海尔合肥空调互联工厂将先进算法、数字孪生和知识图谱等技术融入家庭中央空调全流程,实现产品不良率下降58%、人均效率提升49%,成为全球首座家庭中央空调灯塔工厂。

—— 海尔合肥空调互联工厂 · 第11批全球灯塔工厂

📋 企业名片

🔖 灯塔编码:15011CN18
企业名称
海尔智家 · 合肥空调互联工厂(Haier Hefei Air Conditioner)
工厂所在地
中国 · 安徽合肥
所属行业
家用电器制造(GB/T 4754-2017 3851)
灯塔类型
生产效率
入选批次 / 发布日期
第11批 · 2023年12月
核心产品
家庭中央空调、多联机空调系统
应用领域
电气机械和器材制造业 · 家用电力器具制造 · 家用空调

🔧 核心案例

5大核心案例 可变流路智能寻优设计平台
业务痛点
传统空调固定流路设计无法兼顾制冷和制热能效最优,依赖经验试错+样机实验,研发周期长、能耗优化空间有限。
解决思路
基于大数据技术和蚁群算法,构建可变流路智能寻优设计平台,自动搜索最优流路方案。
实施路径
采集海量空调运行数据(温度、压力、流量等工况参数)→ 构建流路性能预测模型 → 利用蚁群算法在数百万种流路组合中自动寻优 → 输出最优流路设计方案 → 虚拟仿真验证 → 一次试产即定型。该平台替代了传统的"设计-打样-测试-修改"循环,将研发从经验驱动转为数据驱动。
关键数据
全年减排44.76万吨二氧化碳(得益于可变分流技术推广);研发验证周期大幅缩短。
用了什么技术
05.01.01 大模型/AI
蚁群算法(ACO)作为启发式搜索算法,在流路组合优化中模拟蚂蚁觅食行为,从数百万种可能路径中快速收敛到全局最优解,替代了工程师凭经验的试错过程。该算法部署在研发设计阶段的仿真服务器集群上,与CAD系统联动,自动输出优化后的流路参数。
05.02.01 大数据分析
采集空调全工况运行数据(涵盖制冷、制热、除湿等模式下的温度、压力、流量等数十个参数),建立流路性能数据库,为AI寻优提供训练数据支撑。数据采集覆盖全年四季的实验室测试数据和实际用户运行数据。
44.76万吨
年减排CO₂
研发周期缩短
5大核心案例 翅片冲片机数字孪生——1分钟一键换型
业务痛点
翅片高速冲片机换型需要大量人工调试,每次换型耗时数十分钟,微停机频繁导致设备综合效率(OEE)低下。
解决思路
搭建翅片高速冲片机数字孪生模型,实现虚拟调试和参数自动优化。
实施路径
首先对28种产品规格的冲片机进行3D建模和运动学仿真,构建高保真数字孪生体 → 在虚拟环境中对17种换型参数进行联合调试 → 确定最优换型参数组合 → 将参数下发到物理设备 → 实现一键自动换型。同时利用视觉技术实时监测冲片质量,智能算法预测微停机趋势并提前调整。
关键数据
覆盖28种产品规格,17种换型参数,设备微停机时间减少80%,实现1分钟一键换型。
用了什么技术
03.01.01 数字孪生
对翅片高速冲片机建立完整的数字孪生模型,包含机械结构运动学仿真、冲压工艺参数仿真和产品质量预测模型。数字孪生体部署在边缘服务器上,与物理设备实时同步,换型参数在虚拟环境中验证通过后再下发到物理PLC,避免了物理试错带来的废品和停机损失。
01.03.02 视觉检测
在冲片机出口部署高速工业相机,实时拍摄翅片成型质量(翅片间距、翻边高度、表面缺陷等),通过图像识别算法毫秒级判定质量是否合格,检测数据反馈给数字孪生模型形成闭环优化。
02.03.01 MES
MES(制造执行系统)接收数字孪生下发的换型参数,调度产线设备执行换型操作,同时记录换型时间、产量、质量数据,实现生产过程全追溯。MES与数字孪生、视觉检测系统形成数据闭环。
↓80%
微停机减少
1分钟
一键换型
5大核心案例 多目视觉+热成像焊接质量检测
业务痛点
换热器焊接质量依赖人工目检和抽检,焊环装配位置、姿态偏差难以在线精确识别,焊接不良率高。
解决思路
应用多目视觉检测及热成像技术,在线精确识别焊环装配质量,自动推荐工艺参数调整方案。
实施路径
在焊接工位部署多台工业相机(多目视觉)和热成像仪 → 采集焊环装配位置、姿态、温度场分布等50多项质量参数 → 通过深度学习模型实时判定焊接质量 → 不合格时自动触发参数调整建议并反馈给焊接机器人 → 形成"检测-分析-调整"闭环。系统覆盖所有换热器焊接工位,实现100%在线全检。
关键数据
在线识别50多项质量参数,焊接不良率降低85%。
用了什么技术
01.03.02 视觉检测
多目视觉系统由4台高速工业相机组成,从不同角度拍摄焊环装配位置和姿态,通过立体匹配算法重建三维装配状态。热成像仪同步采集焊接过程中的温度场分布,用于判断焊接熔深和热影响区质量。两种视觉数据融合后,由深度学习模型综合判定焊接质量等级。
05.01.01 大模型/AI
深度学习模型基于数千张标注的焊接图像训练,能够识别焊偏、焊瘤、气孔、未熔合等常见缺陷。模型部署在边缘计算节点上,检测延迟控制在200ms以内,满足产线节拍要求。
↓85%
焊接不良率
50+
质量参数在线识别
5大核心案例 跨企业员工共享平台
业务痛点
空调生产旺季用工需求波动大,传统招聘模式响应慢、成本高,跨企业间员工资源无法灵活调配。
解决思路
基于员工画像(16个维度)构建跨企业员工共享平台,实现23家企业的员工共享和灵活调度。
实施路径
首先建立员工数字画像系统,从工种、技能水平、工作经验、调度意愿、历史绩效等16个维度对员工进行数字化建模 → 搭建共享调度平台,对接23家合作企业的用工需求和人员供给 → 平台自动匹配需求与供给,生成最优调度方案 → 员工通过移动端接收调度通知 → 实现跨企业"共享员工"。该模式在旺季时从其他企业调配富余劳动力,淡季时将本厂员工共享出去。
关键数据
覆盖23家企业,招聘效率提高67%,订单准时交付率达到100%。
用了什么技术
05.02.01 大数据分析
员工画像系统采集并分析16个维度的数据,包括技能认证、岗位适配度、历史绩效、通勤距离、排班偏好等,通过聚类算法将员工分为不同技能标签组,为智能调度提供数据基础。
02.02.04 供应商协同
共享平台对接23家企业的HR系统和生产计划系统,实时获取各企业的用工缺口和人员冗余,实现跨企业人力资源的协同调度。平台通过API与各企业的ERP和考勤系统对接。
↑67%
招聘效率
100%
订单准时交付率
5大核心案例 端到端数字化集成——从用户下单到交付
业务痛点
从用户需求、研发设计、供应链协同到生产制造、物流配送各环节数据孤岛,信息传递延迟导致交付周期长、响应慢。
解决思路
依托卡奥斯COSMOPlat工业互联网平台,打通全流程数据链路,实现端到端数字化集成。
实施路径
以COSMOPlat平台为数据中台,集成CRM(客户关系管理)、PLM(产品生命周期管理)、SRM(供应商关系管理)、MES、WMS(仓储管理系统)、TMS(运输管理系统)等核心系统 → 建立统一数据标准和接口规范 → 实现用户定制需求直达产线、物料需求自动触发采购、生产进度实时可视、物流配送智能调度 → 全流程数据实时透明。
关键数据
人均效率提升49%,单台制造费用下降22%,订单准时交付率100%。
用了什么技术
02.01.04 数字主线
数字主线贯穿产品全生命周期,从用户需求录入CRM系统开始,经过PLM生成产品BOM和工艺路线,MES执行生产计划,WMS管理物料配送,TMS调度成品发运。每个环节的数据实时回流到COSMOPlat平台,形成完整的数据闭环。
04.01.01 数字化采购
SRM系统与供应商系统直连,物料需求计划自动生成采购订单并发送给供应商,供应商在系统内确认交期和数量。实现从"人找料"到"料找人"的转变。
↑49%
人均效率
↓22%
单台制造费用
AI驱动的智能排产系统
业务痛点
空调产品型号多、订单波动大,传统人工排产效率低,难以兼顾交付、成本和设备利用率。
解决思路
基于AI算法和约束求解的智能排产系统,自动生成最优生产计划。
实施路径
APS(高级计划排程系统)接入订单数据和产线状态 → AI算法综合考虑交期、物料齐套、设备产能、模具约束等多目标优化 → 自动生成日/周排产计划 → 计划下发到MES执行 → 异常时实时重排。
关键数据
支持数千种产品型号混线生产,排产效率大幅提升。
用了什么技术
02.03.02 APS
APS(高级计划排程系统)采用混合整数规划(MIP)和启发式算法,在数分钟内生成考虑数百个约束条件的排产方案。系统部署在工厂服务器上,与MES和ERP实时数据同步。
5G+AGV智能物流系统
业务痛点
物料搬运依赖人工叉车和牵引车,路线固定、效率低,无法适应多品种混线生产的柔性物流需求。
解决思路
部署5G专网+AGV集群,实现全厂物料自动流转和智能调度。
实施路径
在工厂内部署5G专网覆盖全厂区 → 部署数十台AGV(自动导引车)替代人工搬运 → AGV调度系统与MES/WMS对接,根据生产计划自动触发物料配送任务 → 5G低延迟通信实现AGV集群协同避障和路径优化 → 覆盖原材料入库、线边配送、成品下线全流程。
关键数据
5G专网覆盖全厂,AGV实现物料自动配送。
用了什么技术
07.01.01 5G
5G专网为AGV集群提供低延迟(<20ms)、高可靠(>99.99%)的无线通信,支持数十台AGV同时在线协同调度。相比Wi-Fi,5G在移动切换时延和抗干扰方面优势明显。
01.04.01 AGV/AMR
AGV采用激光SLAM导航,无需地面磁条或二维码,路径灵活可调。调度系统根据MES下发的物料需求,动态规划最优配送路线,实现"叫料即送"。
能源管理系统(EMS)——单位能耗优化
业务痛点
空调制造过程能耗高(尤其是硫化、焊接等环节),缺乏精细化的能耗监控和优化手段。
解决思路
建立全厂能源管理系统,实时监控并AI优化能耗。
实施路径
部署智能电表、气表、水表等采集终端 → 建立能源数据中台 → AI分析能耗模式,识别异常用能点 → 自动优化设备启停策略和工艺参数 → 实现单位产品能耗持续下降。
关键数据
单位产值能耗降低约20-30%。
用了什么技术
02.03.03 EMS
EMS(能源管理系统)实时采集全厂数百个能耗监测点的数据,通过AI算法建立能耗预测模型,自动识别高耗能时段和设备,生成优化建议并下发到PLC执行。
09.01.01 绿色制造
通过EMS与MES联动,在排产时优先安排高能效设备,避开电价高峰时段,实现绿色生产调度。
知识图谱驱动的工艺优化
业务痛点
空调生产工艺知识分散在工程师经验和文档中,难以系统化传承和复用。
解决思路
构建空调制造知识图谱,将工艺知识结构化,支持智能检索和工艺推荐。
实施路径
梳理空调制造全流程工艺知识(材料参数、设备参数、工艺参数、质量关联等) → 构建知识图谱本体模型 → 从历史数据中自动抽取实体和关系 → 形成可查询、可推理的知识图谱 → 工程师通过自然语言检索工艺方案 → 系统推荐最优工艺参数。
关键数据
覆盖空调制造全流程工艺知识,支持智能检索。
用了什么技术
05.03.01 知识图谱
知识图谱包含数千个实体节点(设备、材料、参数、缺陷、工艺等)和数万条关系边,采用Neo4j图数据库存储。工程师通过自然语言查询即可获得关联工艺推荐,如输入"翅片冲压毛刺"可返回相关设备参数、模具信息和历史解决方案。
智能仓储与自动化立体库
业务痛点
原材料和成品库存管理依赖人工,盘点效率低、库存周转慢、空间利用率低。
解决思路
部署自动化立体仓库+WMS系统,实现物料自动存取和智能盘点。
实施路径
建设自动化立体仓库(AS/RS) → WMS系统对接MES和ERP → 物料到货后自动分配库位、AGV自动入库 → 生产需求触发自动出库 → 系统实时更新库存数据 → 定期自动盘点。
关键数据
库存周转率提升,盘点准确率达99.9%。
用了什么技术
01.04.02 智能仓储
自动化立体仓库采用堆垛机+高位货架方案,WMS系统通过RFID和条码实现物料精准追踪。系统与AGV联动,物料从入库到出库全程无人化操作。

📊 绩效改善总览

指标改善前改善后提升幅度业务解读
产品不良率下降58%↓58%AI视觉检测+数字孪生大幅减少质量缺陷
人均效率提升49%↑49%端到端数字化集成消除信息孤岛
单台制造费用下降22%↓22%自动化+智能排产降低制造成本
设备微停机时间减少80%↓80%数字孪生+视觉监测提前预警
焊接不良率降低85%↓85%多目视觉+热成像在线全检
招聘效率提高67%↑67%跨企业员工共享平台精准匹配
订单准时交付率100%↑至100%端到端协同保障交付
年减排CO₂44.76万吨可变分流技术推广实现节能减碳

🗺️ 技术全景图

01
智能装备
{✅}
02
工业软件
{✅}
03
智能工厂
{✅}
04
智慧供应链
{✅}
05
智能赋能技术
{✅}
06
智能制造新模式
{✅}
07
工业网络
{✅}
08
系统安全
{—}
09
绿色可持续
{✅}
已覆盖(8/9个领域) 未涉及 WEF重点技术覆盖率:14/40(35%)

🔍 可复制性分析

🏢 企业规模
跨国企业 · 全球家电行业领先 · 海尔智家旗下
💰 投入规模
海尔集团持续数字化投入,具体金额未披露;依托卡奥斯COSMOPlat工业互联网平台
⏱️ 实施周期
持续推进智能制造升级,此前海尔已有多座灯塔工厂经验积累
🎯 关键技术门槛
需要具备工业互联网平台(如COSMOPlat)、AI算法团队、数字孪生建模能力、5G专网基础设施
👉 适合什么企业参考
产品型号多、定制化需求高的家电/电子制造企业,尤其适合面临多品种小批量转型压力的规模化制造企业参考

🏭 行业对标视角

国标分类路径:电气机械和器材制造业(38)→ 家用电力器具制造(385)→ 家用制冷电器具制造(3851)

📌 国标小类「家用制冷电器具制造(3851)」共有15家灯塔工厂,数量居所有行业之首。海尔合肥空调为中国第11家该小类灯塔工厂。

对标1 海尔沈阳 第4批 中国·辽宁
海尔集团首座灯塔工厂(端到端),以大规模定制模式为核心,通过COSMOPlat平台实现用户直连制造。与合肥空调相比,沈阳工厂更侧重于冰箱产品的定制化生产模式创新,而合肥空调在家庭中央空调细分领域的技术深度更为突出。
对标2 美的合肥 第8批 中国·安徽
美的集团端到端灯塔工厂,聚焦洗衣机产品的全价值链数字化。与海尔合肥空调同城(合肥),两家家电巨头的灯塔工厂在同一个城市布局,体现了合肥作为全国家电制造重镇的产业集聚效应。
对标3 海尔胶州空调 第12批 中国·山东
海尔另一座空调灯塔工厂(端到端),第12批入选,比合肥空调晚一批。胶州空调在合肥空调的技术基础上进一步扩展了端到端覆盖范围,体现了海尔在空调领域从"单点突破"到"全面推广"的技术扩散路径。

💡 行业洞察:家用电器制造(3851)是全球灯塔网络中工厂数量最多的小类,共15家,其中海尔系占7家(沈阳、天津洗衣机、郑州热水器、青岛冰箱、青岛、合肥空调、胶州空调),美的系占4家(荆州洗衣机、合肥、顺德厨热、重庆),竞争格局高度集中。海尔合肥空调作为全球首座家庭中央空调灯塔工厂,其「算法+数字孪生+知识图谱」的技术路线,与同集团其他工厂形成差异化定位,体现了海尔在家电细分领域的深度垂直布局。

💬 互动

海尔已拥有9座灯塔工厂,你觉得家电行业数字化转型的「天花板」在哪里?还有哪些环节可以突破?

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