公司智能制造規(guī)劃

1、公司智能制造規(guī)劃 智能 制造規(guī)劃 擬 制： 審 核： 批 準(zhǔn)： 日 期： 目錄 1. 概述. 2. 需求分析. 2.1 倉儲 . 2.2 生產(chǎn) . 2.3 其他 . 3. 企業(yè)信息化現(xiàn)狀分析. 4. 智能制造方案. 4.1 系統(tǒng)架構(gòu) . 4.2 子系統(tǒng)耦合關(guān)系分析 . 4.3 工業(yè)大數(shù)據(jù)中心方案 . 4.3.1 工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺框架 . 4.3.2 工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺特點 . 4.4 現(xiàn)場層系統(tǒng) . 4.4.1 數(shù)據(jù)采集方案 . 4.4.2 機器視覺檢測系統(tǒng) . 4.4.3 生產(chǎn)測試管理平臺 . 4.5 應(yīng)用層系統(tǒng) . 4.5.1 智能倉儲系統(tǒng)方案 . 4.5.2 項目管理系統(tǒng)方案 . 4.5.3

2、設(shè)備管理系統(tǒng)方案 . 4.5.4 plm 系統(tǒng)方案 . 4.5.5 能耗管理系統(tǒng) . 4.5.6 crm 系統(tǒng)方案 . 4.5.7 gis+bim 構(gòu)建虛擬車間 . 5. 系統(tǒng)建設(shè)路線. 5.1 實施策略 . 5.2 實施路線（建議） . 版本信息 日期 版本 備注 2021.10.24 蔣中能 pa1 初版方案 2021.10.25 蔣中能 pa2 修改實施路線內(nèi)容；在第一章前增加"說明' 說明 1. 概述：簡述背景和本案的基本內(nèi)容； 2. 需求分析：主要描述現(xiàn)場調(diào)研情況及簡要分析； 3. 企業(yè)信息化現(xiàn)狀：描述企業(yè)現(xiàn)階段的信息化系統(tǒng)及使用情況，作出簡要分析； 4. 智能制造

3、方案：描述總體架構(gòu)；按照三個層級（數(shù)據(jù)層、現(xiàn)場層、應(yīng)用層）進(jìn)行系統(tǒng)方案描述； 5. 系統(tǒng)建設(shè)路線：闡述天衡電科的智能制造實施策略，針對九州實際情況給出簡要的實施路線建議。 1. 概述 在工業(yè) 4.0、互聯(lián)網(wǎng)+以及大數(shù)據(jù)、機器人和人工智能等技術(shù)日趨成熟的背景下，智能工廠建設(shè)的可能性逐漸明朗。 根據(jù)目前的技術(shù)成熟度，當(dāng)前制造業(yè)轉(zhuǎn)型的現(xiàn)實目標(biāo)應(yīng)當(dāng)是建設(shè)數(shù)字化工廠、探索數(shù)字化管理和重構(gòu)優(yōu)化工作流程以滿足數(shù)字化的要求。其主要原因有二： 其一：人工智能方法的成熟度上不能完全被可靠的利用到制造過程中，在當(dāng)前只能通過數(shù)據(jù)感知獲取一些知識，而判斷的工作依然需要人來完成。因此，希望一步到位的實現(xiàn)智能工廠還不現(xiàn)實。

4、但實現(xiàn)全數(shù)字化的工廠，將所有環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)采集和流轉(zhuǎn)全部實現(xiàn)虛擬化并提供交互功能是完全可以做到的，這種形態(tài)的工廠即數(shù)字化工廠。 其二：數(shù)字化工廠是走向智能化工廠的必經(jīng)道路。目前科學(xué)界普遍的共識是通過數(shù)據(jù)感知是獲取智能的途徑，因此數(shù)據(jù)是智能工廠最為核心和關(guān)鍵的部分，也是實現(xiàn)智能的基礎(chǔ)。 而數(shù)字化工廠建設(shè)最為核心的內(nèi)容是數(shù)據(jù)平臺的建設(shè)。包括了數(shù)據(jù)的采集、傳輸、預(yù)處理、分類、規(guī)約、訪問控制、相干性保證等諸多方面的內(nèi)容；需要動用傳感器技術(shù)、信號處理技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、分布式計算技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲技術(shù)、軟件技術(shù)、web 技術(shù)等眾多 ict 領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。 數(shù)據(jù)平臺的建設(shè)是一個有意義而又有挑戰(zhàn)的工作。 在這一背

5、景下，本案擬對數(shù)字化工廠的數(shù)據(jù)平臺建設(shè)作一個方案規(guī)劃。為數(shù)據(jù)平臺建設(shè)的實施提供指導(dǎo)和依據(jù)。 本案的主要內(nèi)容包括： 1. 數(shù)據(jù)平臺架構(gòu)介紹：一般意義上的框架性介紹，建立一個基本的廣泛適應(yīng)性的數(shù)據(jù)平臺框架，并標(biāo)明其關(guān)鍵技術(shù)。 2. 數(shù)據(jù)平臺的應(yīng)用背景：針對實際的應(yīng)用，對企業(yè)的規(guī)模、業(yè)務(wù)過程、數(shù)據(jù)采集的類型和要求、數(shù)據(jù)量等具體應(yīng)用相關(guān)情況進(jìn)行描述。 3. 數(shù)據(jù)平臺方案規(guī)劃：依據(jù)框架和具體的應(yīng)用背景，具體給出某企業(yè)的數(shù)據(jù)平臺的方案，指明需要的數(shù)據(jù)類型、數(shù)量以及實現(xiàn)方法等。 4. 軟硬件部署設(shè)計：對系統(tǒng)部署實施階段所需的軟件和硬件環(huán)境做出規(guī)定。 2. 需求 分析 2.1 倉儲 調(diào)研情況 ： 1. 儲藏類

6、型有三種：器件、半成品（原材料）、成品 2. 所有三種類型的產(chǎn)品都存在外購和自產(chǎn)。 3. 入庫流程為：待驗檢驗入庫。其中待驗環(huán)節(jié)主要是核對物料信息（外包裝銘牌）以及抽樣檢查數(shù)量；檢驗為全檢。 4. 出庫分為領(lǐng)料和銷售出庫兩種。 5. 領(lǐng)料流程為：技術(shù)中心下發(fā) bom 清單pmc 部做計劃單，發(fā)送領(lǐng)料單庫管發(fā)料生產(chǎn)配套區(qū) 6. 銷售流程為：營銷公司運輸中心庫管 7. 入庫數(shù)據(jù)為人工在 erp 軟件中錄入對應(yīng)號碼。 分析 ： 1. 出入庫數(shù)據(jù)需人工在 erp 軟件中錄入，較繁瑣。 2. 倉庫堆料為人工，存在擺放不合理以及快速查找響應(yīng)慢等問題。 2.2 生產(chǎn) 調(diào)研情況 ： 1. 有 11 條產(chǎn)線，每

7、條產(chǎn)線獨立工作。 2. 每條產(chǎn)線的生產(chǎn)情況由人工統(tǒng)計，在現(xiàn)場表現(xiàn)為小黑板展示，在后臺為人工輸入電腦。 3. 華為專線生產(chǎn)線有 mes 系統(tǒng)，并配套掃碼槍。 4. pcm 部向生產(chǎn)部門下發(fā)總生產(chǎn)計劃，生產(chǎn)部門根據(jù)實際產(chǎn)線情況制定排產(chǎn)計劃。 5. pcm 部下發(fā)的 bom 清單會在生產(chǎn)部做一次比對，如果發(fā)現(xiàn)有問題則反追溯；如果沒問題，則實施配料。 6. 新產(chǎn)線數(shù)據(jù)目前已做到在上位機進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取，使用的是設(shè)備配套的軟件，讀取的信息類型較豐富；舊產(chǎn)線數(shù)據(jù)能否讀取尚不清楚。 7. 新產(chǎn)線設(shè)備的數(shù)據(jù)傳遞口為 lan 口。 分析 ： 1. plm 系統(tǒng)產(chǎn)生的 bom 清單在修改時，由于系統(tǒng)間傳遞信息的時間不

8、對稱， 會造成生產(chǎn)部門的 bom 清單與最新的 bom 清單不匹配的問題，使配料環(huán)節(jié)產(chǎn)生問題。 2. 華為專線的 mes 系統(tǒng)據(jù)現(xiàn)場工作人員反應(yīng)，并不好用，原因有幾點： a) 數(shù)據(jù)統(tǒng)計不準(zhǔn)確，主要原因為掃碼槍有時讀取不到產(chǎn)品信息。 b) mes 系統(tǒng)上線倉促，在流程和功能匹配度上存在問題。 2.3 其他 1. 提供制造前端的物理量數(shù)據(jù)采集；如各類傳感器數(shù)據(jù)。 2. 提供制造前端各種設(shè)備（裝備）的狀態(tài)數(shù)據(jù)、過程數(shù)據(jù)和工藝數(shù)據(jù)等關(guān)心的數(shù)據(jù)采集（針對現(xiàn)階段沒有的設(shè)備） 3. 提供制造前端所需的數(shù)據(jù)錄入和搜集所需的人機交互界面，實現(xiàn)人工錄入信息的采集。 4. 保證數(shù)據(jù)采集過程中的數(shù)據(jù)傳輸安全。 5.

9、保證設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)后的工作狀態(tài)可靠和信息安全。 6. 提供數(shù)據(jù)存儲、查詢、分析等所需的軟件。 7. 提供該數(shù)據(jù)平臺與其他應(yīng)用系統(tǒng)集成時所需的軟件接口。 8. 數(shù)據(jù)采集前端的類型、數(shù)量能夠在不影響原有數(shù)據(jù)平臺的基礎(chǔ)上擴展。 9. 數(shù)據(jù)接口完全開發(fā)，具備自生長和可擴展性。 3. 企業(yè)信息化 現(xiàn)狀 分析 現(xiàn)狀： 1. 具備五個系統(tǒng)，分別是：erp（金蝶 k3，12.3 版）、oa（大通 2021）、plm（金蝶 13.1 版）、條形碼系統(tǒng)、mes 系統(tǒng)。 2. erp 系統(tǒng)上線于 2021 年，功能： a) 供應(yīng)鏈 b) 生產(chǎn)制造（生產(chǎn)計劃、bom 清單、車間管理） c) 財務(wù)結(jié)算 d) 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（與

10、 plm 系統(tǒng)的 bom 清單同步） 3. oa 系統(tǒng)上線于 2021 年，功能： a) 審批流 b) 財務(wù)報銷 c) 初步的 bi 分析（財務(wù)報表） d) 集成應(yīng)用（物資借用、付款申請、基礎(chǔ)資料） 4. plm 系統(tǒng)上線于 2021 年，功能： a) 資料電子化（審批流程） b) 資料數(shù)據(jù)化（bom） c) 物料申請（與 erp 系統(tǒng)同步） d) 項目管理（下一步目標(biāo)） 5. 條形碼系統(tǒng)上線于 2021 年，功能： a) 成品下線、質(zhì)檢、出入庫、售后 b) 物料信息、出入庫單與 erp 系統(tǒng)同步 6. mes 系統(tǒng)上線于 2021 年，功能： a) smt 管理（追溯物料，板卡與批次綁定）

11、b) dip（插件）追溯 c) 組測包（生產(chǎn)過程管控） d) 庫存發(fā)貨管理 e) 物料信息、出入庫單、bom 與 erp 系統(tǒng)同步 分析 ： 1. 所有系統(tǒng)以 erp 系統(tǒng)為核心，其余系統(tǒng)與 erp 系統(tǒng)進(jìn)行部分?jǐn)?shù)據(jù)交互，由于各系統(tǒng)中有自己獨立的流程，所以在數(shù)據(jù)共時性上會存在數(shù)據(jù)同步的問題。 2. 每個系統(tǒng)有獨立的數(shù)據(jù)庫和自身的數(shù)據(jù)格式，在進(jìn)行系統(tǒng)間數(shù)據(jù)傳遞時有報錯的風(fēng)險（目前九州內(nèi)部采用各系統(tǒng)中加審批流程來進(jìn)行規(guī)避）。 4. 智能 制造 方案 4.1 系統(tǒng) 架構(gòu) 工業(yè)人工智能引擎生產(chǎn)計劃管理平臺集中采購管理平臺物料管理平臺生產(chǎn)過程管理平臺生產(chǎn)質(zhì)量管理平臺生產(chǎn)測試管理平臺用電側(cè)能耗管理平臺me

12、s系統(tǒng)自動化運維平臺存儲服務(wù) 計算服務(wù)工業(yè)大數(shù)據(jù)中心工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)機器視覺檢測系統(tǒng)現(xiàn)場電子測量系統(tǒng)智能裝備 自動化設(shè)備 機器人現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應(yīng)用層數(shù)據(jù)層現(xiàn)場層圖 4-1 數(shù)字化制造系統(tǒng)架構(gòu)圖 按照工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺構(gòu)建數(shù)字系統(tǒng)的思路，數(shù)字化工廠的總體框架和子系統(tǒng)劃分定義如下圖所示： 圖 4-2 數(shù)字化工廠的總體框架 上圖給出了該車間可能用到的系統(tǒng)模塊。按照功能關(guān)系劃分為三大部分，每一個部分的功能也稍作了細(xì)化。 子系統(tǒng) 1.11.8 都是部署在現(xiàn)場的各種軟硬件系統(tǒng)。 子系統(tǒng) 2.1 是大數(shù)據(jù)平臺。 子系統(tǒng) 3.13.7 是應(yīng)用軟件系統(tǒng)。 需要指出：1.11.8 之外，還可以擴展其他的現(xiàn)場應(yīng)用系統(tǒng)

13、，只要其數(shù)據(jù)接口和通信協(xié)議與大數(shù)據(jù)平臺的要求相符即可；3.13.7 之外，還可以擴展其他應(yīng)用管理系統(tǒng)，包括 erp、oa 等相關(guān)功能都可以在這一層實現(xiàn)擴展。 4.2 子系統(tǒng) 耦合關(guān)系分析 表 4-1 子系統(tǒng)耦合關(guān)系表 從耦合關(guān)系可以看出，前端系統(tǒng)（1.x）各個部分之間耦合很小，應(yīng)用系統(tǒng)（3.x）各個部分之間的耦合也很小。所有的耦合關(guān)系都集中在大數(shù)據(jù)平臺，因此大數(shù)據(jù)平臺的建設(shè)是最為關(guān)鍵的步驟。 4.3 工業(yè) 大數(shù)據(jù)中心 方案 4.3.1 工業(yè)大數(shù)據(jù) 平臺 框架 4.數(shù)據(jù)中心各類數(shù)據(jù)庫（關(guān)系、非關(guān)系數(shù)據(jù)庫）網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器計算服務(wù)器3.數(shù)據(jù)網(wǎng)1.前端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)2.工業(yè)防火墻1.前端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)2.工業(yè)

14、防火墻1.前端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)2.工業(yè)防火墻1.前端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)2.工業(yè)防火墻 企業(yè)網(wǎng)其他應(yīng)用系統(tǒng)（mes、erp、crm、pdm、plm等）圖 4-3 工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺一般性框架 工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺分為三部分： 1. 前端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：包括數(shù)據(jù)采集器、嵌入式軟硬件、已經(jīng)必要的數(shù)據(jù)調(diào)理設(shè)備等。實現(xiàn)前端的各種數(shù)據(jù)提取，并進(jìn)行傳輸編碼、協(xié)議封裝等 預(yù)處理工作。 2. 工業(yè)防火墻：實現(xiàn)前端設(shè)備與數(shù)據(jù)網(wǎng)中其他設(shè)備之間的隔離，以保護設(shè)備本身工作狀態(tài)穩(wěn)定可靠，不受威脅。plc、rtu 等設(shè)備在過去一般是不接入網(wǎng)絡(luò)的，自然也不需要安全防護，但在數(shù)字化工廠建設(shè)的大背景下，設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)是不可回避的問題，因此安全隔離自然也

15、成為必須要考慮的要素。 3. 數(shù)據(jù)網(wǎng)：指工業(yè)現(xiàn)場的各種傳輸協(xié)議，常見的有 rs485、modbus 等總線形式，大多數(shù)采用通用的協(xié)議控制器連接即可，技術(shù)很成熟，不再贅述。 4. 數(shù)據(jù)中心：數(shù)據(jù)中心的主要任務(wù)是:1）數(shù)據(jù)的存儲 2）數(shù)據(jù)計算 3）數(shù)據(jù)請求服務(wù)響應(yīng)。在數(shù)字化工廠建設(shè)的背景下，要求各個業(yè)務(wù)端的數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)實時流轉(zhuǎn)、實時交叉分析，對數(shù)據(jù)的邏輯關(guān)系和時間關(guān)系的正確性提出了嚴(yán)格的要求，只有用大數(shù)據(jù)技術(shù)的方法來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的整體統(tǒng)籌才能解決這個問題。同時，鑒于數(shù)字化工廠網(wǎng)智能工廠進(jìn)化的過程中，需要不斷的增加各種數(shù)據(jù)，添加系統(tǒng)功能等，這要求數(shù)據(jù)平臺具有可擴展性，或者稱之為自生長性。因此，本案采用大

16、數(shù)據(jù)架構(gòu)來搭建數(shù)據(jù)中心，可以保證系統(tǒng)良好的開放性，為未來擴展做好準(zhǔn)備。 4.3.2 工業(yè) 大數(shù)據(jù)平臺 特點 該數(shù)據(jù)平臺架構(gòu)的主要特點有： 1. 采用大數(shù)據(jù)平臺架構(gòu)，保證系統(tǒng)的開放性。如此一來，其他的數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)都可以隨時方便的接入到該平臺上。同時，也可以保證整個系統(tǒng)的功能可擴展性。因此，這是一個可生長的平臺。 2. 引入工業(yè)防火墻。在保證數(shù)據(jù)采集全面的情況下，兼顧設(shè)備運行的安全性。制造型企業(yè)設(shè)備運行可靠性一旦受到威脅，其后果和損失十分巨大，因此必須仔細(xì)考慮前端的信息安全防護。 3. 采用分布式計算架構(gòu)。有兩層含義：1）采集前端部署計算資源，對現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集所需的信號處理、協(xié)議封裝、數(shù)據(jù)預(yù)處理或必

17、要的實時處理進(jìn)行直接計算，將結(jié)果直接反饋給數(shù)據(jù)中心；2）數(shù)據(jù)中心中，采用虛擬化的方法，實現(xiàn)并行的分布式計算，提高系統(tǒng)運行和計算效率。 4. 平臺軟件采用 soa 架構(gòu)。以服務(wù)為中心，將數(shù)據(jù)與應(yīng)用軟件剝離開，在 軟件功能增加、修改的時候不影響數(shù)據(jù)；使系統(tǒng)的可維護性和可擴展性大大增強。 4.4 現(xiàn)場層系統(tǒng) 4.4.1 數(shù)據(jù) 采集方案 4.4.1.1 生產(chǎn) 數(shù)據(jù)采集 生產(chǎn)數(shù)據(jù)包括但不限于： 1) 產(chǎn)品型號 2) 產(chǎn)品批次號 3) 產(chǎn)品原料來源 4) 產(chǎn)品數(shù)量 5) 產(chǎn)品質(zhì)檢結(jié)論 6) 產(chǎn)品生產(chǎn)時間戳 數(shù)字化工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集來源于四種： 1) 設(shè)備自讀取：具備通信接口的設(shè)備有自帶軟件將產(chǎn)品生產(chǎn)信息導(dǎo)

18、出，該數(shù)據(jù)的格式存在不確定性，可能需要規(guī)約之后放入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。 2) 傳感器采集：在生產(chǎn)關(guān)鍵節(jié)點加裝傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，這種方式應(yīng)科學(xué)規(guī)劃傳感器的部署，否則可能會造成數(shù)據(jù)記錄遺漏或錯誤。 3) 電子計數(shù)設(shè)備：例如掃碼槍等，其原理與(2)類似。 4) 其他系統(tǒng)導(dǎo)入：通過開放的數(shù)據(jù)接口，從其他系統(tǒng)導(dǎo)入或?qū)С觥?4.4.1.2 設(shè)備 數(shù)據(jù)采集 設(shè)備數(shù)據(jù)包括但不限于： 1) 設(shè)備運行數(shù)據(jù)：來源于設(shè)備本身，以時間戳來標(biāo)示 2) 設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)：異常信息記錄 3) 設(shè)備檔案數(shù)據(jù)：設(shè)備 pdm 系統(tǒng) 4) 設(shè)備維護數(shù)據(jù)：設(shè)備保養(yǎng)、維修數(shù)據(jù)記錄 4.4.1.3 環(huán)境 數(shù)據(jù)采集 環(huán)境數(shù)據(jù)的采集有三種： 1. 無線

19、 傳感模塊 無線傳感模塊集成了大量傳感器，如：煙霧傳感器、灰塵傳感器、濕度 傳感器、溫度傳感器、熱釋電傳感器、光線傳感器、氣體傳感器等。其通信方式采用 wifi、zigbee、mqtt 等，根據(jù)需要也可采用有線以太網(wǎng)通信的方式。 模塊由嵌入式處理器控制，尺寸小巧，架設(shè)方便。在接入網(wǎng)絡(luò)后直接將現(xiàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)采集上傳至數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)的應(yīng)用場景不限于安防、環(huán)境監(jiān)控、工廠虛擬再現(xiàn)等。 圖 4-4 無線傳感器模塊 2. 生物 識別 生物識別技術(shù)，常見的是指紋、虹膜、臉相等一系列生物特征提取和識別方法。本案中，采用人體手掌靜脈識別技術(shù)作為身份識別和授權(quán)依據(jù)，具有更高的安全性。 該技術(shù)的主要優(yōu)點如下： 1)

20、活體識別：掌靜脈圖像只有活體才有，非活體是得不到掌靜脈特征的；因此無法偽造。 2) 無損傷：采用非接觸式被動方法獲取生物內(nèi)部特征，對生物體無任何損害。 3) 安全級別高：由于無法偽造，且提取的是生物體的內(nèi)部特征，其總體安全級別是目前所有生物識別技術(shù)中安全級別最高的一種。 生物識別技術(shù)可用于車間出入人員管理，設(shè)備使用授權(quán)等，其授權(quán)記錄也被納入大數(shù)據(jù)平臺中。 3. 室內(nèi) 定位 position 室內(nèi)定位系統(tǒng)采用超寬帶技術(shù)，對現(xiàn)場人員動行動軌跡進(jìn)行記錄。其接入點可達(dá)上萬個，選用多維定位模式，定位精度達(dá)到厘米級并提供開放的軟件接口。 在車間安防應(yīng)用中，其采集的數(shù)據(jù)可用軌跡回溯、互監(jiān)放單，多樣報警等。在

21、保密性較高的場合尤為適用。 4.4.1.4 數(shù)據(jù) 服務(wù) Ø 數(shù)據(jù)庫 制造現(xiàn)場屬離散制造，其數(shù)據(jù)基數(shù)適中，可采用 orale 或 mssql 數(shù)據(jù)庫 作數(shù)據(jù)存儲。mssql 可搭建于 windows server 操作系統(tǒng)上，便于后期維護管理。 數(shù)據(jù)庫采用主備架構(gòu)，該架構(gòu)可提供了一個高效、全面的災(zāi)難恢復(fù)和高可用性解決方案。自動故障切換和易于管理的轉(zhuǎn)換功能允許主數(shù)據(jù)庫和備用數(shù)據(jù)庫之間的快速角色轉(zhuǎn)換，從而使主數(shù)據(jù)庫因計劃中和計劃外的中斷所導(dǎo)致的停機時間減到最少。主備數(shù)據(jù)庫可在兩臺服務(wù)器上分別布置，見下圖： 圖 4-5 oracle data guard 系統(tǒng) Ø 工業(yè) 防火墻 在

22、工業(yè)現(xiàn)場，對智能設(shè)備的安全防護是必不可少的，在通信技術(shù)高速發(fā)展，設(shè)備智能化不斷提高的同時，也帶來了安全隱患。 尤其是在自動化程度較高的制造現(xiàn)場，如果設(shè)備受到惡意代碼的攻擊，其帶來的損失將不堪設(shè)想。所以，在設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)接口之間架設(shè)工業(yè)防火墻是十分必要的。 工業(yè)防火墻的目的是提供一套可控、可靠、可管理的工控網(wǎng)絡(luò)縱深安全防御體系。工控防火墻可信網(wǎng)絡(luò)管理平臺的功能包括：檢測流經(jīng)的異常數(shù)據(jù)，收集、管理黑白.、智能學(xué)習(xí)、漏洞挖掘和制定相應(yīng)安全策略。結(jié)合監(jiān)控、審計模塊，有效組織惡意攻擊的滲透，實現(xiàn)整個工作站的"白環(huán)境'。 圖 4-6 工業(yè)控制系統(tǒng)安全保障體系 4.4.2 機器 視覺檢測系統(tǒng)

23、4.4.2.1 總體 架構(gòu) 完整的視覺檢測系統(tǒng)主要由三部分構(gòu)成：現(xiàn)場工作站、視覺算法層以及數(shù)據(jù)中心。 首先是現(xiàn)場工作站，它是視覺檢測的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是整個軟件系統(tǒng)的基礎(chǔ)?，F(xiàn)場工作站主要由一些光學(xué)設(shè)備及自動化運行系統(tǒng)構(gòu)成。光學(xué)系統(tǒng)一般包括工業(yè)相機、光源、棱鏡等。工業(yè)相機一般采用觸發(fā)式，由檢測平臺發(fā)出的信號觸發(fā)拍照。自動化設(shè)備主要負(fù)責(zé)傳送帶運行和篩選環(huán)境，這部分可以根據(jù)實際情況簡化。光學(xué)系統(tǒng)的選型和布置是和待測件密切相關(guān)的，應(yīng)根據(jù)待測件的狀態(tài)選擇合適的光學(xué)配置，這樣就可以減少軟件系統(tǒng)在處理過程中的壓力，提高系統(tǒng)運行效率。 高性能電腦則是視覺算法的載體，它將負(fù)責(zé)與現(xiàn)場工業(yè)相機通信，獲取圖片，并執(zhí)行

24、檢測。除此之外，它還負(fù)責(zé)將檢測結(jié)果反饋給控制器，并如對實時性要求較高，則可能需要高性能的處理器及 gpu。視覺檢測系統(tǒng)總體方案見下圖： 圖 4-7 視覺檢測系統(tǒng)總體方案 4.4.2.2 工作 流程 當(dāng)物料經(jīng)過相機時，傳感器將觸發(fā)一個脈沖信號通知相機進(jìn)行拍照。視覺軟件的數(shù)據(jù)接收線程將通過千兆以太網(wǎng)或 usb 從相機中異步獲取圖片數(shù)據(jù)。在實時性要求較高的場合，相機應(yīng)根據(jù)需要慎重選擇。圖片的分辨率、清晰度、物體在圖中的大小、圖像曝光度及圖像的顏色通道等都應(yīng)該被綜合考慮，拍攝的照片應(yīng)盡可能的減少圖像算法的預(yù)處理工作量，以保證對運行時間的優(yōu)化集中在軟件層面，下圖為 led 視覺檢測流程示意： 圖 4-8

25、 led 視覺檢測軟件流程圖 軟件將在現(xiàn)場終端上實現(xiàn)。在收到圖片信息后，接收線程準(zhǔn)備異步讀取下一張圖片，并等待殘次檢測完畢。同時，缺陷檢測線程池內(nèi)的線程將被激活，開始對圖片數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，圖形算法的主體將在此過程中完成。 線程池采用等待句柄保持同步，即當(dāng)某一線程執(zhí)行完畢后將結(jié)果放入傳輸隊列，隨即被掛起，等待其他所有線程進(jìn)入終止態(tài)。當(dāng)所有檢測線程進(jìn)入終止態(tài)后，數(shù)據(jù)處理線程被激活，同時觸發(fā)下一次圖像采集。 數(shù)據(jù)處理線程將在第一時間判斷是否存在瑕疵，根據(jù)瑕疵優(yōu)先級向 plc 發(fā)出對應(yīng) ng 信號，數(shù)據(jù)同時被送往其他線程。這些數(shù)據(jù)包括每項檢測的基本參數(shù)指標(biāo)、瑕疵品的細(xì)節(jié)參數(shù)、時間戳以及產(chǎn)品批次等信息。這

26、些數(shù)據(jù)將存放在大數(shù)據(jù)中心，供其他系統(tǒng)調(diào)用，向企業(yè)管理者和工藝人員提供產(chǎn)線狀態(tài)報告。 4.4.2.3 數(shù)據(jù) 集成 圖 4-9 視覺系統(tǒng)在企業(yè)生態(tài)圈示意圖 機器視覺核心是視覺算法，而經(jīng)過的復(fù)雜算法產(chǎn)出的珍貴數(shù)據(jù)應(yīng)該被充分的利用起來。將檢測結(jié)果發(fā)給自動化設(shè)備完成視覺篩選是視覺系統(tǒng)的主要職責(zé)，但是這樣并沒有對產(chǎn)品出現(xiàn)殘次的根源進(jìn)行進(jìn)一步的挖掘。所以視覺算法產(chǎn)出的數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)被放入企業(yè)數(shù)據(jù)中心，從中提取有用數(shù)據(jù)。 例如，對于每件檢測到的殘次品，它的批次、產(chǎn)品制造工藝、原料供應(yīng)商、 缺陷類型、缺陷程度、生產(chǎn)人員等信息都將在數(shù)據(jù)中心中體現(xiàn)。其中視覺系統(tǒng)提供與缺陷相關(guān)的參數(shù)，這便和企業(yè)原有的產(chǎn)品管理、供應(yīng)商管理、

27、客戶管理、制造執(zhí)行等系統(tǒng)互聯(lián)起來。通過分布式計算從中發(fā)掘出有用的信息，從而進(jìn)一步提升產(chǎn)品的質(zhì)量及生產(chǎn)效率。 4.4.2.4 實際 應(yīng)用 激光 io 觸發(fā)的方式通常要求機械臂在抓取待測件前待測件的姿態(tài)保持固定。因為系統(tǒng)中不存在反饋，機械臂只知道有待測件進(jìn)入測試區(qū)域，并不知道待測件的姿態(tài)，這就要求在傳送帶末端設(shè)計相應(yīng)的機械結(jié)構(gòu)是的 io 觸發(fā)時被測件處于特定姿態(tài)，讓機械臂進(jìn)行準(zhǔn)確的抓取和放置。 圖 4-10 待測物體識別 圖 4-11 抓取位置獲取 引入機器視覺系統(tǒng)可以很好的解決這個問題。機器人和工業(yè)相機的結(jié)合使整套系統(tǒng)形成了一個閉環(huán)網(wǎng)絡(luò)。無論待測件以什么姿態(tài)進(jìn)入，工業(yè)相機和機械臂都可形成一條的反

28、饋回路，實時追蹤被測件的位置和姿態(tài)，從特定的位置抓起被測件并插入測試槽中。即使有多個被測件進(jìn)入，視覺系統(tǒng)也能從容應(yīng)對。如有雜物進(jìn)入識別區(qū)，還可將其識別觸發(fā)報警，避免可能帶來的損失。 針對本案，測試平臺可采用固定式相機搭配線性光源的結(jié)構(gòu)，易于安裝和配置。視覺系統(tǒng)同樣采用千兆以太網(wǎng)通信，其數(shù)據(jù)吞吐量大，不但可以與機械臂協(xié)同工作，還可以將出現(xiàn)的異常或測試不過的圖像信息經(jīng)工業(yè)以太網(wǎng)發(fā)送至云端數(shù)據(jù)中心。 視覺機器人系統(tǒng)可以充分發(fā)揮信息自動化的優(yōu)勢，實現(xiàn)與大數(shù)據(jù)平臺和 mes系統(tǒng)對接，為技術(shù)人員提供完備的數(shù)據(jù)流，從而形成更加系統(tǒng)的測試體系。 4.4.3 生產(chǎn) 測試 管理平臺 4.4.3.1 總體 框架 圖

29、 4-12 測試互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu) 從圖中可以看到，每個測試臺被當(dāng)做一個數(shù)據(jù)生產(chǎn)終端，通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行連接，構(gòu)成測試互聯(lián)網(wǎng)。 測試臺之間通過通用的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，而每一個測試臺內(nèi)部則采用 visa（virtual instrument software architecture）協(xié)議實現(xiàn)控制指 令和數(shù)據(jù)交互，而支持的主要總線形式包括 rs232、rs485、usb、gpib、tcp/ip等。 系統(tǒng)的功能邏輯關(guān)系見下圖： 測試臺1測試上位機及自動測試軟件visa測試儀器溫箱其他測試設(shè)備測試臺2測試上位機及自動測試軟件visa測試儀器溫箱其他測試設(shè)備測試臺n測試上位機及自動測試軟件visa測試儀

30、器溫箱其他測試設(shè)備 交換機安全隔離數(shù)字化工廠數(shù)據(jù)平臺 測試數(shù)據(jù)庫 產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫 其他數(shù)據(jù)庫服務(wù)器圖 4-13 測試互聯(lián)網(wǎng)功能邏輯框圖 4.4.3.2 平臺 功能 在數(shù)字化工廠的測試管理平臺不能單純的當(dāng)做一個個獨立工作的測試臺來考慮，另外，測試管理平臺的軟件功能也不再只是實現(xiàn)簡單的自動化測試和數(shù)據(jù)采集，而是應(yīng)當(dāng)把被測產(chǎn)品的信息、測試工具管理、測試數(shù)據(jù)管理、測試任務(wù)管理等功能進(jìn)行融合，滿足測試工作在數(shù)字化工廠運作方式中的要求。 本案的測試管理平臺軟件的主要功能有： 1. 測試任務(wù)管理功能：根據(jù)生產(chǎn)的需要，對指定型號的產(chǎn)品進(jìn)行測試任務(wù)定義和下發(fā)，并跟蹤測試過程，檢查測試任務(wù)進(jìn)展的狀態(tài)。 2. 被測產(chǎn)品

31、信息管理：將被測產(chǎn)品與測試數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，便于未來對測試數(shù)據(jù)與產(chǎn)品之間的交叉分析。如果企業(yè)已有 pdm 系統(tǒng)，則可以與之對接，直接使用其提供的產(chǎn)品信息。 3. 測試軟件工具集成化管理：該軟件平臺提供一個綜合的集成圖形界面，將測試過程中需要使用的各種測試工具都"包'在該界面中，類似于一 個軟件容器，用戶可以通過該用戶界面對測試工具進(jìn)行訪問，避免測試工具的碎片化，易于管理。且測試工具的添加和刪除可以根據(jù)用戶的需求進(jìn)行增減。 4. 測試設(shè)備狀態(tài)管理：產(chǎn)線中的測試設(shè)備由于使用頻率高，維護頻率也遠(yuǎn)高于研發(fā)使用場景。該軟件同時提供測試設(shè)備的健康狀態(tài)管理，以協(xié)助用戶對測試設(shè)備進(jìn)行維修、校準(zhǔn)等

32、維護。 5. 測試數(shù)據(jù)管理：該軟件以大數(shù)據(jù)架構(gòu)的工業(yè)數(shù)據(jù)平臺作為數(shù)據(jù)管理支撐，為用戶提供數(shù)據(jù)的存儲、查詢、導(dǎo)出、計算等功能。 6. 測試數(shù)據(jù)分析功能：為用戶提供數(shù)據(jù)的常見統(tǒng)計、交叉、可視化等處理軟件工具。 7. 自動報表功能：自動生成用戶需要的測試報告，并自動存入數(shù)據(jù)平臺中，便于未來查閱和追溯。 測試數(shù)據(jù)管理平臺軟件界面截圖如下： 圖 4-14 測試數(shù)據(jù)管理平臺軟件截圖 4.4.3.3 平臺 特點 1. 是一個完全按照數(shù)字化工廠需求設(shè)計的基于互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的測試平臺。 2. 采用 visa 架構(gòu)設(shè)計測試工具軟件，對儀器設(shè)備的型號有廣泛的支持性。 3. 采用分布式部署架構(gòu)，特別適合生產(chǎn)測試場景。 4

33、. 集成化的測試工具和數(shù)據(jù)管理客戶端軟件，將生產(chǎn)測試過程中的各種過程數(shù)據(jù)采集工具都進(jìn)行了整合，避免了工具的碎片化。 5. 以大數(shù)據(jù)架構(gòu)的數(shù)據(jù)平臺支撐測試數(shù)據(jù)的后處理，可以很方便的與工廠的數(shù)據(jù)平臺進(jìn)行對接和融合。 6. 系統(tǒng)架構(gòu)為開放式?？梢圆挥绊懺邢到y(tǒng)工作的情況下自由的增加測試臺或測試軟件工具。 7. 是一個以測試數(shù)據(jù)為核心設(shè)計的測試管理平臺。一開始的時候就是為測試數(shù)據(jù)的采集和利用設(shè)計的，數(shù)據(jù)的后處理功能和可擴展性好。 8. 儀器驅(qū)動層為開放式設(shè)計?？梢院芊奖愕奶砑有碌膬x器型號，或利用原有的儀器設(shè)備，而不需要對測試流程管理軟件進(jìn)行修改。 9. soa 軟件架構(gòu)。 4.4.3.4 操作 自動化

34、 方案 操作自動化的主要目標(biāo)是實現(xiàn)將待測件從傳送帶入口到測試平臺再到傳送帶出口的過程。整個過程無需人工干預(yù)，結(jié)合自動化測試設(shè)備，最終實現(xiàn)無人測試。 圖 4-15 自動測試流程圖 當(dāng)被測件加工完畢后，從傳送帶上被分配到測試子系統(tǒng)，在進(jìn)入測試系統(tǒng)范圍后通過激光或機器視覺發(fā)出一個就位信號。這時機械臂開始動作，將待測件抓起，準(zhǔn)確放置到指定地點，測試過程啟動。測試完成后將返回測試結(jié)果，如果不通過則機械臂將其分配到殘次品流水線，合格則分配到良品流水線。在這期間產(chǎn)生的所有流程數(shù)據(jù)、測試數(shù)據(jù)都將被記錄。 圖 4-16 自動測試平臺結(jié)構(gòu)示意圖 采用工業(yè)機器人作為生產(chǎn)與自動測試平臺間的橋梁，不僅可以提高效率，還為

35、今后進(jìn)一步升級改造打下了基礎(chǔ)，其帶來的優(yōu)勢主要有： 1) 快速、準(zhǔn)確、高效； 2) 便于集成，提供以太網(wǎng)口，可與大數(shù)據(jù)平臺及 mes 系統(tǒng)高效融合； 3) 安裝角度自定； 4) 編程門檻低，靈活度高，可根據(jù)具體需求進(jìn)行二次開發(fā)； 5) 可搭配機器視覺等子系統(tǒng)，持續(xù)升級。 工業(yè)領(lǐng)域中使用的四軸、六軸的小型機器人已具有很高的靈活性和快速性，同時兼顧了準(zhǔn)確性，其重復(fù)定位精度通?？蛇_(dá)0.02mm，可滿足九州公司中對測試件抓取、放置，甚至接插的需求。 小型機器人的負(fù)載通常在 3kg 至 10kg，可根據(jù)待測件類型進(jìn)行考慮，如成品測試通常比板測要求負(fù)載量更大。末端的抓取結(jié)構(gòu)可根據(jù)被測件選用機器爪或真空氣泵

36、，在對空氣氣體潔凈度需求較高的場合，通常選用前者，當(dāng)然也可以選用實驗室級別的機械臂。 4.4.3.5 測試 自動化方案 測試臺的自動化主要通過兩個渠道來實現(xiàn)： 1. 通過矩陣開關(guān)和適配器實現(xiàn)被測件和測試設(shè)備之間連線關(guān)系的自動化切換。 2. 通過軟件控制被測件、矩陣開關(guān)、適配器和測試儀器實現(xiàn)測試流程，完成自動化的測試和數(shù)據(jù)采集，并通過數(shù)據(jù)通信接口將測試數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)中心。 測試臺的系統(tǒng)邏輯構(gòu)成框圖如下： 圖 4-17 測試臺系統(tǒng)構(gòu)成邏輯框圖 測試平臺為面向各種不同型號的被測件，需要充分考慮被測信號與測試儀表的連接和路由問題。通常采取通用開關(guān)矩陣解決測試信號與儀表的路由問題、采取專用適配器解決被測

37、件信號與通用開關(guān)矩陣連接問題。示意圖如下： 圖 4-18 通用開關(guān)矩陣及適配網(wǎng)絡(luò)路由方式示意圖 開關(guān)矩陣采用 mxn 的網(wǎng)絡(luò)形式，可以將開關(guān)矩陣兩側(cè)的任意兩個端口或多個端口進(jìn)行路由和導(dǎo)通。為控制矩陣規(guī)模和可靠性考慮，將測試信號按頻率的高低進(jìn)行劃分，高頻信號配備高頻開關(guān)矩陣網(wǎng)絡(luò)，低頻信號配備低頻開關(guān)矩陣網(wǎng)絡(luò)。開關(guān)一般由 ttl 電平進(jìn)行控制，而 ttl 電平的產(chǎn)生由控制電路板構(gòu)成?？刂齐娐钒宓妮斎虢涌谑?rs232、gpib、usb 或 tcp/ip 等常見的 visa 協(xié)議，其輸出口是gpio，可以配置為需要的 ttl 電平輸出。 專用適配器作為被測件與通用開關(guān)矩陣的接口轉(zhuǎn)換匹配模塊，可以將不

38、同被測件的借口類型轉(zhuǎn)換為高頻、低頻信號連接端口集合，與通用開關(guān)矩陣相連。因此，針對不同型號的被測件，需要專門設(shè)計專用適配網(wǎng)絡(luò)，以匹配不同信號被測件的不同接口形式和數(shù)目的要求。專用適配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計示意如下： 圖 4-19 接插線適配器設(shè)計示意圖 航空電子設(shè)備模塊的接口類型和數(shù)量較多，更換被測模塊時相關(guān)的連線操作較為繁瑣和浪費時間。適配器的接口設(shè)計和特定模塊的接頭類型、位置、數(shù)量相對應(yīng)的相匹配，將模塊的所有接頭集成在適配器上，通過操作適配器，一次性完成對整個模塊的接插線操作。通過適配器內(nèi)部的轉(zhuǎn)換，可以將各個信號經(jīng)由相對比較統(tǒng)一的接線簇與通用開關(guān)矩陣相連。同時，可以將各模塊測試所需的一些外部配件，如衰

39、減器、功分器、合路器、濾波器等集成在專用適配盒內(nèi)，最大程度避免接線難度。 4.5 應(yīng)用層 系統(tǒng) 4.5.1 智能倉儲 系統(tǒng) 方案 4.5.1.1 倉儲 管理 倉庫管理的目標(biāo)如下： 1. 系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)運行，倉庫的庫存信息能夠?qū)崟r地、準(zhǔn)確地共享,方便各部門、科室、人員的查詢和使用。 2. 實現(xiàn)倉庫對物料的信息化管理,將區(qū)位化和等精細(xì)化管理思想運用于系統(tǒng)中，相關(guān)人員通過對系統(tǒng)的查詢，均能夠得到所需查詢物料準(zhǔn)確的數(shù)量信息和精確的位置信息。 3. 系統(tǒng)的庫存信息可以實時反饋給數(shù)據(jù)流上游的采購部門、財務(wù)部門等,具體信息由系統(tǒng)按規(guī)范格式自動生成，從而減少相關(guān)人員對物料信息的人工輸入，大大降低由人工二次輸入引起的

40、錯誤。 4. 系統(tǒng)能夠保證信息的安全性，區(qū)分各類人員對系統(tǒng)的使用范圍和操作權(quán)限，權(quán)責(zé)明晰。 倉庫管理可分為 5 個主要功能模塊：出入庫管理、庫存管理、盤存管理、庫存預(yù)警管理。 l 出入庫管理 主要分為出庫管理和入庫管理兩個部分。入庫管理又可以分為入庫和入庫記錄查詢。入庫是指對庫存進(jìn)行一次增加操作，入庫記錄查詢指的是對歷史的入庫操作信息進(jìn)行查詢。出庫管理與入庫管理類似，也包括出庫和出庫記錄查詢。 圖 4-20 出入庫管理用例圖 l 庫存 管理 庫存管理模塊主要是對倉庫信息、物料信息的維護,以及庫存信息的展示。倉庫信息、物料信息的維護主要包括倉庫信息和物料信息的添加、刪除、修改等功能。庫存信息的展

41、示包括當(dāng)前庫存狀態(tài)以及庫存查詢統(tǒng)計和各種報表生成。其中當(dāng)前庫存狀態(tài)能提供即時庫存；信息查詢要提供對各類信息的綜合查詢功能，主要包括倉庫基本信息查詢，物料基本信息查詢，庫存信息查詢以及出入庫記錄查詢。 圖 4-21 庫存管理用例圖 其中信息查詢又包括倉庫基本信息查詢，貨物基本信息查詢，庫存 信息查詢以及出入庫記錄查詢。 圖 4-22 庫存信息查詢用例圖 l 盤存管理： ： 庫存盤點是庫存管理的日常工作。該模塊主要分為庫存盤點和物料報損兩部分，其中庫存盤點又包括凍結(jié)盤點和循環(huán)盤點兩種。庫存盤點提供年終、月終結(jié)算處理；支持按數(shù)量、單價、金額的明細(xì)核算及統(tǒng)計分析；完成物料收發(fā)存的成本核算，能夠正確及時

42、的核算出材料成本；提供暫估入出庫成本計算、差異核算、出庫差異分?jǐn)偂{證生成等業(yè)務(wù)處理；提供業(yè)務(wù)和財務(wù)的對帳功能能與業(yè)務(wù)及財務(wù)系統(tǒng)實時集成，保證業(yè)務(wù)財務(wù)信息的一致。 圖 4-23 盤存管理用例圖 l 庫存 預(yù)警管理： 適量的庫存是保證生產(chǎn)不間斷進(jìn)行的重要保證,隨著生產(chǎn)過程的持續(xù)進(jìn)行,物料不斷的被消耗。由于物料的采購?fù)ǔＲ艿焦┓缴a(chǎn)周期、貨運周期等諸多因素的影響,因此從采購指令下達(dá)到物料進(jìn)入庫房之間存在著一個提前期。所以,物料補充指令的下達(dá)應(yīng)該在提前期之前做出。因此,為了確保在最合適的時間發(fā)出物料補充指令,從而保證供應(yīng)安全,必須對庫存進(jìn)行監(jiān)測。另一方面,如果有庫存過量,會造成資金的極大占用和浪費

43、,因此在庫存管理過程中,一方面要預(yù)防缺貨的發(fā)生,另一方面還要防止出現(xiàn)庫存積壓狀態(tài)。 圖 4-24 庫存預(yù)警管理用例圖 關(guān)于庫存的控制有多種方法,其中定期訂貨法需要對庫存進(jìn)行固定周期的監(jiān)測,由于這種檢測方法的固有周期性,其監(jiān)測結(jié)果經(jīng)常會出現(xiàn)尚未到達(dá)臨界訂貨點即進(jìn)行補充的狀況；mrp 對庫存的控制則是基于對物料需求進(jìn)行統(tǒng)籌、有效的科學(xué)分析基礎(chǔ)之上的；jit 則是在庫存管理高度有效運轉(zhuǎn)的前提下追求零庫存控制策略。 4.5.1.2 備料 輔助 傳統(tǒng)的倉庫具有空間利用率低、靈活性差、差錯率高、擴展性能差、聯(lián)動性差等缺點。 在數(shù)字化倉庫建設(shè)中，備料輔助系統(tǒng)（可看做是倉儲物流系統(tǒng)）的作用是快速存放和取用所需

44、的器件或產(chǎn)品。其結(jié)構(gòu)如下圖： 備料輔助系統(tǒng)自動化高架庫 自動化輸送 自動物料追蹤 人機交互 倉儲綜合管理端拾器具存儲 端拾器具輸送 端拾器具追蹤 人員操作指示倉庫管理圖 4-25 備料輔助系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 l 自動化高架庫：用自動化堆垛機、貨架系統(tǒng)實現(xiàn)物料存??； l 自動化輸送系統(tǒng)：用自動化輸送裝備實現(xiàn)物料的交接和搬運； l 自動物料追蹤系統(tǒng)：用 rfid 實現(xiàn)物料操作過程的追蹤； 下圖為一個自動化備料系統(tǒng)仿真設(shè)計圖： 圖 4-26 自動化備料系統(tǒng)仿真示意圖 在系統(tǒng)設(shè)計中需要考慮的因素有如下： l 托盤物品：存放對象、物料重量、物料尺寸等 l 空托盤垛：存放位置、頂層高度等 l 組合式貨架：材料、尺

45、寸、間隙等 l 堆垛機：載荷參數(shù)、控制方式、速度 l 輸送機：agv 小車參數(shù)、傳送帶參數(shù) 下圖為一個備料系統(tǒng)硬件組成示意圖： 圖 4-27 自動化備料系統(tǒng)物理組成示意圖 自動化備料系統(tǒng)的軟件設(shè)計以物料管理系統(tǒng)提供的信息為參考，在生產(chǎn)計劃階段，下發(fā)命令到倉庫，取料，并更新倉儲數(shù)據(jù)；在采購階段，物料入庫數(shù)據(jù)自動更新，并反饋給生產(chǎn)計劃部門以準(zhǔn)備生產(chǎn)。 4.5.2 項目 管理 系統(tǒng) 方案 4.5.2.1 項目 管理 項目管理的一般流程見下圖： 圖 4-28 項目管理一般流程 項目管理包括如下內(nèi)容： 1. 項目任務(wù)管理 根據(jù)企業(yè)情況，項目任務(wù)的來源分為訂單來源和生產(chǎn)預(yù)估計劃來源。訂單來源指企業(yè)接收到新

46、產(chǎn)品訂單后，成立項目管理小組，任命項目經(jīng)理對該項目的全過程進(jìn)行管理，其過程包括研發(fā)規(guī)劃、設(shè)計定型、產(chǎn)品試制、生產(chǎn)準(zhǔn)備、小批量生產(chǎn)、批量生產(chǎn)。生產(chǎn)預(yù)估計劃來源，指企業(yè)根據(jù)往年情況，能預(yù)估其固化產(chǎn)品在今年的需求量，從而指導(dǎo)生產(chǎn)計劃的制定，對于這種項目來源，項目流程一般僅為批量生產(chǎn)。 2. 項目狀態(tài)管理 項目立項之后，項目組成員即可根據(jù)對應(yīng)權(quán)限對項目狀態(tài)進(jìn)行管理。包括項目狀態(tài)及進(jìn)度查詢、項目狀態(tài)更新、項目暫停、項目終止、項目內(nèi)容更改、項目負(fù)責(zé)人更改、項目合并等。 4.5.2.2 成本 管理 成本控制是企業(yè)的一項重要的工作內(nèi)容。企業(yè)通過對成本的計劃、控制、監(jiān)督、考核和分析等來促使企業(yè)各單位與部門加強管

47、理，不斷優(yōu)化資源的利用，努力降低成本，提高經(jīng)濟效益。成本管理系統(tǒng)就是通過對于成本的不同方式的確認(rèn)、計量、分析和比較，確保這種系統(tǒng)控制能最終落實到資源消耗上。使得企業(yè)的管理者能夠得到更加準(zhǔn)確和及時的數(shù)據(jù)。 成本管理 er 關(guān)系見如下幾圖： 圖 4-29 成本用例示意圖 圖 4-30 成本核算分析用例示意圖 圖 4-31 多系統(tǒng)集成管理用例示意圖 成本管理系統(tǒng)承擔(dān)的工作是計算出生產(chǎn)計劃中，成本消耗和產(chǎn)品的產(chǎn)出之間的投入產(chǎn)出比。針對產(chǎn)品和項目核算出產(chǎn)品料工費，可以統(tǒng)計出單位產(chǎn)品的材料成本消耗。另外成本管理系統(tǒng)還可以根據(jù)采購的原材料而把成本細(xì)分，根據(jù)產(chǎn)品的工序和結(jié)構(gòu)，對產(chǎn)品進(jìn)行成本細(xì)化分析。 圖 4-

48、32 項目成本信息 er 圖 同時，根據(jù)產(chǎn)品的常規(guī)投入，制定產(chǎn)品的成本標(biāo)準(zhǔn)，這個標(biāo)準(zhǔn)是在一定的物價水平和勞動力價格下制定的成本標(biāo)準(zhǔn)，而根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)成本，在每一批次的產(chǎn)品中 計算出實際成本在各項之間，計算出實際成本和標(biāo)準(zhǔn)成本之間的數(shù)據(jù)差額，從而改進(jìn)成產(chǎn)工序等，從而更好的實現(xiàn)產(chǎn)品成本或者項目成本的更好控制。 圖 4-33 產(chǎn)品成本信息 er 圖 在項目的成本核算分析中，根據(jù)項目的周期，首先進(jìn)行事前成本分析，根據(jù)項目的程度，對項目進(jìn)行事前的成本的預(yù)估計，對包括勞動力、原材料成本、車床損耗、生產(chǎn)損耗等進(jìn)行預(yù)先的成本估計，以期對項目的成本進(jìn)行大概的預(yù)估計。 然后在項目進(jìn)行的過程中，分階段，分周期的對項目成本

49、進(jìn)行階段性分析，對之前的成本花費進(jìn)行匯總，并且根據(jù)原先制定的計劃，對成本花費與以后的花費進(jìn)行修正或者調(diào)整，以使其按照預(yù)先估計的方向進(jìn)行發(fā)展。最后，項目的完成階段，對成本進(jìn)行事后分析，對項目成本的事后分析，包括多方面的分析，包括對項目中花費的匯總和總結(jié)，對項目進(jìn)行完整的成本分析。 同時，每一個產(chǎn)品是由多個工序?qū)崿F(xiàn)的，在計算整體生產(chǎn)成本的同時，還需要對每一步驟，或者分產(chǎn)品進(jìn)行投入產(chǎn)出分析，以使其達(dá)到最高的成本效率控制。同時，對產(chǎn)品成本和項目的成本分析結(jié)果都應(yīng)該在多系統(tǒng)子模塊之間進(jìn)行數(shù)據(jù)共享。使各個模塊都可以對產(chǎn)品或者項目的成本進(jìn)行更好的把握和掌控，最終實現(xiàn)整個生產(chǎn)效率的完美提高。 4.5.2.3

50、風(fēng)險 管理 項目風(fēng)險管理是指對項目風(fēng)險從識別到分析乃至采取應(yīng)對措施等一系列過程，它包括將積極因素所產(chǎn)生項目風(fēng)險管理流程的影響最大化和使消極因素產(chǎn)生的影響最小化兩方面內(nèi)容。 風(fēng)險管理的主要內(nèi)容是風(fēng)險識別，包含兩方面內(nèi)容： 1. 識別哪些風(fēng)險可能影響項目進(jìn)展及記錄具體風(fēng)險的各方面特征。風(fēng)險識別 不是一次性行為，而應(yīng)有規(guī)律的貫穿整個項目中。 2. 風(fēng)險識別包括識別內(nèi)在風(fēng)險及外在風(fēng)險。內(nèi)在風(fēng)險指項目工作組能加以控制和影響的風(fēng)險，如人事任免和成本估計等。外在風(fēng)險指超出項目工作組控制力和影響力之外的風(fēng)險，如市場轉(zhuǎn)向或政府行為等。 風(fēng)險管理的工具和方法如下： 1. 核對表一般根據(jù)風(fēng)險要素編纂。包括項目的環(huán)境

51、，其它程序的輸出，項目產(chǎn)品或技術(shù)資料，以及內(nèi)部因素。 2. 流量表能幫助項目組易于理解風(fēng)險的緣由和影響。 3. 風(fēng)險量化。 風(fēng)險控制的基本措施為： 1. 對風(fēng)險對策控制的輸入項 l 風(fēng)險管理方案。? l 實際風(fēng)險事件。有些已識別了的風(fēng)險事件會發(fā)生，有些則不會。發(fā)生了的風(fēng)險事件是實際風(fēng)險事件或說是風(fēng)險的起源，而項目管理人員應(yīng)總結(jié)已發(fā)生的風(fēng)險事件以便進(jìn)行進(jìn)一步的對策研究。? l 附加風(fēng)險識別。當(dāng)項目進(jìn)程受到評價和總結(jié)時，事先未被識別的潛在風(fēng)險事件或風(fēng)險的起源將會浮出水面。 2. 風(fēng)險對策實施控制的工具和方法 l 工作區(qū)：對消極的風(fēng)險事件而言，工作區(qū)是一種不列入方案的對策。所謂不列入方案是指在感覺上

52、它并未定義在風(fēng)險事件發(fā)生前。? l 附加風(fēng)險策略研究。如果風(fēng)險事件未被預(yù)料到，或后果遠(yuǎn)大于預(yù)料，那么計劃的風(fēng)險策略將會不充分，這時就有必要再次重復(fù)進(jìn)行風(fēng)險對策研究甚至風(fēng)險管理程序。 3. 風(fēng)險對策實施控制輸出項 l 校正行為：校正行為首先包括實施已計劃的風(fēng)險對策（比如實施預(yù)防性計劃或工作區(qū)計劃）。 實時調(diào)整風(fēng)險管理計劃。一個預(yù)料之中的風(fēng)險事件發(fā)生或沒發(fā)生，對實際風(fēng)險事件后果的評估，對風(fēng)險系數(shù)和風(fēng)險機率的評估，以及風(fēng)險管理方案的其它方面，都應(yīng)進(jìn)行實時的更新調(diào)整。 4.5.3 設(shè)備 管理系統(tǒng)方案 設(shè)備狀態(tài)管理主要包括：設(shè)備檔案管理、運行監(jiān)控、保養(yǎng)及維修管理等。 l 設(shè)備檔案管理 設(shè)備檔案管理將基礎(chǔ)信息分類與查詢-型號，采購價格，供應(yīng)商信息，設(shè)備折舊信息，關(guān)鍵參數(shù)信息，產(chǎn)品說明書，維修手冊，提供設(shè)備檔案與之關(guān)聯(lián)，形成數(shù)字化模型進(jìn)行設(shè)備的檔案管理。同時提供計算設(shè)備在其全生命周期過程中發(fā)生的采購費用、折舊費用、保險費用、保修費用， 為財務(wù)提供全面的成本信息。 l 設(shè)備運行監(jiān)控