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一、陶瓷行業數字化轉型的時代背景與核心挑戰
在消費升級與工業 4.0 浪潮的雙重驅動下,陶瓷行業正經歷從傳統制造向智能生產的深刻變革。作為全球陶瓷生產與消費大國,我國陶瓷產業規模已連續多年位居世界前列,但長期以來面臨著生產效率低下、質量管控粗放、個性化定制能力不足、數據孤島現象突出等結構性問題。以某陶瓷企業為例,其傳統生產模式在應對小批量多品種訂單時,暴露出生產計劃調整滯后、人工監控易出錯、質量追溯困難等痛點,難以滿足高端客戶對產品精度、安全性與個性化的嚴苛要求。與此同時,在消費陶瓷領域,如茅臺、五糧液等名酒企業及萬豪、希爾頓等國際酒店集團對供應鏈的數字化水平提出了更高標準,倒逼陶瓷制造企業加速數字化轉型,本文以消費陶瓷為例,分析云之佳MOM系統在陶瓷行業的創新應用與實踐。
(一)行業共性挑戰解析
復雜工藝與人工管理的矛盾
陶瓷生產涵蓋原料精煉、成型、施釉、燒制、包裝等數十道工序,以硬質瓷為例,需經歷 1280℃高溫燒制,莫氏硬度要求≥7 級,傳統人工監控難以精準把控溫度、壓力等關鍵參數,導致產品尺寸精度誤差波動較大(傳統工藝誤差≤1mm,而國際高端客戶要求≤0.5mm)。
個性化需求與規模化生產的沖突
隨著 “國徽瓷” 定制、陶瓷酒瓶個性化設計等高端需求的增長,企業需在同一生產線靈活切換不同工藝標準。例如,為茅臺定制的浮雕鎏金酒瓶需融合琺瑯彩繪技法,同時滿足 IP68 級密封性要求,傳統手工換型耗時長達 4 小時,嚴重影響交付效率。
質量追溯與合規性壓力
歐盟 RoHS 指令、美國 FDA 食品接觸材料標準等國際法規對陶瓷產品的鉛鎘溶出量、抗菌性能等提出嚴格要求。某企業曾因人工記錄缺失導致出口產品召回,直接損失超 500 萬元,凸顯數據閉環管理的重要性。
二、MOM 系統:陶瓷行業數字化轉型的核心引擎
制造運營管理系統(MOM)作為連接 ERP(企業資源計劃)與底層設備的核心樞紐,通過整合 MES(制造執行系統)、WMS(倉儲管理系統)、QMS(質量管理系統)、EAM(設備資產管理系統)等模塊,構建覆蓋 “計劃 - 執行 - 物流 - 質量 - 設備”
的全價值鏈數字化平臺。某陶瓷企業引入的 MOM 系統以工業互聯網為底座,集成 SCADA 數據采集、邊緣計算、RFID / 條碼識別等技術,實現生產全流程的透明化管理與智能決策。
(一)MOM 系統架構設計與功能模塊
數字化生產 MES:從訂單到交付的精準管控
計劃協同:通過 APS 高級排程算法,將客戶訂單(如古井貢酒定制酒瓶)自動拆解為成型、施釉、燒制等工序任務,支持插單、急單動態調整,計劃編制效率提升 70%。
工藝智能化:建立配方數據庫,例如超骨瓷生產中骨粉含量(≥45%)、透光率(>38%)等參數自動下發至 PLC 控制系統,實現投料計量誤差≤±0.1g,窯爐溫度控制精度達 ±1℃。
異常實時響應:在燒制環節部署傳感器,當檢測到溫度偏離設定值(如 1320℃還原焰燒成工藝)時,系統自動觸發報警并聯動調節燃氣閥門,異常處理時間從 30 分鐘縮短至 5 分鐘。
數字化倉儲 WMS:智能物流的神經中樞
RFID 全流程追蹤:在原料入庫、半成品流轉、成品出庫環節植入 RFID 芯片,例如酒瓶底部的 NFC 標簽可實時記錄生產批次、工藝參數等信息,庫存盤點效率提升 90%,發貨準確率達 100%。
立體倉庫自動化:通過 AGV 小車與機械手協同作業,實現從包裝線到貨架的自動碼垛與組托,入庫效率提升 5 倍,倉儲空間利用率提高 40%。
數字化質量 QMS:全生命周期質量守護
預防性質量控制:在施釉環節引入機器視覺檢測,對釉面平整度(國際 A 級標準)、色澤均勻度誤差(<0.2%)進行實時抓拍分析,替代傳統人工抽檢,缺陷識別率從 85% 提升至 99%。
全鏈路追溯體系:通過 “人機料環法” 數據關聯,任一產品可追溯至原料批次(如銀鋅離子抗菌劑供應商)、設備編號(如德國進口壓機)、操作人員等信息,滿足歐盟 REACH 法規的合規性要求。
數字化設備 EAM:設備效能的最大化挖掘
預測性維護:基于振動傳感器與大數據分析,建立設備健康度模型。例如,對自動化生產線的德國進口設備實施狀態監控,提前 7 天預警軸承磨損等潛在故障,非計劃停機時間減少 60%。
維保標準化:自動生成設備點檢計劃(如噴霧干燥塔每日溫度校準),通過移動端 APP 推送至維保人員,任務完成率從 60% 提升至 98%。
三、MOM 系統在陶瓷企業的落地實踐與場景創新
某陶瓷企業實施云之佳 MOM 系統,實現了從傳統制造向 “數字化 + 智能化 + 服務化” 的轉型升級。以下從核心業務場景解析其創新應用:
(一)原料精煉環節:精準配比與能耗優化
智能投料管理:在球磨工序中,系統根據配方自動計算原料(如石英、長石)用量,通過失重秤實現 ±0.1g 級精準計量,并結合成分檢測結果動態補料。以硬質瓷生產為例,原料浪費率從 8% 降至 3%,年節約成本超 200 萬元。
能耗監控優化:對磁選、浮選設備的能耗數據(如電機功率、運行時長)進行實時采集,通過機器學習算法優化設備啟停策略,單位產品能耗降低 15%,年減少碳排放約 500 噸。
(二)成型與施釉環節:柔性生產與工藝創新
模具全生命周期管理:建立模具臺賬數據庫,記錄模具使用次數、磨損程度等信息,當生產茅臺浮雕酒瓶時,系統自動匹配對應模具并提示更換周期,換型時間從 4 小時縮短至 1.5 小時。
施釉工藝智能化:在自動施釉線上部署視覺引導機器人,根據酒瓶弧度(如劍南春異形瓶)動態調整噴釉角度與流量,釉層厚度均勻性提升 90%,人工干預率從 40% 降至 5%。
(三)燒制環節:窯爐控制的革命性突破
多段溫控精準控制:針對國宴瓷 1320℃還原焰燒成工藝,系統將升溫過程劃分為 5 個階段(如 0-300℃預熱、300-800℃氧化等),每個階段溫度誤差控制在
±1℃,釉面色澤均勻度誤差從 1.5% 降至 0.15%,一次性合格率從 82% 提升至 96%。
智能預警與工藝迭代:通過分析歷史燒制數據(超 10 萬條工藝記錄),建立窯爐溫度 - 產品質量關聯模型,自動推薦最優工藝參數組合,新產品開發周期縮短 30%。
(四)包裝與物流環節:智慧交付與防偽溯源
全自動包裝線:在包裝環節集成視覺掃碼、自動貼標、重量檢測等功能,當生產希爾頓酒店餐具時,系統根據訂單要求自動匹配包裝規格(如 12 件 / 箱),包裝效率提升 80%,人工成本降低 50%。
防偽溯源體系:通過瓶底 RFID 芯片與 NFC 技術,消費者可通過手機掃碼驗證產品真偽,同時查看生產批次、工藝參數等信息,有效遏制仿冒產品流通,品牌信任度提升顯著。
四、項目實施成效:數據驅動的價值躍升
(一)運營效率全面提升
生產周期縮短:通過計劃協同與工藝優化,訂單交付周期從 45 天壓縮至 28 天,急單響應速度提升 60%。
設備綜合效率(OEE):從 58% 提升至 82%,年產能利用率提高 25%,新增產值超 8000 萬元。
(二)質量與成本雙優控制
良品率突破:全流程數字化管控使產品良品率從 92% 提升至 98.5%,年減少不良品損失超 1200 萬元。
成本顯著下降:原料浪費率降低 5%、能耗成本下降 15%、人工成本減少 40%,綜合運營成本降低 22%。
(三)數字化能力構建
數據資產沉淀:累計采集設備數據超 50TB,建立工藝參數、質量缺陷等 10 余個數據模型,為持續優化提供支撐。
合規性保障:通過全流程追溯與數據留痕,順利通過 FDA、ISO 等國際認證審核,出口訂單占比從 15% 提升至 30%。
五、未來展望:MOM 系統驅動陶瓷行業智能化升級
某陶瓷企業的 MOM 應用實踐表明,數字化制造并非簡單的設備替換,而是通過業務流程重塑、數據價值挖掘、組織能力升級的系統工程,實現從 “制造” 到 “智造” 的質變。展望未來,陶瓷行業的智能化升級將呈現以下趨勢:
AI 深度融合:將深度學習算法應用于窯爐控制、缺陷預測等場景,實現 “自學習、自優化”
的自適應生產。
5G + 工業互聯網:通過 5G 網絡實現設備遠程運維、跨廠區協同制造,例如構建
“陶瓷云工廠”,實現多地產能動態調配。
綠色制造體系:基于 MOM 系統的能耗數據,優化生產流程與能源結構,推動陶瓷行業向低碳化、循環化轉型。
服務化延伸:從單一產品供應商向 “陶瓷解決方案服務商” 轉型,通過 MOM 系統對接客戶 CRM 平臺,提供定制化設計、智能倉儲等增值服務。
在 “雙碳” 目標與消費升級的時代背景下,數字化制造已成為陶瓷行業破局發展的必由之路。MOM 系統作為連接戰略規劃與現場執行的橋梁,不僅是一套技術工具,更是企業管理理念與生產模式的革新。某陶瓷企業的成功實踐證明,通過 MOM 系統的深度應用,傳統制造企業能夠突破規模與效率的瓶頸,在高端市場競爭中構建差異化優勢。隨著工業互聯網技術的不斷演進,陶瓷行業的數字化轉型將釋放更多創新活力,開啟
“中國陶瓷智造” 的新篇章。
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