光纤光缆是信息通讯基础设施中不可或缺的基础材料，其制造类型属于偏流程型制造的混合型制造，具有加工周期长、影响因素多、控制精度高的特点。光纤预制棒是光纤制造的源头，占据光纤光缆产业链利润的70%，是产业链中制造技术最难、生产工艺最复杂的产品。长飞光纤光缆股份有限公司（以下简称长飞公司）制定了详细的智能制造发展规划，在充分考虑氯气等生产原材料及废料循环利用的条件下，在湖北潜江建设了预制棒及光纤智能制造单体工厂（以下简称智能工厂），实现了从设备层到车间层的智能制造。

图1  VAD沉积-烧结-退后车间精密装配机器人

一、实施路径

（一）自主研发核心工艺装备，打破国外技术垄断。自2012年以来，长飞公司成立了VAD、OVD工艺研发及产业化公关团队，并通过五年的研发攻关，研制出具有完全自主知识产权的VAD、OVD工艺及装备平台，实现多项关键技术的创新和突破，改变了国内预制棒技术长期被卡脖子的不利局面，获得国家、省级科技进步奖。2016年起，团队又开始进一步推进VAD、OVD产线的智能制造改造提升，基于工艺突破实现了18种核心工艺装备的智能化升级改造，并投入使用。通过与MES、专家知识库等集成，实现了核心工艺装备工艺过程自适应控制、自诊断修复、生产流程工艺趋势控制及模型优化等功能，大大提升了生产效率。

（二）全面应用智能物流装备，打造离散工艺流程化生产模式。智能工厂光纤车间精密及重载装配机器人、光纤成品高参数自动化立体仓库、AGV和自动物流线等多套智能物流装备全面应用，将离散工艺设备、分离车间系统整合连通，实现全流程预制棒工序间的自动装卸载和物流运输，主工艺流程物流自动化覆盖率100%。

（三）基于工业大数据分析，实现生产工艺趋势控制与优化。预制棒和光纤生产工艺流程长、人为驱动工艺控制等因素，造成了工艺质量控制滞后和波动等问题。通过采用智能工艺系统和工业大数据分析应用技术，建立生产工艺的加工数学模型，对衍生出的大数据样本不断进行智能拟合，实现了工艺的在线趋势控制、设备健康诊断和预测模型、工艺模拟及质量预测等功能。

图2  光纤成品高参数自动化立体仓库系统

二、实施成效

经过多年的智能工厂建设，智能制造成功在长飞光纤潜江有限公司产业化落地，取得了显著的经济与社会效益。不仅打破了国外的技术垄断，达到了世界领先水平，还实现了显著的经济效益，预制棒生产效率提高26%，运营成本降低27.3%，产品研制周期缩短34.4%，产品不良品率降低24.7%，能源利用率提高48.4%。2020年，入选国家智能制造标杆企业。