西安技师学院隶属国务院国资委管理的中央企业--中国西电集团，是一所面向社会以培养高级工和预备技师层次高技能人才的技工院校，每年为中国西电集团、陕汽集团、陕鼓集团、陕西法士特集团、西门子公司、ABB公司等百余家企业输送专业人才。

西安技师学院是全国首批国家中等职业教育改革发展示范学校、首批国家高技能人才培养示范基地、人社部职教师资培训基地。

随着“中国制造2025”的提出，智能制造成为我国在新一轮技术革命和产业变革中取得世界领先地位的突破口和主攻方向。西安技师学院面对智能制造快速发展的大量人才需求，致力于建立新型综合性、体验式智能制造应用人才培训基地，打破传统“蓝领”（技能型）与“白领”（技术型）人才划分界限，为制造企业培养智能制造领域一线应用型“灰领”人才（技术技能型）。

▲智能制造产教结合

● 模拟智能工厂现场实际运营模式

● 相对完整覆盖智能制造各个生产环节

● 充分融合精益思想和智能制造，精益管理落地

● 充分考虑实际和教学培训的有机融合

● 具备智能制造参观、展示、实习功能

● 为学员提供智能制造课程设计和课程实验的场所

● 形成智能制造长效的培训体系

▲精益化智能制造平台

 ▲智能制造培训平台框架

如上图所示，西安技师学院智能制造平台框架设计过程中，佰思杰项目团队通过和西安技师学院领导和相关人员的充分沟通和调研，形成智能制造培训基地整体规划为“一个平台、一条产线、八个训练、体验中心”，其主要含义是：

● 以MOM（MES）为依托，建立一个智能化、精益化制造的信息系统平台

● 以立体库、CNC设备、AGV、机器人等智能装备为基础，通过IOT物联网模块形成一条可以生产产品的典型智能化产线

● 以智能制造技术领域八大模块为主线，为师生提供丰富的教学培训和体验中心

针对西安技师学院对智能制造培训平台的要求和规划，佰思杰项目团队和西安技师学院团队共同致力于培训平台的建设，佰思杰按照要求设计并提供机器人、AGV、自动检测设备等智能化装备方案，通过IOT完成装备数据采集和监控，同时在佰思杰制造运行管理系统（MOM）平台下，形成从计划、生产、质量、仓储物流、设备管理、异常等制造过程全流程管理的智能化产线。

▲智能制造培训平台模块设计

如上图所示，根据智能制造培训平台模块设计，为实现培训平台的搭建，建立一条智能产线，我们需要进行的工作包括以下内容：

●  充分考虑教学的适应性，对生产线进行设计，融合实际生产线和教学培训的特点；

●  以典型的电力装备产品（接地开关）为载体，构建完整、真实的智能化产线，具备良好的实际操作和控制能力；

●  智能制造培训平台覆盖采购、计划、生产、质量、物流、仓储等生产全过程业务闭环；

●  智能制造培训平台充分融合精益管理思想，以MOM（MES）系统为支撑，实现精益管理的落地。

西安技师学院智能制造培训基地的生产线需要模拟真实制造过程，同时具备教学参观和生产制造的功能，项目团队根据产品生产工艺和实际场地情况，结合当前典型的成熟制造工艺，设计符合实际情况和要求的智能化柔性生产线方案，并提供产线中相应的智能化装备。

▲产线三维场景示意图

如上图所示，产线整体包括五大模块，分别是：

● 智能化立体仓库

● 智能化物流配送系统

● 自动化机加工单元

● 接地开关总装线

● 自动包装线

▲佰思杰提供的产线装备

在西安技师学院智能制造培训平台建设过程中，西安技师学院和佰思杰联合团队密切沟通，将精益管理思想充分融合到产线设计和制造过程中。

▲全面融合精益管理思想

如上图所示，我们将精益管理思想充分融合到仓库管理、物流配送、加工制造、装配过程、质量检测和产品包装等多个制造过程中，在西安技师学院智能制造培训平台建设中运用了许多精益管理措施，其中包括：

● 看板管理，拉动式生产模式

● 智能化产线设计按“一个流”型布局

● ECRS（取消、合并、重排、简化）原则减少八大浪费

● 实现单件流生产

● 机器小型化

● 减少在制品库存

● 作业标准化（SOP）

● 人员多技能培训

● 制定作业改善制度

通过精益管理思想和相应措施对制造过程进行优化，不但提高了产品制造的质量，提高了产线加工的柔性，同时明显缩短了产品制造周期，例如在经过精益化产线设计和优化后，缩短了工位节拍的工时，进而明显缩短了产品加工的周期。

▲工位节拍精益化效果对比

为建立西安技师学院智能制造培训平台，在产线设计和建设中，按照场地和需求设计并使用包括立体货架、AGV、CNC设备、工业机器人、自动检测装备等硬件装备，同时通过佰思杰MOM（MES）平台内置的IOT模块实现智能装备的互联互通，完成硬件装备的监控和数据采集。

 ▲智能产线软硬一体化框架

如上图所示，在智能产线软硬一体化框架中，MES系统通过PLC实现CNC设备、机器人、自动检测装备的监控，同时可以直接通过OPC、Modbus等行业通用通讯协议实现和硬件装备的互联互通，从而形成以业务驱动，软件系统为支撑，硬件装备为基础的软硬一体化智能制造产线。

▲佰思杰MOM（MES）系统

按照西安技师学院智能制造培训平台的要求，产线完全按照实际生产制造过程设计，贯穿仓库、物流配送、机加、装配、包装等一系列制造业务场景，佰思杰智能制造平台通过和智能设备的对接，结合精益管理思想，实现制造过程中计划管理、生产执行、仓储管理、物流配送、质量检测、异常过程、设备管控等多个业务场景的智能化，从而实现各个流程的监控、管理和流程闭环。

▲产线业务流程图

如上图所示，产线制造业务场景智能化包括：

● MES系统接收生产订单后自动根据工艺展开并进行计划排产，按照生产计划上线队列驱动智能立体仓库进行物料出库和备料；

● 备料完成后自动调度AGV到对应位置配送物料到工位上；

● 自动加工工位，系统将加工执行程序和工艺参数通过控制系统下发到智能装备上，指导自动执行和过程数据采集；

● 人工执行工位，通过系统将对应加工任务推送到工位终端设备上，接收任务并通过灯光引导系统指导人工按工步引导作业，并进行过程生产要素的采集；

● 系统监控每个工位的执行状态，工位执行完成后系统驱动AGV或产线输送装置自动将在制品搬运到下一个加工工位；

● 加工完成后产品通过输送线到在线自动检测工位，智能化检测设备通过视觉识别自动识别产品并进行相关质量因素的检测和信息采集，自动判定并生成合格凭证；

● 总装线完成最终总装并通过自动打包机器人完成自动装箱、打包过程；

● 打包完成的产品由AGV转运，同时驱动AGV回收空容器

● ……

为了建立一个具有先进性的、符合实际制造模式的智能制造产线，我们在西安技师学院智能制造应用人才培训基地实现了生产线制造过程中多个流程的自动化、智能化，包括机加单元自动化加工、智能化仓储物流、自动化在线检测、自动化包装等多个过程，真正实现了生产线的自动化、智能化、精益化。

 ▲制造过程自动化

如上图所示，在西安技师学院智能制造培训平台上，我们实现了自动化加工、智能装配、自动化检测、智能物流、自动化包装等自动化、智能化管理。主要体现在以下几个方面：

● CNC数控设备、自动化上下料，多种类型零件加工

● 快速换型、减少过剩生产

● 数字化工具，自动化工作单元

● 工序合并、减少动作、等待浪费

● 自动化工装，数字化智能检测

● 提高检测效率、直通率提升

● 全自动打包设备

● 减少等待、搬运、动作浪费

在设计和规划仓库物流管理模式时，西安技师学院和佰思杰联合项目团队明确了实现仓储物流过程的信息自动化、精细化管理的目标，通过自动化装备和精益管理手段，指导和规范仓库管理、物流配送流程，完善仓库管理，整合仓库资源，通过短期投入带来长远的价值回报。

▲智能化立体库

如上图所示，通过建立智能化立体库，实现仓库数字化管理，物料出库、入库、物料库存信息、物料盘点等仓库日常管理业务可以实现智能化、自动化、即时化管控。和传统的仓库相比，智能化立体库具有更大的优势，可以带来以下的价值：

● 显著提升仓库货位利用率

● 规范作业流程，提高效率和准确性

● 减少人员劳动或无人员劳动

● 降低仓储SKU的库存

● 减少仓储作业相关资源

● 更好保证生产需求的供应

● 提高仓库作业的灵活性

智能化立体库进行物料出库和物料入库时，系统自动驱动AGV小车进行物料搬运，AGV小车可以按照产线精益物流路线移动到对应位置，将物料搬运至指定的位置。

▲物流配送AGV小车

在西安技师学院智能制造培训平台智能产线的设计中，我们运用工业机器人来完成装配加工过程，实现装配工位的自动化、智能化作业，技术先进的工业机器人集精密化、柔性化、智能化、软件应用开发等多种先进制造技术于一体，通过对制造过程实施检测、控制、优化、调度、管理和决策，可以切实增加产量、提高产品质量、降低制造成本、减少资源消耗和环境污染。

▲６轴机器人

如上图所示，西安技师学院智能产线中装备了6轴工业机器人，此类机器人融合了CCD技术、电动数字拧紧工具、物料供给流水线、辅助智能工装等多项先进自动化技术，实现装配过程无人化、作业标准化、柔性化。

为了提高产品质量检测的效率、准确性和实时性，我们在智能产线中通过自动化智能检测系统实现产品的机械特性测试、回路电阻测量及绝缘测试等多项质量检测指标的自动化在线检测。

▲在线智能检测系统

如上图所示，产品加工完成后，通过输送线进入在线智能检测系统，完成自动定位压紧，通过识别系统获取产品信息并下发产品相关的质量检测信息，驱动检测装备进行质量检测过程，检测完成后对接检测装备实时上传质量数据。

传统模式下，产品包装通常由人工或半人工模式来完成，但是产品包装效率不高、材料消耗大、出错率较高、可追溯性不强，在西安技师学院智能制造产线建设中，通过引入自动化产品包装工位可以有效解决传统包装模式的问题。

▲自动化产品包装

在上图的自动化包装工位上，通过智能产线尾端自动化包装装备完成产品包装和包装过程信息识别和采集，相比传统人工包装方式，自动化包装具有更大的优势，其中包括：

● 实现包装材料、容器和包装物品的自动计数

● 待包装产品自动传送和成品的自动输出

● 包装工艺的自动执行，包装过程无人化

● 工艺参数的自动控制和自动调节

● 包装质量的自动检测和废品的自动剔除

● 自动完成喷码、贴标、销售信息关联

● ……

通过搭建西安技师学院智能制造培训平台，为学院的教学培训、产线智能化技术应用、精益生产落地和教学课程设计提供了很大的帮助。

为方便教学培训，把产线设计成“一个流”形，增大教学参观区，教学师生可以绕产线360°旋转参观、演示，可以直观看到整个产线的所有部分，方便在教学研讨区对产线的各个系统进行针对性的教学，产线的布局更加合理，产线结构更紧凑，通过系统平台内置的可视化工具设计并实时展示产线相关信息的看板和报表，使智能制造培训基地整体的可参观性和教学性更强。

▲智能产线监控中心

西安技师学院智能产线中，运用多种产线智能化技术，包括工业机器人、智能CNC设备、机器视觉技术、无线射频识别、AGV、自动打包等多种自动化、智能化技术，真正实现了产线的智能化、自动化运转。

▲产线智能化技术

在智能制造培训平台智能产线的基础上，我们将精益管理思想充分融合到仓库管理、物流配送、加工制造、装配、质量检测和产品包装等多个制造过程中，实现了精益生产落地，不仅提高了产品制造的质量，提高了产线加工的柔性，同时明显缩短了产品制造周期，为实际企业制造车间精益管理的研究和实践提供了有力的支持，精益管理思路包括：

● 生产线布局“一个流” 布局，提升产线运转效率

● 多AGV独立路线搬运，减少物流冲突

● 灯光引导作业过程，避免错装漏装

● 产线柔性布置，可根据产能、节拍实时调整

● 单台生产模式，降低了物料库存

● 自动化立体仓库实时监控及管理物料

西安技师学院智能制造培训平台搭建起来后，为智能制造一线应用型“灰领“人才的培养提供了很大的帮助，学院可以面向智能产线、信息系统、智能物流仓储、智能检测设备开设多个丰富的教学课程，通过在智能制造产线中的演示讲解、实际操作、管理维护帮助师生更快、更好的进行智能制造的学习和研究。

▲智能制造教学课程设计