、 能源消耗动态预警与平衡决策：平台建立基于整个生产制造过程的感知信息直接实时反馈控制机制，实时监控制造环节的状态，具备工业现场复杂的工艺流程的能耗规划与预测、能耗异常诊断与实时报警等功能，实时化、精细化管理能源使用；与现有的信息化系统相比具有前瞻性。
       2、 制造过程关键参数的在线测量与动态优化：生产现场的现场工艺、监测关键参数等数据通过分布式监测终端和网络进行传递，实时数据（关键参数等）与控制系统数据一致且基本同步；在制造过程中的大数据分析智能决策可动态实时同步调节制造现场的工艺参数，包括设备的参数、配料的比例、环境温度等关键参数，实时制造过程（物流、质量、能耗）全局最优的优化调度策略。
       3、 基于生产知识库的产品质量追溯：产品质量管理其核心内容涵盖了流水线上的半产品、成品的储运、出厂，各环节间通过有效的数据交互和支撑体系形成了一个完整的生产线大数据仓库，质量追溯进行跨部门跨环节检测、回收、跟踪等。目前大数据应用和技术很少涉及的多企业多部门数据交互、支撑体系，可以为大数据产业的发展提供经验和方向。
       （三）量身定制，打造示范型企业
       湖南东亿电气股份有限责任公司是世界最大的打火机制造企业，拥有标准化厂房21万平方米，专业模具研发中心1个，自动化生产线98条，先进注塑设备120台套，员工1600人。公司产品拥有8个系列、100多个品种，销往全球86个国家和地区，在全省出口排名18位，全世界同行业产能第一。该公司是邵东市突出贡献奖企业，邵阳市出口十强企业。生产、销售规模、综合实力均名列全国同行前茅。
       邵东研究院为其量身打造的自动组装线设备运行状况监视，检测，维修系统试点示范项目，大大提高了劳动生产效率，降低了制作过程中直通率的数据统计，维修直观易懂，大大降低了对一线技术工人的熟练要求，技术要求。所有生产工序由点到线，由线到面有机结合，项目实施后成功的缩短产品生产周期20%，提高生产效率30%，提高能源利用率10%，降低产品不良品率15%，降低企业运营成本35%。企业还成功认定为湖南省智能制造示范企业。主要包括以下四个方面的亮点工程。
       1、 通过实时设备监测系统，实现对所有设备运行画面的统一监测管理；实时监测塑胶产品生产设备的工况参数，及时发现设备能耗异常现象，帮助管理人员及时做出调整；通过实时能耗数据精确分析每个订单的能耗成本，有效提高生产效率；借助大数据对比分析，优化设备的维护保养周期，延长设备的使用寿命。
       2、 通过建立与机加工产量系统的数据通道，系统对从原料到生产线，再到仓库的整个流通过程进行跟踪，相关数据存入大数据仓库，奠定考核和分析基础；通过与ERP、MES、OA系统等有机集成，实现能耗、质检、物流等关键环节的管控一体化；结合能耗和产量数据，确定各工序产品的单产能耗目标值，提高能源利用效率。
       3、 系统对抛光线实施产量、能耗进行分钟级自动采集，实现班组单位面积能源考核；实时监控刮平机、粗抛机、中抛机、精抛机等设备正常运转、空转、待机、停机状态，自动统计各状态时长及次数，发掘设备待机空转、待机等能源浪费现象；对各生产线错峰用电的执行情况迸行对比分析，并据此进行考核管理，奖优罚劣。
       4、 基于燃烧模型，优化镕铸炉天然气阀门的开启大小、助燃风机的开启强度、投料量等影响能耗因素，提高熔炼效率；建立铝型材挤压模型，结合挤压工况数据为开展工艺参数优化、员工行为管理、设备维护保养等工作提供数据依据；建立电泳氧化错峰用电模型，辅助管理人员实现错峰优化排产，减少电能费用。
       （四）智能改造，构建数字化工厂
       湖南智机智能装备有限公司是2018年成立的模具加工企业，建厂初期就计划打造成为邵东模具加工中心数字化工厂。数字化工厂的建设，帮助工厂从订单到排产、生产工艺、工序流转、过程管理、物料管理、质量检查、订单发货和数据统计分析的全流程信息化管控，通过工厂信息化、可视化和生产管理水平提升，降低成本、增加效益，大幅提升制造企业市场竞争力。
       邵东研究院根据该企业调研报告，依据数字化工厂需要管控的流程，同时结合企业当前的实际情况，对邵东模具加工中心数字化工厂的建设制定了以下实施数字化改造内容。
       （1） 订单排产与生产看板管理；
       （2） 能耗监控与能效优化分析；
       （3） 设备联网与生产工艺优化；
       （4） 视频监控与车间可视化管理。
       第一阶段：在车间的各个工序安装了手写看板，通过人工填写的方式来实现生产看板管理；为所有关键设备及区域安装了智能电表，搭建了能效分析与优化系统，基本完成了能耗监控与能效优化分析工作；对生产设备的通信接口情况进行调研，整理出满足设备联网基础条件的设备清单；最后在车间安装了一批监控摄像头，基本实现工厂监控视频全覆盖。
       第二阶段：在第一阶段的工作基础上进行完善、升级、细化，完成基于企业现有条件下的数字化工厂基础框架建设，具体工作如下：
       （1）将现有手写看板升级为电子看板，支持看板数据格式的自定义，支持各工序加工任务的统一发布与更新；
       （2） 对于已经具备设备联网接口的设备，打通通信接口，实现设备数据的自动采集；
       （3） 细化现有视频监控布点方案，增加对设备生产过程监控的功能。
       系统自快速加工制造中心部署以来，为管理决策层在优化班组结构、订单安排等多方面提供了帮助，支撑了加工中心为省内超过50家企业提供生产加工检测服务，实现车间设备数据实时监控，推进了快速加工中心数字化工厂转型，实现生产成本降低约35%，加工中心也成功认定为湖南省智能制造示范车间，具备强大的示范推广效应。
       （五）降本增效，推动老厂焕新生
       邵东市环兴打火机制造有限公司（打火机行业协会会长单位）为代表的邵东打火机产业是全球最大的一次性打火机生产基地，覆盖全球市场份额的70%，生产规模大、工艺庞杂，但生产数字化水平低，生产管理难度高。
       环兴打火机公司自2018年被评为湖南省中小企业“上云”标杆企业，一直致力于打火机生产管理模式的探索与创新，是整个行业信息化、智能化改造升级的领军企业。今年十二月初，由邵东研究院工业互联网团队与环兴打火机制造有限公司就打火机生产信息化改造升级项目达成合作，该项目一期主要围绕打火机产量自动、实时统计功能展开。
       据环兴打火机公司生产负责人介绍，公司老厂区拥有上百台生产设备，每天生产一百多万个一次性注塑打火机，生产计数主要依靠人工统计，生产人员在车间来回穿梭统计生产数量，统计工作费时费力不说，统计的生产数据滞后、准确率低还容易出错。粗放的产量统计方式往往导致较低的订单生产准确率，浪费的情况时有发生，公司不得不蒙受损失。
       为保障订单交付数量，公司往往会在误差范围内多生产一些打火机，平均下来，每个订单会多出3-4%的打火机，“没有办法，万一生产数量不够，小批量补做、交货期违约造成的损失就更大!”车间的工作人员介绍到：“多生产出来的打火机只能低价处理或者报废，折算下来，工厂每天要“报废”掉几万个打火机。”
       在了解到相关情况后，邵东研究院工业互联网团队主动出击，带专家走访企业，现场调研并制定了产量实时、自动计数解决方案。由于方案切合企业实际需求，设计合理、切实可行，立即获得了企业的支持。目前，环兴打火机验火环节的数十台验火设备经过数字化改造，均已实现生产数据的实时采集与统计功能。
       数字化管理的实现，让企业生产精细化、透明化管理成为可能。据环兴打火机数字化改造项目负责人介绍，“我们的目标，是通过数字化改造，运用信息化手段将实时产量数据的统计精度提高到个位数，将订单交付及时率提升至90%以上，将生产误差导致的损失降低到5%以下。”他还表示：“借助大数据与人工智能技术，还能衍生出更多、更复杂的管理功能。未来双方还将进一步深化合作，加快企业数字化进程，助推企业转型升级。”
       （六）成效
       目前，基于大数据的制造业精益管控平台，在邵东市进行了平台落地和示范项目打造。平台已与智机智能（省级智能制造示范车间）、亿利金属（机加工行业）、东亿电气（省级智能制造示范企业、全球最大的打火机生产厂家）、环兴打火机、茂盛打火机、五阳塑胶、豪牌电气等40多家企业达成了设备共享和项目合作，平台已经接入超过500台设备，实现对500多台设备运行数据、能耗数据等信息的采集、管理、分析，极大地带动了邵东传统制造产业提质增效。
       平台还为企业管理决策层在安全生产管理、生产过程监控和调整、研发设计提速等多方面提供了帮助，实现车间设备和订单数据实时监控，具有良好地示范效应。同时，平台在邵东打火机协会中进行了推广应用，提高了行业安全风险防控管理效率，帮助企业提升信息化水平实现安全生产。平台的初步应用带动了本区域机加工生产企业、打火机制造企业向数字化工厂转型。平台的进一步推广，将带动本区域制造业实现生产车间绿色制造、高效高质量制造和敏捷制造，提高企业智能化水平，推动制造业智能化进程，实现企业数字化转型。