上海昌强针对重型装备锻造型企业离散型生产管控需求开发

2023-02-19

上海长强针对重型装备锻造企业离散生产管控需求研发的智能化解决方案——cis透明工厂系统集可视化供应链管理、生产计划调度、可视化排产、光谱检测、探伤检测、能源智能化应用于一体可视化监控、设备状态可视化监控、锻造温度自动测量、人员定位管理等模块，打通底层数据，实现全面数字化管理。 通过数字孪生、物联网传感器等技术，实现长强透明工厂，将厂房、设备、生产流程、人员调度、能源消耗等信息真实投影到虚拟三维空间中时间。 可直观查看当前设备状态、设备能耗、车间能耗、产品的生产过程及在设备中的位置，使产品全生命周期可控可追溯，有效提高生产管控企业。

为离散生产控制要求开发智能解决方案

长强充分认识到数字化是未来企业发展的核心竞争力之一，并根据自身业务发展对数字化进行了同步规划。 规划目标是“转变发展方式，转变制造方式，引领行业进步”。 通过流程再造、组织再造、全流程虚拟制造、智能制造、绿色制造，依托综合数字化管理平台，将虚拟制造与智能制造系统有机融合，涵盖企业战略、创新、人力资源、金融、环安、物流、质量等，形成“高度（战略）、深度（现场）、广度（全方位）”的多维度融合的数字化管理模式。 实现它的方法包括：

1、IT能力专业化：长强经过近十年的信息化自主建设，积累了一定的IT能力，但远远不能满足未来数字化、智能化发展的需要。 为此，公司拟加大IT投入，打造更专业的IT团队上海能耗管理系统应用，发挥长强制造业的专业化特点，深耕数字化场景，提升全集团数字化水平；

2、生产数据模型建设：通过“透明工厂”的建设，长强积累了大量的生产过程数据。 下一步是建立生产数据模型和智能精益生产系统，进一步提高产能，减少物料损耗和能源消耗；

3、设备数字孪生建设：目前已实现工厂级数字孪生。 拟与长强自主研发的多向模锻压力机合作，建立数字孪生体，实现锻造过程的前期设计模拟和模拟生产，以及实际生产过程。 实时监控，以及全数字化的质量控制和追溯，最终实现数字化交付。

切实提高企业生产管控的具体措施

1、综合数据平台和管理系统

上海长强针对离散制造行业的特点，开发了完善的数字化管理系统，集成了工艺设计、计划、生产、仓储、设备管理、能耗、财务、人力资源等企业管理模块的软件系统，并打通底层数据，实现企业全面数字化管理。

销售订单录入后，工艺师绘制工艺路线，同时生成物料清单。 采购结合库存、入库情况自动下达采购计划。 物料入库后，通过视觉质检软件自动上传检验数据至系统，计划员完成。 规划好后，物料可送达生产车间，贯穿始终的底层数据，可快速实现从订单到生产的准备工作。

（图1顺系统完整应用软件模块）

2、透明智能工厂

基于数字孪生、物联网传感器等技术，实现长强透明工厂，将厂房、设备、生产过程、人员调度、能源消耗等信息投射到虚拟三维空间中即时的。 系统对生产、质量、设备全过程进行监控，采用多种实时传感系统、测控设备、实验室数据采集技术、3D可视化技术、锻件自动测温等智能化设备，实现制造过程的自动化和网络化，物流采集的信息化。

（图2 数字孪生技术下的智能工厂）

3、虚拟锻造平台

基于qform平台的全流程虚拟锻造系统融合了虚拟制造、知识库应用、设计制造一体化等先进理念。 通过专业设计、知识库应用、数据闭环管控，让每一位工程师摆脱“个人经验”的限制，充分利用企业技术资源，全方位协同工作。 主要包括基本配置、工艺数据知识库、标准库、模板库和问题库。 通过利用大数据的思维采集制造全过程的数据，结合软件优秀的流程管理功能，实现内部专家库的pdca循环，不断扩充和优化底层数据，推动优化过程。

（图3 虚拟锻造平台）

cis透明工厂系统应用效果

随着透明工厂建设和应用的不断深入，企业的主要经营指标较系统投产前有了明显改善，包括：

1、产品一次质量合格率：由86%提高到93.66%；

2、订单准时交货率：提高7.25%；

3、订单平均交货周期：从58天缩短到40天；

4、能源利用率：提高2.9%。

企业数字化转型发展面临的三大挑战

1、在数字化系统建设和推广过程中，中基层员工对数字化应用的认知水平存在较大障碍，需要企业投入大量资金进行培训，还需要制定一些有针对性的管理制度，激励员工；

2、数字化转型需要企业投入大量资金，需要招聘或培养既熟悉业务又熟悉IT技术的高层次人才。 传统制造型中小企业对这类人才的吸引力不够，研发过程中仍有试错的可能，也增加了成本；

3、上下游企业都在进行数字化转型，但数据标准不一致，给数字化交付和数字化维护带来困难，导致数字化成果无法实现效益最大化。

【公司简介】

上海长强工业技术有限公司主要从事大型、超大型多向模锻液压机的设计、开发、制造及各类大型设备结构件的锻造和制造。 产品广泛应用于国内外大型火电、核电、石化、船舶等领域，研制的产品多次填补国内行业空白，部分产品达到世界水平先进水平。

长强以全球视野定义自身创新升级发展，积极响应国家推动产业数字化转型的号召。 等技术，自主设计开发了具有自主知识产权的长强综合数字化管理系统（cis），建立了“透明工厂”数字化运营管理模式，有力支撑了长强持续快速发展。

【专家点评】

随着工业互联网和人工智能技术的快速发展，越来越多的企业意识到数字化和智能化是未来发展的核心竞争力之一。 上海长强工业技术有限公司早有这样的认识并付诸行动。 大力推进数字化、智能化转型，逐步将透明工厂理念变为现实，实现工厂级数字孪生。 每个生产节点和生产过程完全透明，一目了然，其优势非常明显。 不仅降低了成本、降低了能耗、减少了损失、提高了生产效率，而且提高了企业的管控能力和全体员工的能力，从而增强了企业的核心竞争力。 .

——魏宗凯，百度人工智能产业赋能中心负责人

2017年以来，工业互联网在政策层面“火爆”，中国制造业已经到了必须转型升级的历史关头。 500强企业的利润率已从2010年的5%高点下降到近几年的2%左右。 随着近年来人口红利的消失和劳动力成本的上升，廉价劳动力不再是中国产业的竞争力。 以工业互联网、工业人工智能为代表的新技术成为万众期待的突破口。

然而，工业互联网行业可谓是“冰火两重天”、“大雷小雨”。 2020年上半年，青桐资本调研数据显示，目前53.3%的工业互联网解决方案提供商营收规模在10-30百万区间； 只有20%的营收规模过亿。

一方面是政府和工业互联网平台的积极性高涨，另一方面是工业企业的犹豫不决。

工业互联网“落地难”的主要原因是行业应用太少，尤其是缺乏直击痛点的应用。 不同行业“交错如山”，甚至不同企业的需求也大不相同。 没有覆盖整个世界的通用平台。

工业互联网热潮注定是一个飘在空中的泡沫吗？ 工业互联网面对“千家万户、面面俱到”，就注定无法理解吗？ 面对“新基建”时代的机遇，工业互联网究竟如何从概念到落地？

面对这个时代给出的“考题”，登上《人民日报》头版的天泽智云交出了自己的高分“答卷”。 是腾讯、思科、富士康、微软等工业互联网龙头企业的合作伙伴和供应商，并荣获2020年北京市专精特新企业和中关村瞪羚企业称号。

虽然是一家成立仅四年的初创公司，但天泽智云站在工业前沿技术领域开拓者的肩膀上，传承了其在工业智能领域20年的经验在几十个行业和100家世界知名企业。 成功经验。 将这些经验、智慧和技术提炼成赋能每一个工业企业的“内功”。

在为企业赋能的同时，摩力工厂应运而生

创业之初，因为IMS（智能维护系统中心）和IBM的纯血统，中车、东汽等多个项目找上门来，让天泽智云从一开始就得做“选择题” . ”。

创业的前两年，虽然一直在寻找场景，服务不同行业的客户，但天泽智云并没有满足于做一个以项目为主导的服务公司，而是希望打造一套“工业智能模型生产”赋予所有客户权力。 流水线”。毕竟，仅仅依靠自己的技术团队，一个一个实现智能化场景，对于整个行业来说只是九牛一毛。

“天泽智云应该依靠系统、平台、工具来构建流水线，降低工业智能化的技术难度。这个时候，不仅是我们自己，整个行业的高级人才都不需要花那么多时间和精力。”做这件事的能量。基本的技术工作已经完成。“ 天泽智云CEO孙鑫意识到，这样的产品体系是支撑天泽智云长远发展的关键。

经过十多轮迭代，天泽智云已经形成了以工业智能技术体系为基础的工业智能产品矩阵，覆盖了数据转化为商业价值的关键环节，从工业现场的数据采集、边缘计算到数据服务、分析建模、系统部署和工业应用。

天泽智云联合将工业物联网及边缘计算系统、工业大数据服务平台、工业智能模型研发平台三大核心产品打造为一套工业智能基础设施体系——摩里工厂，可快速孵化行业APP和创新产品工业应用加速工业智能化转型升级，也寄托国家抢占下一代工业软件制高点的愿景。

“模型工厂”积累了IMS 20年积累的典型行业模板和模型资产，天泽智云4年来扎根中国，成为中国行业场景的领域知识和算法模型资产平台，让更多的开发者，尤其是拥有行业Know-how的专家，可以高效便捷的进行开发和复用，在更加个性化的场景中产生更大的价值。

“如果我们用这个软件系统做一百个工业智能化应用，就会有一百个场景模型沉淀在这些行业的土壤里，中国的工业模型资产库也会有一百个可以传承和成长的.工业智慧”。 这是天泽智云为中国产业贡献的不可估量的财富。

“软+硬+服务”，1+2+X

工欲善其事，必先利其器。 “摩力工厂”有望成为天泽智云撬动万亿级工业互联网市场的杠杆。

“未来，会有越来越多的企业希望通过组合创新来解决更多的产业问题。‘摩力工厂’可以快速帮助我们找到组合方式、最佳算法、最具性价比的产品形态，并且它具有匹配的操作系统。” 正是有了“摩力工厂”这样强大的工具和系统化的运营管理，孙鑫总裁才有信心成为一家成功的“软+硬+服务”一体化企业。

在服务模式和产品形态上，天泽智云一度在软件和硬件之间摇摆。 一方面，软件具有较高的毛利和规模复制能力。 但另一方面，中国客户普遍缺乏对软件价值的认识。 在国外，工业互联网领域的标杆初创企业都在走工业SaaS的道路，因为国外企业已经普遍认可了软件的价值。 但在中国，工业客户更倾向于接受硬件产品。

最终，天泽智云选择了基于工业智能基础设施体系的“软+硬+服务”全栈解决方案，因为软硬件一体化的解决方案具有更高的接受度。 毕竟，它通常与工业公司的生产部门打交道，而不是与 IT 部门打交道。 信息化投资不再是支出渠道，而是必须能够产生真正的商业价值。

与美国企业不同，国内企业经历了从技术创新到价值实现的过程，更多的还是从技术引进到价值再现，整体心态保守。 在服务企业客户的过程中，我们发现客户倾向于先小步走，尝试小步走。 在满足眼前需求的同时，还要保证较高的经济价值，否则不会轻易尝试。

因此，从开始在各个行业的广泛探索，到工具化能力的形成，到孵化垂直行业的核心产品形成技术闭环，再到探索端到端的业务闭环——循环，2020年初，天泽智云制定了“1个核心+2个示范产业+X产业生态”的发展战略，对产业智能化落地进行实践示范。

以工业人工智能平台——摩力工厂为核心，选取两个示范行业，在垂直场景中发现刚性需求，细化为能够立即帮助用户解决痛点、提升价值、短时间内上线的产品； 同时，与合作伙伴共同优化产业生态，提升产业链各环节供需效率，实现业务闭环。 未来，我们将与更多的行业客户、行业合作伙伴共同开发行业应用，打造全新生态平台，引领行业生态变革。

这个2可能变成4甚至更多。 远期愿景是实现100个无忧生产运营场景。 而X代表一颗探索之心，比如目前由工信部承担的工业互联网网络能源管理平台，以及与部分高校和科研院所共建的能源化工研究中心等。

对于天泽智云而言，1+2+X的业务体系相当于长短拳相结合的三级推进体系，保证了公司在短期内拥有可以规模化商业化的产品。 为以后成功上市做铺垫，可以积累大量资金，成为伟大公司的赋能系统。 而且，1+2+X还具有自我赋能、自我扩展的能力。

弓箭入局，做风电行业智能化转型样本

刀锋卫士是天泽智云“茉莉厂”土壤中长出的第一朵花，也是“茉莉厂”赋能能力的首次展示。 产品原型开发仅用了 3 个月。 “我们讲摩力工厂的工程化能力，有几十个行业模板和大量的算法模型。我们也常说工业人工智能的实现是一个复杂的系统工程，我们要演示如何使用这个产品以及实现智能化应用的能力体系。所以我们先用刀锋卫士证明我们可以赋能自己，可以通过“魔力工坊”快速打造出成功击中行业痛点的产品，并且实现具有服务能力的应用。”

Blade Guard监测分析风扇叶片的扫掠声、振动信号等典型特征，基于特征增强+机器学习的智能算法体系，能够准确发现叶片早期异常并进行告警。 无论叶片雷裂或空洞、前缘雨蚀、气动不平衡、结冰等问题，声谱中都有痕迹，可以通过典型的频谱或能量特征进行识别，准确识别早期故障。

天泽智云依托摩力厂研发的叶片护罩，以叶片运行全生命周期为切入点，持续深入风电行业，不断整合生态伙伴资源，将业务进一步延伸至生产管理领域智慧风电场的健康管理和运维管理过程中。

风电场是典型的多源异构数据环境。 智慧风电场的核心是评估风电机组关键设备和子系统的健康状态，根据风资源预测，实现风电机组运维的智能调度和调度优化。

天泽智云优化模型针对海上风电场维护任务特点，充分考虑船舶、天气、维护人员、维护顺序、风电机组健康状况、航行成本等因素，建立海上风电场维护优化通用模型调度。 最高可降低30%的综合运维成本。

目前，Blade Guard的经济效应已得到风电场业主、业内人士和金融机构的充分认可。 在商业模式上，刀锋卫士也在多个层面稳步推进，最终目标是实现价值链全覆盖。 据行业评估，风电机组维修、更换、升级的售后服务市场规模达数百亿美元。 天泽智云的目标是在两到三年内达到5%到10%的市场份额。

天泽智云制定了完整的市场渗透计划，将战略选择一些龙头厂商，通过风机预装等合作模式，逐步撬动传统运维市场。 与此同时，小规模的测试、验证、与运维系统的沟通也在紧密同步进行。

天泽智云正在逐步开放和重构叶片智能监控产品的商业模式→叶片整套提效降本解决方案→叶片维护/维修/改造/更换/生态联盟平台。 目标是在未来三年打造新的生态联盟示范，重塑行业生态，实现工业人工智能在风电行业的快速普惠。

布局每一个工业智能杀手级应用

除了风电行业，天泽智云还在钢铁装备智能运维与能源管理、轨道交通关键设备运营管理等方面完善了自己的场景解决方案。 目前，已形成无忧风电、无忧钢铁、无忧轨道交通、无忧能源管理等多个产业场景。

钢铁装备智能运维和能源管理是天泽智云着力攻克的又一下沉市场。 曾为500万吨钢厂做过实际投资回报率计算。 通过高炉煤气和转炉煤气管网平衡及设备健康管理，每年可带来3000万元以上的经济效益。 目前，国内500万吨以上的钢铁项目有数百个，是又一座有待挖掘的金矿。 天泽智云将携手重点战略客户，积累可复制的数据资产，加大研发投入。

在无忧轨道交通场景下，天泽智云远程获取高铁轴箱轴承状态信息的原始数据和判据特征，在监控中心进行深度分析诊断，为高铁轴箱轴承提供状态监控。列车关键部件和关键设备的运行、PHM、故障诊断等服务，变被动维护策略为预测性维护策略，可准确识别20多种故障模式，轴承故障识别准确率超过90% .

据智库研究报告显示，装备技术节能市场规模高达2800亿，而供热、管网平衡、中央空调能源管理市场规模也达1800亿. 因此，无忧能源管理也是天泽智云布局的重点领域之一。 利用工业智能技术预测生产中对水、电等能源的需求，智能调节耗能设备的运行计划和维护计划，为设备提供状态检测、故障预测和健康管理等服务，提高能源效率利用，实现绿色生产。 目前，在天泽智云的能源管理实践中，可以智能调度未来12小时内设备的使用，提前2周发送预测性维护建议，节省整体空压机系统能源5%，整体能源冰箱系统节能6%。

在工业人工智能领域的几个杀手级应用中，天泽智云已经站稳了脚跟。

争做新基建浪潮中的“领潮者”

目前，产业互联网赛道上的玩家已经齐聚。 既有巨头斗云、跑马圈地，也有各行各业激战的垂直玩家，也有争相入局的初创公司。 天泽智云有什么独特的差异化价值呢？

天泽智云将自己定位为全球最好的工业人工智能实践者。 以魔力工厂为核心，全力解决工业AI应用落地挑战天创达能耗管理系统，持续着力打磨四个方面的关键能力：

1. 关键小数据资本化：从定义问题和需求出发，聚焦核心装备关键数据，通过边缘智能技术提升数据质量，将数据转化为企业的数字资产；

2. 隐藏世界的智能洞察：将行业项目实践沉淀为算法模型和行业模板，结合机制和数据驱动集成，构建准确、可靠、可解释的预测模型，解决和避免隐藏世界中看不见的问题；

3、系统工程加速转型：遵循产业发展规律，将工程基因与产业基因*相结合，运用系统工程方法和技术体系，提高工业智能模型研发效率、应用部署效率；

4、可持续的工业模型库：积累和沉淀承载制造知识和专家智慧的模型，并持续运行迭代成长，驱动行业智能化转型。

摩力工厂承载着高价值工业人工智能的关键能力。 它不仅可以作为一个通用的技术平台，还可以从该平台延伸出垂直行业的产品。 不同的垂直产品和服务，专门解决不同行业的特殊痛点。 无论是对客户，还是对中国产业的智能化转型，这都是非常重要的。 这是一条非常实用的道路。

在“打滚”的实践过程中，天泽智云不断积累自己的技术成果，已申请发明专利50余项，软着20余项。 同时，由于在工业智能领域的技术独特性和丰富的技术转化经验，天泽智云还受邀参与了多项国际和国家标准的编写，涵盖预测性维护、信息物理等领域。系统等前沿技术领域。 技术概念、系统和应用案例也被纳入多个国家白皮书。

2019年，天泽智云率先申报并中标工信部工业互联网联网能耗管理平台建设项目。 同时，还承担了工信部工业互联网和工业大数据创新平台的实施和建设工作。 与机械工业仪表综合技术经济研究所共建我国首个预测性维修国家标准与示范基地。

管理大师彼得·德鲁克有这样一个观点：在快速的结构调整中，只有变革的领导者才能生存。

2020年，国家发改委首次正式公布“新基建”范围，工业互联网和人工智能被列入七大重点领域。 2021年两会，碳达峰和碳中和首次被纳入政府工作报告。 以风电为代表的绿色能源高质量发展和以钢铁冶炼场景为代表的节能降耗是实现碳中和的核心。 关联。

“产业是民族振兴的支柱，天泽智云追求的是用工业AI技术解决产业发展的难题。” 实业出身的孙鑫，始终有着一颗炽热的初心。 在他看来，在国家层面的积极推动下，更多行业将有机会突破技术拐点，真正触及工业4.0的门槛，天泽智云的目标客户将快速增长。

在工业AI的技术赛道上，天泽智云从这几年潜心练功、扎根的过程中，不知不觉走出了一条属于自己的坚定道路。 孙鑫和团队都认为，一股加速之风正沿着天泽智云选择的战略路径席卷而来。