CPS 智能工厂总控软件实施案例｜三个月生产效率提升20%、合格率提升15%

客户背景

杭州某外资客户成立于 1995 年，向市场提供全系列隔离阀产品组合，产品批次多、加工精度要求高，对车间计划下达、设备状态管控与质量记录追溯都提出了较高要求。

该车间按自动化加工单元组织生产：以单台或多台 FANUC（发那科）数控机床为核心，配置刀库与机器人组成加工单元，完成单一产品的加工。本次项目共覆盖 13 台数控机床、11 个自动化控制柜和 13 台 MTPad。MT-Pad 安装在机床旁，工人通过它完成报工、检验数据录入和呼叫上料等操作。

项目现场

项目要解决的三个问题？

从项目范围看，此次车间管理需要落地三件事。

第一，生产计划保存在海外总部的Infor LN（ERP）系统中，需要解决计划如何下达车间、并拆分到具体机台的问题。

第二，13台数控机床分散运行，需要把设备运行数据统一采集、汇聚为管理层可每日查看的指标，例如设备综合效率（OEE）、报警统计与产量统计。

第三，从发料、检验到报工、完工检的每一个环节，都需要留下可查询、可追溯的电子化记录。

CPS在本项目中的定位，是用同一套系统把计划、设备与质量记录这三件事打通：向上对接 ERP，向下连接数控机床与车间终端。

功能模块

围绕车间数据采集、生产执行与设备管理，CPS采用模块化方式交付。本项目实际落地8个模块（DNC工艺管理、Message消息通知两个模块暂缓），各模块及其功能定义如下：

MTPad 车间终端

大屏展示效果

一张工单在车间里怎么跑

以 JOB 计划工单模块为主线：系统从美国 Infor LN获取生产计划，自动拆分为工单，并对异常工单标注对应原因。排产人员在排产周计划详细列表中，可在待排产列表手动插单；未加工的排产工单支持回滚重排，在PAD端还可查看当前尚未报工完成的工单列表。

PAD 工单列表

工单排产后，流程在PAD上依次接力：仓库发料并在系统登记，检验人员在PAD上提交检验记录；排产工单可打印工单封面，随后工单开工报工，系统统计开报工记录。到完工环节，完工检窗口核对报工数量与实物是否一致，异常工件必须填写审批编号。

工人侧，PAD工单列表按排产顺序依次加工，在机床旁即可完成工单暂停、检验数据录入、程序下发与呼叫上料等操作；车间大屏同步展示实时生产状态。

设备侧由 MDC 模块负责，除单日 OEE、设备报警统计、设备产量统计外，还提供责费率和工单及时率两项管理指标；TPM 模块支持年度保养计划与年度维修计划的导入。

实施中必须跨过的两个难点

第一件是与美国Infor LN系统对接。Infor是面向制造业的企业级软件供应商，LN是其面向离散制造的ERP产品。CPS需要从LN中获取工单、拆分工单，难点在于必须适配客户既有的IT 架构：不同工厂所用ERP的品牌与版本不同，对接方案需要随客户架构定制，没有通用答案。

第二件是设备侧集成。13台数控机床、11个自动化控制柜的数据需要采集上来，经处理后再集成回ERP；多品牌控制器、不同信号点与车间网络环境，每一项都可能影响工期，这也是离散制造数字化项目最常见的坎。

此外，消息通知（Message）模块因美国总部未允许对接而暂缓。这提示：数据合规与跨系统授权，是跨国制造企业上线系统时绕不开的前置门槛。

三个月，效率提升20%，合格率提升15%

上线三个月内，客户生产效率提升20%，产品合格率提高15%。改善主要来自工单、设备和现场三个层面。

工单层面最直接。JOB模块从Infor LN获取计划、自动拆成工单，异常工单连同原因一并标注；排产、发料、检验、报工、完工检每一步都在系统中留痕，一张工单的来龙去脉随时可调取。工单信息准确，是后续所有改善的基础。

设备层面体现在指标上。机床运行状态、报警和产量进入 MDC，单日 OEE、责费率、工单及时率每日可查；设备何时停机、为何停机均有记录，事后复盘有据可依。

现场层面体现在人与流程的衔接。工人在机床旁的 MTPad 上即可报工、录入检验数据、呼叫上料，工序衔接在系统内完成；管理层通过车间大屏即可看到哪台设备在等料、哪张工单被卡住，能当场追问、当场派工。随着生产数据持续积累，瓶颈定位与优化决策也有了数据依据。

常见问题（FAQ）

Q、CPS 是什么？

A、CPS即信息物理系统（Cyber-Physical System），强调计算、通信与物理过程的深度融合，通过“感知—分析—决策—执行”的数据闭环，实现对生产过程的实时监测与控制。本案例中的CPS特指微茗智能的智能工厂总控软件，由IoT数据采集、MES生产执行、APS智能排产构成；当车间包含自动化产线时，再增加FMS柔性产线管理。其目标是减少对人工反馈的依赖，让车间系统能够自主感知状态、辅助执行决策。

Q、这个项目上了哪些模块？

A、本项目共落地8个模块：MDC设备采集分析、PPM人员绩效、TPM设备维护保养、Addon安灯呼叫、VISION可视化、API接口、JOB计划工单、H5 移动端。DNC工艺管理、Message消息通知两个模块暂缓。

Q、项目成效如何？

A、上线三个月内生产效率提升20%，产品合格率提升15%。工单实现全流程数字化，执行情况可实时监控，异常能够被及时发现和处理。

Q、项目最主要的难点是什么？

A、一是与美国Infor LN系统（ERP）对接；二是完成13台数控机床、11个自动化控制柜的数据采集、处理并集成回 ERP。