摘要：世纪阳光智能制造项目实现了SAP系统的升级优化，实现对销售、生产、仓库、采购、财务等业务模块的管理提升：从CRM下单开始，到SAP系统自动交期回复；生产业务从计划管控、订单管理、复卷分切管理，到产品自动上架下架的库存管理；从物流计划到发货管理；从采购管理到SRM协同管理。生产后端的离散制造目前以条码系统进行管控，实现系统化管理；流水线管控主要通过美卓公司DNA系统，整合集成了 MCS（纸机控制系统），QCS（质量控制系统）, DCS(集散控制系统)，对制浆及造纸全工艺流程进行全面控制，控制纸机本体设备动作及运转，实时检测成纸定量、水分及厚度等质量指标，并根据检测结果进行自动调整；通过ABB纸机传动控制系统，保证大型高速纸机的多个传动点的稳定运行，确保降低断纸损失。

企业简介

山东世纪阳光纸业集团有限公司成立于2000年底，2007年在香港联合证券交易所主板挂牌上市。现拥有职工4000人，总资产100亿元，设有新迈纸业、华迈纸业、盛世热电、潍坊大环再生资源、申易物流、阳光王子（寿光）特种纸等15个子公司，年造纸产能150万吨，以独特的产品定位和差异化战略，确立了在中国纸业细分市场领域的优势地位，成为中国白面牛卡纸、涂布白面牛卡纸、纸管原纸等高档包装用纸生产规模较大、装备能力较强、产品档次较高的生产基地和全球较先进的预印产品基地，进入中国造纸15强、全球造纸100强。

公司通过实施创新驱动战略，建成了拥有500多名专业技术人员的省级技术中心，获得50项自主知识产权、31项发明和实用新型国家专利，受国家行业主管部门的委托，制定了白面牛卡纸系列产品的7套国家标准，使阳光标准成为国家标准。

公司在国内设有30多个销售分公司，在日本、美国、东南亚等设有6个国外分公司和联络处，形成了覆盖全国、辐射海外的营销格局，与“百威英博”、“青岛啤酒”、“蒙牛”、“伊利”、“康师傅”、“娃哈哈”、“双汇”、“银鹭”、“王老吉”、 “海信”等100多家终端品牌客户缔结为战略合作伙伴，引领中国包装用纸低定量化新潮流。

一、智能制造项目实施背景

（一）智能制造发展的必要性

智能制造已经成为全球制造业的重要趋势。随着人口红利的逐步消失，工厂企业需要找到一种全新的生产模式，以缓解昂贵的劳动力成本和应对快速更新的产品需求。而工业4.0模式的出现，为制造业提供了新的思路。通过物联网连接产品生命周期的所有阶段，从原料采购到生产再到交付和进入客户家中，整个过程都能可视化管理。物联网为整个制造过程搭建了桥梁，创造了一个具有凝聚力的制造环境。物联网解决了供应商、制造商和客户之间信息隔断的问题，智能工厂将制造业服务能力提升到一个全新的水平。

（二）新制造场景中，制造业发展必需性

制造业供应链的变革

消费市场的需求变化如此之快，对于传统的制造业无疑是一大难题。客户实时期望不断上升，供应链越来越复杂，通过人力分析或者落后的工具去管理控制制造过程，已经难以满足当前市场需求。而智能工厂通过智能传感器和物联网采集的大量实时数据，再基于云端高算力服务器的分析，以及创造更灵活的生产流程来跟上客户需求的步伐。

智能制造的模式依托于先进的数字化制造技术，工厂可以进行按需生产，从世界各地供应商采购原料，避免了大量库存的风险，并通过社交媒体管理客户反馈，实现个性化的制造，达到更快、更灵活、更高效的产品交付水平。

得益于物联网和数字化技术的发展，智能制造为工厂带来了新的能力，虽然升级智能工厂并不是必要的，但却是非常有价值的事。利用优化的供应链，不仅可以减少交货时间和成本，同时基于市场信息的掌握，还可以减少生产过程缺陷产品数量。

产品质量保持一致性

过去的制造业，当工厂收到车间信息或者从客户调查到数据的时候，产品已经进入了客户群体，也就是损害已经产生了，给用户留下了低质量的印象。而新的制造模式，借助于物联网技术，允许工厂企业实时收集到传输数据，可以及时洞察到问题所在，并在产品造成严重问题之前进行更改。

未来的产品将放置智能传感器，这些感知零件将能够确保每件产品一致性的质量水平，传感器能够将产品的异常数据汇报给厂家，然后工厂提供更准时的售后服务。还有，工厂可以从数据中分析产品的不足，在下一件产品上进行优化，最终能够更好的保证产品的质量。

这种方式避免了客户投诉和公司品牌的损害，同时可能为公司节省巨大的成本。

物联网连接制造过程的好处在于，一旦发现问题或者缺陷，可以在错误产生严重后果之前及时进行自我修复。尤其在人工智能突破的今天，可以快速分析出存在的隐患，以近乎实时的速度完成生产质量的管控，并带来更好的产品和更少的损失。

预测性维护的重要价值

工厂生产线意外停机事件和计划外的维护将会给企业带来巨大损失，每一台设备和机器都不可能保持不出问题，但停机在计划之外发生，不仅让公司蒙受生产损失的打击，同时也拖低了生产效率。在成本越来越贵的今天，这种意外停机可能需要较长时间去检查维修，并要支付巨额金钱，对于中小企业更是无法承受的。

在工业4.0的模式里，有一种预测性维护的方法，通过在智能工厂中生产设备上放置各种传感器，从而能够实时自动监测机器磨损的情况。再借用于机器学习算法，可以准确跟踪零件和机器的更换时间。

预测性维护有助于在错误发生之前安排更换设备部件，而且可以安排合理的更换时间，这样不仅可以保证生产线的效率，同时提高了工厂整体敏捷性。

二、智能制造项目主要做法

随着“中国制造2025”的深入推进，智能化、数字化已成为企业发展的必然方向，数据正成为企业的核心资产。创造企业的数据运营能力，利用数据指导运营决策，推动业务增长，已成为现代大型企业战略发展的重要组成部分。因此需要世纪阳光公司以智能制造、大数据时代为契机，建立企业的数字化运营平台，为企业未来5-10年的战略决策、优化供应链、提质增效奠定管理基础。

项目符合产业政策情况：智能制造项目属于山东省人民政府关于印发《〈中国制造2025〉山东省行动纲要》的通知、《潍坊市人民政府关于加快实施新一轮高水平技术改造推动工业高质量发展的实施意见》中鼓励类，属于国家允许项目。

项目建设内容和建设规模，生产规模、产品方案、工艺技术和流程、主要设备及选型、原材料等：世纪阳光纸业智能制造项目旨在建设一个绿色、安全、高效、智能的智慧工厂，也结合我们阳光纸业的未来数字化转型规划，提出了五化融合的项目目标。投资2500万元购置智能制造系统SAP-ME、DCS/QCS系统及设备改造、复卷机升级改造等，实现车间制造执行标准化、成本核算精细化、工艺固化、能源数据可视化、质量追踪、设备互联。

项目建设地点、建设计划和进度安排、智能化改造特点、项目预期效益情况：世纪阳光纸业智能制造项目建设地点昌乐县经济开发区首阳山路607号。项目预期效益情况：世纪阳光纸业智能制造项目，通过工艺智能优化、建立完善的质量追溯体系，提升产品质量稳定性、优化降低能耗5%、提升效率，降低并消除重复性的非增值工作。

项目计划投资规模，投资使用方案，资金来源：项目总投资预计2500万元，项目建设资金由山东世纪阳光纸业集团有限公司出资解决。

项目进展情况：世纪阳光纸业智能制造项目，涉及ERP涵盖了销售、采购、财务、仓储等板块的管理，DCS管控整条产线的参数调整、保障过程工艺控制。在订单的可视化、生产实绩实时反馈、质量追溯、工艺参数优化、节能降耗、成本精细化领域重点突破。（一）智能制造优化：计划管理

智能制造系统优化所有产品在各工段生产任务的安排，引入智能制造，在智能制造以工单+生产批方式，进行工作分割落地；明细账在智能制造，汇总账在ERP（含生产计划、生产批次、车间库存、成本收集）。将生产计划输入系统，对应工单及资源，模拟生产进度，避开资源短缺风险；车间派工计划，同步至智能制造工单，车间接收主生产计划，根据当前的生产状况(能力、生产准备和在制任务等)，生产准备条件，以及项目的优先级别及计划完成时间等要求，结合车间资源实时负荷情况和现有计划执行进度，能力平衡后形成优化的详细排产计划。其充分考虑到每台设备的加工能力，并根据现场实际情况随时调整。在完成自动排产后，进行计划评估与人工调整。在小批量、多品种和多工序的生产环境中，利用系统可以迅速应对紧急插单的复杂情况。

（二）智能制造优化：工艺管理

智能制造系统实现制浆工艺控制、湿部/湿制程工艺控制、干部/干制程工艺控制、大母卷工艺控制、小卷裁切工艺控制、平板裁切工艺控制；系统可以进行FDC缺陷侦测控制，在线质量参数比对与设备实时参数控制，实时比对设备参数与质量数据，提升产品质量与性能，降低异常生产状态与缩短生产周期，确保合规的高良率和高稳定，使用生产设备的制程参数数据，有效控制每件产品的质量。系统与设备绑定，聚焦异常分析区间，及时解决问题。智能制造对造纸机工艺配方管理（将加工程序，作为“非库存”物料建立在BOM主数据中，建议在PLM就放进M-BOM；在PP/DS建立生产订单，并在工单BOM指定其加工程序，或与客户关联自动带出；将生产订单传输到智能制造成为WO；智能制造依照从工单BOM指示，将加工程序(RECIPE)，下载至工单指定产线的造纸机DCS；DCS控制造纸机设备，依工艺配方设定，进行生产制造）智能制造与Trim排刀系统对接，提升材料利用率，提升平板裁切效率；智能制造与小卷裁切机对接，实时抓取长度信息，并告知裁切机剔除点，剔除段管控自动化。   

（三）智能制造优化：品质管理

智能制造系统对生产制造过程的工序检验与产品质量管理，能够实现对工序检验与产品质量过程追溯，对不合格品以及整改过程进行严格控制。根据不良品批次，及时确认(料/机/人/环/法)的不良原因，进行追溯与定责。输入系统，对不良品进行记录，准确统计产品的合格率和不合格率，选择处理方式。系统可以对SPC 工艺参数应用统计分析技术，对生产过程进行实时监控，如果发现异常及时采取措施，恢复过程稳定。

（四）智能制造优化：成本管理

智能制造系统主要负责收集底层控制系统与生产相关的实时数据，安排短期的生产作业的计划调度、监控、资源调配和生产过程的优化工作。 将成本管理系统集成到智能制造管理系统中，利用其它分系统提供的信息，如生产信息、工装使用信息、设备使用信息和废品损失信息等，可以快速计算出企业的生产成本，为企业的成本核算提供及时准确的数据，为企业的生产经营提供快速的决策支持。通过成本管理和智能制造相结合，可由生产活动直接产生财务数据，把实物形态的物料流动直接转换为价值形态的资金流动，将生产所需物料的当前位置、数量、状态和价值进行统一管理，实现了物流与资金流的集成和统一，保证了生产和财务数据一致，从而得到准确的成本数据。

（五）智能制造优化：能源管理

智能制造系统通过能源建模来打通生产与能耗的问题,在产品交付要求不紧的情况下，使产线和设备能够以最低能耗模式生产，使用最少的资源和能源以达到一个特定的产出,持续优化资源利用。系统对能源数据实时跟踪，进行Pulse脉冲监控、用电尖峰预警系统对生产能耗分析，进行批次能耗比对、批次费用比对；系统对非生产能耗追踪，对生产配套设施的实际耗用核算，基于生产实时数据，采用多目标优化算法，在解决电耗、物料损耗、完工时间及切换次数等多目标调度时更加智能灵活。

（六）智能制造优化：设备管理、生产工具管理

智能制造系统上传设备计数器参数，对设备配件寿命管理，以时间状况为基础，可以预防性维护，定期保养，及时发现设备故障，延长使用寿命。设备故障需要维修，系统下达任务，记录配件更换和上传维修记录；生产工具管理：应用范围：筛网、裁断刀具、模具、胶囊等。操作流程为：智能制造登录工具信息 （序列码/类型/工具料号/特性/寿命限制） （单笔输入/整批导入）；建立工具BOM，产出物料与工具对应关系；打印工具条形码，附贴条形码于工具实体；工具入账/收货；工具领用/上料；生产过程智能制造读取设备计数器；生产过程更新工具的计数器属性；生产完成清场/工具卸下清洗状态检视；工具退回工具间，工具保养/维修。

（七）智能制造优化：看板管理

智能制造系统对各产线执行状况进行监控，实行看板管理。例如炼胶工段看板，显示设备编号、设备的具体情况，可以分析设备利用率和计划达成率。看板起到目视化管理的作用，传递作业指令和生产信息，保证现场的标准操作。

1、 车间制造执行（MES）

（1）需要借助MES平台打通前端计划排程与后端设备互联，实现订单产品进度实时共享；

（2）借助系统实现工单过程跟踪与产品追溯；

（3）实现过程和产品数据的透明化；

（4）实现车间业务多系统互联互通；

（5）实现异常的实时预警与推送，并形成异常解决闭环。

2、 工艺预测及分析

（1）建立工艺调优小组，判断当前企业的数据存储字段格式是否满足大数据应用的技术需求，优化现有设备的数据采集点，精细化采集数据的粒度。

（2）构建质量数据模型开展大数据项目的可行性研究，以单产线（新迈线）、单质量的工艺流程为切入点，选取质量专业各个维度的数据，通过数据融合处理，数据清洗、数据特征提取，运用机器学习算法等大数据分析技术进行质量数据预测模型建模。

（3）建模过程中，进行业务数据的梳理和数据字段的业务相关性分析。

（4）通过一定时间数据积累，为大数据应用项目后续（二期、三期）的应用落地奠定坚实基础。

3、精细化成本管理

（1）组建成本精细化小组，定义成本精细化目标，调研实际业务，规划成本精细化实现步骤。

（2）结合多系统架构，搭建成本分析模型，并按照计划推进精细化成本管理。

4、能源优化管理

（1）组建能源优化管理小组，定义能源优化目标，调研实际业务，规划能源优化实现步骤。

（2）结合多系统架构及设备集成，搭建能源优化模型，并按照计划推进能源优化管理。

（3）通过设备集成，连接并获取能源数据，进行可视化的展示。

（4）推动现场能源获取装置（如智能电表）等改造，可以按照设计方案进行收集反馈。

购置设备、配套软硬件系统及知识产权、科技成果具体情况以及先进性分析。主要设备有：智能制造系统SAP-ME、DCS/QCS系统及设备改造、复卷机升级改造、MES服务器等。

本项目旨在搭建智慧工厂整体的数字化管理平台，以ERP、MES、DCS为依托，打通控制系统和管理系统的上下传输数据流。在无纸化生产运营、排产优化、实时监控、批次追溯、工业大数据的积累等几个方面着手，围绕“安全、高效、质量”的目标，实现生产自动化，运行智能化，集成一体化，能耗可控化，信息可视化。

围绕“计划-车间-班组”的生产目标主线，调度、工艺、质量、设备协同保障的前提下，实现：

（1）集成DCS系统、计量仪表的生产过程数据，建立统一数据运营平台，打破“信息孤岛，实现互联互通”，实现生产过程数据的实时性和准确性，使生产过程透明化。

（2）实现生产计划的统一调配、执行进度信息实时共享，使销售、生产调度人员和生产管理人员及时了解真实准确的生产信息，辅助生产决策。

（3）实现实时统计分析纤维、辅材、能源的消耗，为用户进行物料管理、物料采购、成本核算提供数据支持。

（4）实现生产消耗、原料转化率的实时管理：为工艺人员在进行平衡和优化工艺参数提供数据支撑。

（5）改善质检业务流程：系统自动生成质检任务，集成检测设备，提高质检数据的准确性与实时性，减少质检人员工作量；同时沉淀质检数据，为质检数据分析提供数据支撑。

（6）报表协同化：从班组、日、周、月、年等任意时间节点，自动生成生产报表（如财务报表、能源消耗报表、物料消耗报表等），提高生产报表的实时性和准确性，减少统计人员工作量。

（7）设备的基础数据、运行数据、业务数据进行关联，实时跟踪设备使用情况，保障设备正常安全运行，提高设备管理水平，减少人工工作量。

（8）实现工艺参数异常、设备运行异常、能耗异常等生产异常事件的实时监测与追溯。

（9）实现能源精细化管理，实时监测能 源流向、能耗消耗动态，从生产区域、产线、设备、班组、峰谷平等维度进行统计分析，为绩效管理、成本核算提供数据支持。

（10）实现智能排产，结合生产过程数据和多目标智能优化算法，APS系统自动计算较优排产计划，辅助计划员快速决策。

三、智能制造项目实施效果

供应链管理，提高供应链反映速度的同时提高与客户粘度；

人力资源管理，实现现代化管理；

财务管理，建立“一体化”“集中型”管理平台；

生产管理，利用新技术精细化生产制造执行全过程管理，稳定生产工艺，深入挖潜生产效率；通过中央控制室的应用、工艺固化及自动化改造实现降低生产成本。

智能制造向上层ERP/SCM提交周期盘点次数、生产能力、材料消耗、劳动力和生产线运行性能、在制品的存放位置和状态、实际订单执行等涉及生产运行的数据；向底层控制系统发布生产指令控制及有关的生产线运行的各种参数等；生产工艺管理可以通过智能制造的产品产出和质量数据进行优化。

另一方面，智能制造接受企业管理系统的各种信息，应用到企业研发设计、生产制造、经营管理、市场营销等各个环节，充分利用各种信息资源，实现优化调度和合理资源配置，推动企业业务创新和管理升级。

智能制造系统的效益是为了企业的生产最大化，在此基础上，智能制造系统提升企业的制造执行能力和交付能力，使企业的制造生化精益化。对于生产以及物流环节的透明管理，管理人员可以有效的实现追根溯源，减少不良品的输出。同时生产过程中数据的实时采集与分析，给企业的生产调控提供一定的数据基础，企业可以根据生产的需要作出合理的调整，实现企业的最大化生产，节约生产成本和时间成本。增强了系统间的沟通交流，使企业信息化实现全局统筹。

1、执行力——提升80%以上

严格按照先入先出;

出入库防止出现差错;

防止生产跳工序;

生产看板;

操作提示。

2、全程可视化——生产成本降低10%以上

原材料库存管理的可视化，降低库存，防止原料过期，节省制造成本。

生产制造过程的可视化，即时查看生产进度，防止生产事故，不让流水线停转，能找出差错多的员工。

产成品的可视化管理，产成品履历追溯，当产品发生质量问题时，通过系统能快速找到原因，降低成本和时间。

3、企业人力成本——降低30%以上

仓库管理人员可减少一半；

采购、财务、统计人员减少。

4、生产透明化，帮助生产调度的弹性与反应速度

（1）将工厂级的生产计划逐级分解为生产现场作业的工序计划

（2）管理生产现场的资源，包括对设备、人力和物料等进行规范的管理。对产品、物料等采用扫描枪自动识别，提高效率，杜绝人为错误。

（3）根据产品数据和资源情况，分析生产能力，及时发现瓶颈问题，对有关进行和后续进行的生产、工序计划进行灵活的调整。

（4）加强了生产现场的监控，通过自动识别、即时记录和数据采集，减少了人工操作，对物料的准备、短缺或错误，能够及时知道并采取行动，加快了与生产制造的匹配节奏。

（5）改进了生产流程，减少了手工作业单、统计等环节，以及人工造成的差错，解决生产业务数据录入滞后的问题，车间管理效率大幅提升。

（6）生产过程的即时记录，清晰物料的流向和状态，半成品/产品能够根据记录进行有效的追溯，如追溯产品使用的工艺工序、原料提供商、批次、操作员、生产时间等。任意视角和环节的前追后溯，故障定位及责任界定明确，管理到位。

（7）半成品/产品，以及生产过程能够进行有效追溯，通过记录的生产数据，统计分析产品、设备、材料供应、人力资源等的数据，为决策、提高生产效益提供准确的数据依据。

5、有效进行物料管理与控制，提升材料利用率。

系统统计现场车间库存，查询出物料缺口；精确物料采购与投入量；不合格品及时作出处置措施

6、进行成本控制，实际成本精细化

智能制造系统自动收集成本动因，浆料成本、调浆半成品成本、大母卷成本、小卷成本、平板成本,为企业的成本核算提供及时准确的数据。

7、降低造纸质量波动，达到客户质量要求，提升客户满意度

系统对上料/用料防错，过程工艺管控，DCS参数回收记录、DCS参数与产品性能关联分析。可实现产品质量指标在线质量检测、统计、显示，需人工分析和记录的质量、数据、指标按分析时间间隔在系统输入，经系统自动分析、统计整理，制成动态曲线图、质量控制图，并对实时的质量报警进行处置。

智能制造系统的效益是为了企业的生产最大化，在此基础上，智能制造系统提升企业的制造执行能力和交付能力，使企业的制造生化精益化。对于生产以及物流环节的透明管理，管理人员可以有效的实现追根溯源，减少不良品的输出。同时生产过程中数据的实时采集与分析，给企业的生产调控提供一定的数据基础，企业可以根据生产的需要作出合理的调整，实现企业的最大化生产，节约生产成本和时间成本。增强了系统间的沟通交流，使企业信息化实现全局统筹。