一、企业简介
株洲时代新材料科技股份有限公司（简称：“时代新材”）始建于1984年，前身为原铁道部株洲电力机车研究所橡胶试验室，现为中国中车股份有限公司一级子公司，是一家A股上市企业。中车时代新材以高分子材料研究及工程化应用为技术发展方向，致力于轨道交通、风力发电、汽车、先进高分子材料等产业领域系列产品的研制、生产与销售。轨道交通减振制品领域全球第一，产品品种千余种，并已实现大批量出口和海外经营，产品广泛应用于国内外高铁、动车组、地铁。
近年来，时代新材紧跟全球经济发展步伐，利用国际国内两大市场与资源，坚持面向新兴产业、面向高端产品、面向全球整合，产业协同融合发展，在德国、法国、斯洛伐克、墨西哥、澳大利亚、巴西等国家拥有研发和生产基地，综合国际化指数近40%。
稳中求进、品质发展，“十四五”期间，时代新材以“深化改革、创新引领、深耕细作、全球经营、严控风险”为方针，致力于将新材打造成为中国中车“有规模、有质量、有想象空间”的重要一极。
图1时代新材
二、企业在智能制造方面的现状
信息系统方面：建设并深化使用OA、SAP、PLM、CAPP、MES、SRM等信息系统。
智能制造场景1：基于PLM的产品结构化设计，与工业设计软件CREO/CAD集成，从项目立项开始的一系列结构设计、工艺设计、采购、制造、首检、转批等动作均转为线上处理，实现产品从立项至最终报废的全生命周期管理。现已在轨道交通事业部全面应用，使得项目管理流程简化、研发周期缩短，项目管理成本降低，产品进入市场时间加快15~50%；并建立产品结构数据库，对于技术要求相近、结构相似的产品可快速复用，研发周期缩短，直接材料成本节省5~10%，开发成本降低10~20%，用于质量保证方面的费用降低15~20%。
智能制造场景2：基于CAPP的工艺参数结构化设计，与PLM集成，接入产品模型数据，固化工艺参数模板，实现结构化的工艺参数设计。现已在轨道交通事业部全面应用，使得工艺参数、工艺文件标准化，工艺设计效率提升；并形成产品工艺参数数据库进行大数据分析，保证产品工艺一致性及产品质量稳定性，有效提升工艺设计能力。
智能制造场景3：硫化工艺云应用，为解决同一物料在机台换模后需重新调试工艺参数及设备行程动作问题，将在MES报工生产的物料+机台+模具绑定的工艺参数及设备行程等信息同步至云端，三者信息一致时即可重复调用，生产效率提升，产品质量稳定性提高。
智能制造场景4：胶料智能化挤出配送，硫化机台通过MES与挤出机工控机对接触发胶料来料指令，挤出机接收MES指令将胶料挤出，并自动称量，达到需求重量后自动切断，并呼叫AGV自动接驳胶料配送至对应硫化机台，实现胶料智能化挤出配送，提高生产效率，杜绝胶料用错、胶料粘接、胶料易断、重量不准等问题，工序人员减少40%。
三、参评智能制造项目详细情况介绍
1.项目背景介绍
业务痛点：
1、现厂房基本为人工、地牛、叉车作业，劳动强度大，作业效率低；
2、仓库多且位置分散，管理难度大，运输成本高，地摊式堆积严重，空间利用率低；
3、工序间物料流转靠人工沟通，叉车配送，物料流转慢，混料错料频繁；
4、产品结构属多品种小批量，业务流程繁杂多样，实物流信息流账务流不同步。
企业当前的物流现状已远远不能满足智能制造及数字化转型大趋势下市场信息化、时效性、透明化等需求，亟需建设一套安全、高效、透明、少人化的现代化集成智慧物流系统，实现物流自动化、标准化、少人化，快速响应市场，助力智能制造升级。
项目主要目标：
1、仓储管理：建设集中自动化立库，实现物料出入存的自动化；
2、配送管理：通过AGV实现产线内部自动配送；
3、人工成本降低：减轻劳动强度，物流配送全流程优化，减少作业人员30%；
4、流程时效透明：搭建WMS系统，实现全流程实物流、信息流、账务流同步透明。
所遵循的原则或方法：
通过现状诊断、价值流分析、PQ分析、PR分析、PFEP分析、SLP分析等方法进行相应布局规划、自动化分析、数字化规划。
2.项目实施与应用情况详细介绍
智慧物流平台主要为原材料、半成品、成品、模具、备品备件等存储、分拣及配送中心，占地面积9408㎡（11284），建筑面积约13244㎡。基于以下原则：
1)整体综合原则——设计时考虑设施布置有影响的所有因素，以达到更优的方案；
2)移动距离——搬运最小原则和搬运路径最优；
3)精益原则——人员操作、设备运行、人机工程；
4)流动性原则——在制品在生产过程中流动顺畅，消除无谓停滞，力求生产流程连续化；
5)空间利用原则——力求生产区域或储存区域充分有效利用空间；
6)柔性原则——考虑各种因素变化可能带来的布置变更，以便于后续的扩展和调整；
7)安全原则——人员安全、货物安全、设备安全、信息系统安全。
对智慧物流平台进行规划布局，按三大消防分区，分别规划成品库、铁件库、模具及大件库三大存储区，同时配备有办公区、拣选区，检测区等配套区域。共分为两层，一层主要为收货区和发货区，主要实现所有物料的收发及部分拣选；二层主要分为拣选区和AGV配送通道两大部分，主要实现原料拣选出库配送产线及产线成品与半成品入库。总计八大功能区：
(1)成品区：存放产线生产待发运的成品及半成品；
(2)原料区：存放供应商来料待配送至产线的原材料、备品备件；
(3)模具区：存放产线生产所需模具及大件道岔成品；
(4)地堆区：主要划分出人工分拣区域，大型物料缓存区域及检测区域等；
(5)发货区：主要为成品物料的集单和发运，同时满足小部分线下人工拣选等；
(6)收货区：主要为来料收货，以及不合格物料和退料的暂存；
(7)拣选配送区：主要为产线所需物料的拣选配送及产线成品半成品入库；
(8)月台：原材料来料收货及成品发货车辆的停泊位以及人工装卸平台。
图2仓库布局
图3仓库全景
建设十巷道无人自动化立库用于成品区、原料区、模具区物料存放，通过调度堆垛机实现货物自动出入存，利用融合大数据分析的智能立体仓储技术，构建物料出入库逻辑算法，实现仓储区、货位、托盘、物料的精准定位、动态管理和智能预测，实现低成本无人化仓储智能管理。取近三年生产产品种类和产品数量做PQ分析，并根据近三年存货情况及各类产品出入库的流量需求，总计仓位约2.5万个，分为4巷道1吨双深位、4巷道1吨单深位、2巷道3吨单深位，面积约79.2m×60m=4752㎡，高24m。
立库前端配置链条输送机、辊筒输送机、RGV、拆叠盘机、移栽机、落地机、翻转机等与堆垛机对接实现物料出入库的自动输送，出入库输送线与产线上下料点位间通过AGV+空中连廊+提升机方式实现内部物料接驳配送，梳理各业务物流动线，利用智能路径规划技术构建自动物流动态模型，依据物料需求逻辑计算最优配送路径，实现智能无人化准时配送，并实时更新路线信息以应对一系列异常情况，综合考虑配送距离、AGV运行速度、交通避让、充电情况等，得出AGV配送流量需求及所需配备数量。
拣选区配置机械手、KBK等符合人机工程的货到人拣选装置，实现物料动人不动的便捷拣选方式，并通过视觉识别、智能感应等技术提高拣选效率，减轻劳动强度。设计一对多标准化载具，实现单一载具适应多种物料、多种自动化物流设备、多产线的自动接驳。配置光电感应、智能传感、RFID、PDA、电子屏等智能识别显示技术、物联网技术，实时采集、传输监控物料信息，实现精准透明出入库及分拣配送，同时取代纸质单据作业方式实现无纸化作业。
图4智慧物流构成布局
建设WMS智能仓储管理系统，搭建四化平台：
1、集团化：分子公司、多组织多工厂集中管理；
2、精细化：精准的数据，精准的时效，精细化的成本，标准化的流程和作业；
3、一体化：产供销物流一体化，订单协同一体化，资源调配一体化；
4、平台化：开放性平台，可复制平台，可扩展平台。
实现两化目标：
1、可视化：数据实时采集，现场实时呈现，关键指标预警，移动端作业透明，作业全流程透明；
2、智能化：作业智能调度，自动计费结算，经营决策支持。
对所有涉及的业务流程展开梳理调研，分析每一步实物作业流的实现方式，设计各信息系统交互逻辑，将存储、输送、分拣、装卸等自动化物流装备的作业流及产线作业流与系统出入存智能管理的信息流贯通，实现实物流、信息流、账务流的一致性，输出以WMS作为集成物流中枢，上承SAP、MES、SRM、QMS等系统，下接WCS、RCS等设备调度系统的系统架构。
图5 ERP-WMS架构
主要入库作业流程：入库主要有一楼铁件入库、一楼模具及超大件入库、二楼成品入库等。一楼铁件入库采用专用载具-循环料框，循环料框上配置RFID，供应商将物料、单据、托盘号\子箱等信息在SRM系统绑定循环料框RFID，送货车辆停靠卸货月台，叉车卸货至铁件收货区，厂房门禁配置有RFID读码器，读取收货料框RFID，传递信息至WMS并记录，当叉车上料至入库口，输送线上自动读取RFID信息，请求WMS分配仓位，WCS调度堆垛机和输送线完成入库，完成后按反向系统流程反馈至WMS、SAP更新库存信息。二楼成品入库流程由产线MES在产品下线装箱绑定后生成入库单发起，经WMS、WCS、RCS调度AGV、提升机搬运物料，完成后按反向系统流程反馈至WMS、SAP更新库存信息。
主要出库作业流程：出库主要有一楼成品出库、一楼模具及超大件出库、二楼铁件出库等。一楼成品出库由WMS接收SAP发货订单，跑波次计算出库托盘生成出库任务，由WCS调度设备将物料输送至出库口，再由人工叉车接驳装车，完成后按反向系统流程反馈至WMS、SAP更新库存信息。二楼铁件出库由MES排产信息下发物料需求单，人工选单WMS组波分配出库仓位,WCS调度堆垛机和输送线出库至库前缓存区，再由RCS调度AGV搬运至拣选站，人工PDA扫描来料托盘进行拣选，拣选后由RCS调度AGV配送至生产厂房需求点。
3.效益分析
1、将原始的人工、地牛、叉车作业升级为堆垛机、输送线、AGV等自动物流设备作业，提高作业效率，减轻劳动强度；
2、将地理位置分散的多仓库整合为集中立库，将地堆式堆积改为立库存放，充分利用空间，降低管理成本和运输成本；
3、将纸质单据叫料、人工配送升级为系统叫料、AGV配送，作业无纸化，物料精准配送、流转快，杜绝混料错料； 4、全流程信息化指令交互，确保实物流、信息流、账务流同步，全过程透明可控。 预期实现自动物流作业占比≥80%，配送及时率≥98%，物流作业人员减少30%，物流成本降低300万/年。总体物流形象提升，供应链协同一体化，加快流转效率，缩短交付周期，质量稳定可控，实现供应物流、生产物流、销售物流的高效联动，支撑市场快速响应，助力产品市场竞争力提升、市场份额提升、客户满意度提升，助力智能制造升级。
