智能制造與數(shù)字化工廠

1、智能制造與數(shù)字化工廠智能制造與數(shù)字化工廠提提 綱綱一、兩化融合下的數(shù)字化與智能化制造一、兩化融合下的數(shù)字化與智能化制造二、二、數(shù)字化工廠概述數(shù)字化工廠概述三、相三、相關(guān)研究與案例關(guān)研究與案例大背景：信息化與工業(yè)化融合大背景：信息化與工業(yè)化融合u產(chǎn)品本身：產(chǎn)品本身：信息技術(shù)（信息技術(shù)（ITIT，Information TechnologyInformation Technology）的）的應(yīng)用使機(jī)械產(chǎn)品本身向數(shù)字化轉(zhuǎn)變，深刻改變了機(jī)械產(chǎn)品應(yīng)用使機(jī)械產(chǎn)品本身向數(shù)字化轉(zhuǎn)變，深刻改變了機(jī)械產(chǎn)品的內(nèi)涵；的內(nèi)涵；u生產(chǎn)活動(dòng)：生產(chǎn)活動(dòng)：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、工藝、制造、測(cè)試、管理等計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、工藝、制造、測(cè)試

2、、管理等先進(jìn)技術(shù)手段使企業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化、柔性化、智能化程度先進(jìn)技術(shù)手段使企業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化、柔性化、智能化程度大大提高，全面提升了企業(yè)的能力；大大提高，全面提升了企業(yè)的能力；u制造模式：制造模式：信息技術(shù)向制造業(yè)的全面滲透，還產(chǎn)生了許多新信息技術(shù)向制造業(yè)的全面滲透，還產(chǎn)生了許多新的工業(yè)化理念，如的工業(yè)化理念，如“協(xié)同生產(chǎn)協(xié)同生產(chǎn)”、“敏捷制造敏捷制造”、 “ “大規(guī)大規(guī)?？蛻艋ㄖ颇？蛻艋ㄖ啤钡?；等；u未來發(fā)展：未來發(fā)展：信息技術(shù)新的發(fā)展，如下一代互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、信息技術(shù)新的發(fā)展，如下一代互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、無線傳感、物聯(lián)網(wǎng)等，將更加廣泛而深刻地引起機(jī)械工業(yè)的無線傳感、物聯(lián)網(wǎng)等，將更加廣泛而深刻地

3、引起機(jī)械工業(yè)的變革。變革。 4垂直尾翼垂直尾翼水平尾翼水平尾翼發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)工裝工裝美美國(guó)國(guó)大背景：信息化與工業(yè)化融合大背景：信息化與工業(yè)化融合18世紀(jì)末20世紀(jì)初70年代初至今第一次工業(yè)革命第一次工業(yè)革命機(jī)械化生產(chǎn)蒸汽驅(qū)動(dòng)第二次工業(yè)革命第二次工業(yè)革命批量流水線生產(chǎn)電力驅(qū)動(dòng)第三次工業(yè)革命第三次工業(yè)革命高自動(dòng)化柔性生產(chǎn)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)驅(qū)動(dòng)第四次工業(yè)革命第四次工業(yè)革命智能化工廠智能裝備及信息通信精精益益制制造造智智能能管管理理第四次工業(yè)革命：全面的智能化工廠第四次工業(yè)革命：全面的智能化工廠q 蒸汽機(jī)、電動(dòng)機(jī)曾給機(jī)械產(chǎn)品的發(fā)展帶來革命蒸汽機(jī)、電動(dòng)機(jī)曾給機(jī)械產(chǎn)品的發(fā)展帶來革命q 數(shù)字化：信息化與工業(yè)化融合

4、的重要手段數(shù)字化：信息化與工業(yè)化融合的重要手段q 智能化：裝備和機(jī)械產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)智能化：裝備和機(jī)械產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì) 蒸汽機(jī)普通機(jī)床數(shù)控機(jī)床智能機(jī)床我國(guó)制造業(yè)發(fā)展的幾個(gè)主要階段我國(guó)制造業(yè)發(fā)展的幾個(gè)主要階段使用數(shù)控織機(jī)，由原來使用數(shù)控織機(jī)，由原來3-43-4小時(shí)小時(shí)/ /毛衣，變?yōu)槊?，變?yōu)?040分鐘分鐘/ /毛衣，同時(shí)毛衣，同時(shí)1 1個(gè)工人操作個(gè)工人操作5-105-10臺(tái)機(jī)器。臺(tái)機(jī)器。手動(dòng)式手動(dòng)式半自動(dòng)半自動(dòng)全數(shù)控全數(shù)控案例案例1 1： 紡織機(jī)械紡織機(jī)械案例案例1 1： 紡織機(jī)械紡織機(jī)械細(xì)紗機(jī)紡紗過程中把半制品粗紗或條子經(jīng)牽伸、加拈、卷繞成細(xì)紗管紗的紡紗機(jī)器。 機(jī)械式細(xì)紗機(jī)機(jī)械式細(xì)紗機(jī)數(shù)字式細(xì)

5、紗機(jī)數(shù)字式細(xì)紗機(jī)p車頭采用車頭采用高精度油高精度油浴齒輪箱浴齒輪箱p車尾配備車尾配備同步牽伸同步牽伸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)p帶斷線圖帶斷線圖像檢測(cè)像檢測(cè)智能化細(xì)紗機(jī)智能化細(xì)紗機(jī)p采用單錠單電機(jī)，采用單錠單電機(jī)，20000rpmp配備細(xì)沙斷頭粗配備細(xì)沙斷頭粗紗停喂裝置，并紗停喂裝置，并與電錠運(yùn)轉(zhuǎn)聯(lián)動(dòng)與電錠運(yùn)轉(zhuǎn)聯(lián)動(dòng)p整機(jī)數(shù)字化控制整機(jī)數(shù)字化控制系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)紡紗系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)紡紗張力變化張力變化案例案例2 2： 印刷機(jī)械印刷機(jī)械機(jī)械長(zhǎng)軸傳動(dòng)機(jī)械長(zhǎng)軸傳動(dòng)最高速度：最高速度：160米米/分分電子長(zhǎng)軸傳動(dòng)電子長(zhǎng)軸傳動(dòng)p以電子虛擬軸作以電子虛擬軸作為主導(dǎo)軸，機(jī)器為主導(dǎo)軸，機(jī)器各單元分散驅(qū)動(dòng)；各單元分散驅(qū)動(dòng)；p傳動(dòng)由智能

6、化驅(qū)傳動(dòng)由智能化驅(qū)動(dòng)器高精度控制動(dòng)器高精度控制的電子長(zhǎng)軸的電子長(zhǎng)軸；p最高印刷速度：最高印刷速度：350米米/分分異型玻璃磨邊機(jī)異型玻璃磨邊機(jī)數(shù)控玻璃加工中心數(shù)控玻璃加工中心p手工靠手工靠模加工模加工p平板玻平板玻璃的周璃的周邊與斜邊與斜邊的磨邊的磨削拋光削拋光異型內(nèi)孔加工異型內(nèi)孔加工刀庫(kù)智能管理刀庫(kù)智能管理p全數(shù)字控制加工全數(shù)字控制加工p適用于不同厚度和尺寸的平板玻璃適用于不同厚度和尺寸的平板玻璃鉆孔、銑形、寫字、磨邊及拋光鉆孔、銑形、寫字、磨邊及拋光p具有砂輪磨損智能補(bǔ)償功能具有砂輪磨損智能補(bǔ)償功能案例案例3 3： 玻璃加工機(jī)械玻璃加工機(jī)械伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)u數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用引起機(jī)械產(chǎn)品本身內(nèi)涵發(fā)

7、生根本性變化數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用引起機(jī)械產(chǎn)品本身內(nèi)涵發(fā)生根本性變化齒輪箱齒輪箱動(dòng)力源動(dòng)力源傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)工作裝置工作裝置伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)工作裝置工作裝置輸入輸入信息信息信息反饋信息反饋傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品數(shù)控機(jī)械產(chǎn)品數(shù)控機(jī)械產(chǎn)品制造裝備智能化的基礎(chǔ)制造裝備智能化的基礎(chǔ)1 1、平臺(tái)全數(shù)字化、平臺(tái)全數(shù)字化q 現(xiàn)場(chǎng)總線、碼盤到伺服的連接、驅(qū)動(dòng)單元等全數(shù)字化現(xiàn)場(chǎng)總線、碼盤到伺服的連接、驅(qū)動(dòng)單元等全數(shù)字化q 高檔系統(tǒng)普遍采用現(xiàn)場(chǎng)總線方式高檔系統(tǒng)普遍采用現(xiàn)場(chǎng)總線方式2 2、高速、高精、高可靠、高速、高精、高可靠q 先進(jìn)數(shù)控機(jī)床加速度可達(dá)先進(jìn)數(shù)控機(jī)床加速度可達(dá)10g10g，快移速度達(dá)

8、，快移速度達(dá)720m/min720m/minq 普通數(shù)控加工精度普通數(shù)控加工精度5m5m，精密級(jí)，精密級(jí)1m1m，超精密，超精密0.01m0.01mq 數(shù)控裝置數(shù)控裝置MTBFMTBF值達(dá)值達(dá)60000h60000h以上，伺服系統(tǒng)達(dá)以上，伺服系統(tǒng)達(dá)30000h30000h3 3、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、復(fù)合化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、復(fù)合化q 加工參數(shù)自調(diào)整、防碰撞、誤差補(bǔ)償、顫振預(yù)測(cè)抑制等加工參數(shù)自調(diào)整、防碰撞、誤差補(bǔ)償、顫振預(yù)測(cè)抑制等q 從單一的數(shù)據(jù)傳輸向網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、維護(hù)與管理方向發(fā)展從單一的數(shù)據(jù)傳輸向網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、維護(hù)與管理方向發(fā)展q 同時(shí)完成復(fù)雜零件的主要乃至全部加工工序同時(shí)完成復(fù)雜零件的主要乃至全部加工工

9、序現(xiàn)場(chǎng)總線現(xiàn)場(chǎng)總線 高速納米插補(bǔ)高速納米插補(bǔ)加工參數(shù)自動(dòng)調(diào)整加工參數(shù)自動(dòng)調(diào)整制造裝備智能化的內(nèi)涵制造裝備智能化的內(nèi)涵Prof. Shu ZhangInstitute on Advanced Manufacturing Technology, Tongji University操作權(quán)限操作權(quán)限指紋確認(rèn)指紋確認(rèn)加工任務(wù)完成情況和加工任務(wù)完成情況和機(jī)床狀態(tài)可用手機(jī)查詢機(jī)床狀態(tài)可用手機(jī)查詢數(shù)碼相機(jī)數(shù)碼相機(jī)信息塔信息塔(e-Tower) 機(jī)床信息化，具有語(yǔ)音機(jī)床信息化，具有語(yǔ)音、文本和視像等通訊功能、文本和視像等通訊功能。與生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度系統(tǒng)聯(lián)。與生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)時(shí)反映機(jī)床工作狀網(wǎng)，實(shí)時(shí)反映機(jī)床工

10、作狀態(tài)和加工進(jìn)度態(tài)和加工進(jìn)度 操作權(quán)限指紋確認(rèn)。工操作權(quán)限指紋確認(rèn)。工件試切時(shí)，可在屏幕上觀件試切時(shí)，可在屏幕上觀察加工過程。故障報(bào)警顯察加工過程。故障報(bào)警顯示、在線幫助排除。示、在線幫助排除。智能化與自主管理智能化與自主管理智能化制造裝備智能化制造裝備國(guó)內(nèi)外進(jìn)展國(guó)內(nèi)外進(jìn)展p 知道本系統(tǒng)的加工能力和狀態(tài)p 能夠監(jiān)控和自主優(yōu)化加工過程p 能夠自行度量工作（輸出）的質(zhì)量p 能夠不斷持續(xù)學(xué)習(xí)和提高自己的能力智能化與自主管理智能化與自主管理智能通訊單元智能化制造裝備智能化制造裝備國(guó)內(nèi)外進(jìn)展國(guó)內(nèi)外進(jìn)展制造業(yè)的服務(wù)化趨勢(shì)制造業(yè)的服務(wù)化趨勢(shì)u領(lǐng)先的制造企業(yè)不再只關(guān)注產(chǎn)品的生產(chǎn)加工，而是將市場(chǎng)拓展至產(chǎn)品的整個(gè)

11、生命周期，包括產(chǎn)品開發(fā)或改進(jìn)、生產(chǎn)加工、銷售、售后服務(wù)、產(chǎn)品報(bào)廢、產(chǎn)品解體或回收整車租賃ITIT服務(wù)服務(wù)緊急救援售后維修汽車美容整車及零部件設(shè)計(jì)、研發(fā)整車裝配車展車展工廠環(huán)保與節(jié)能ITIT服務(wù)服務(wù)信貸信貸設(shè)備技術(shù)與維修檢測(cè)技術(shù)與服務(wù)檢測(cè)技術(shù)與服務(wù) 零部件及整車物流化學(xué)品管理旅行服務(wù)工具、設(shè)備管理供應(yīng)鏈管理第三方采購(gòu)交鑰匙工程產(chǎn)品回收處理培訓(xùn)培訓(xùn)電子 商務(wù)電子商務(wù) 保險(xiǎn)保險(xiǎn)以汽車行業(yè)為例：u根據(jù)德勤在全球80家大型制造業(yè)公司中的調(diào)研，服務(wù)收入占總銷售收入的平均值超過25%；有19%的制造業(yè)公司的服務(wù)收入超過總收入的50%。全球制造業(yè)中服務(wù)業(yè)務(wù)所占比例 全球工業(yè)全球工業(yè)在全部銷售中服務(wù)業(yè)務(wù)所占份額

12、在全部銷售中服務(wù)業(yè)務(wù)所占份額平均值平均值領(lǐng)先的企業(yè)領(lǐng)先的企業(yè)航空和國(guó)防航空和國(guó)防47%47%超過超過50%50%汽車制造汽車制造37%37%超過超過50%50%電子信息產(chǎn)業(yè)電子信息產(chǎn)業(yè)19%19%超過超過50%50%生物和醫(yī)藥設(shè)備生物和醫(yī)藥設(shè)備21%21%超過超過50%50%所有制造公司所有制造公司26%26%超過超過50%50%*數(shù)據(jù)來自德勤公司研究報(bào)告基于全球服務(wù)業(yè)和零件管理調(diào)研制造業(yè)的服務(wù)化趨勢(shì)制造業(yè)的服務(wù)化趨勢(shì)u根據(jù)Andy Neely對(duì)全球13000家制造業(yè)上市公司研究的結(jié)果，發(fā)達(dá)國(guó)家制造業(yè)服務(wù)化的水平明顯高于正處在工業(yè)化進(jìn)程中的國(guó)家。u美國(guó)制造與服務(wù)融合型的企業(yè)占制造企業(yè)總數(shù)的58

13、%，而中國(guó)制造業(yè)的服務(wù)化進(jìn)程相對(duì)落后，具備服務(wù)型制造能力的企業(yè)僅占所有企業(yè)的2.2。制造業(yè)的服務(wù)化趨勢(shì)制造業(yè)的服務(wù)化趨勢(shì)q IBMIBM曾經(jīng)僅是硬件制造商，經(jīng)過十余年的業(yè)務(wù)整合，現(xiàn)已成功轉(zhuǎn)型為全球最大的“提供硬件、網(wǎng)絡(luò)和軟件服務(wù)的整體解決方案供應(yīng)商”。在IBM全球的營(yíng)收體系中，目前大約有55%的收入來自IT服務(wù)。q ROLLS-ROYCEROLLS-ROYCE是著名的發(fā)動(dòng)機(jī)公司，是波音、空客等大型飛機(jī)制造企業(yè)的供貨商。ROLLS-ROYCE并不直接向他們出售發(fā)動(dòng)機(jī)，而以“租用服務(wù)時(shí)間”的形式出售，并承諾在對(duì)方的租用時(shí)間段內(nèi)，承擔(dān)一切保養(yǎng)、維修和服務(wù)。ROLLS-ROYCE通過改變運(yùn)營(yíng)模式，擴(kuò)展

14、發(fā)動(dòng)機(jī)維護(hù)、發(fā)動(dòng)機(jī)租賃和發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)分析管理等服務(wù)，通過服務(wù)合同綁定用戶，服務(wù)收入達(dá)到公司總收入的55%以上。制造產(chǎn)業(yè)服務(wù)化的典型案例制造產(chǎn)業(yè)服務(wù)化的典型案例提提 綱綱一、兩化融合下的數(shù)字化與智能化制造一、兩化融合下的數(shù)字化與智能化制造二、數(shù)字化工廠概述二、數(shù)字化工廠概述三、相三、相關(guān)研究與案例關(guān)研究與案例什么是數(shù)字化工廠什么是數(shù)字化工廠q 數(shù)字化工廠以以MESMES為核為核心心，對(duì)工廠內(nèi)的制造資源、計(jì)劃、流程等進(jìn)行管控q 數(shù)字化工廠與產(chǎn)品設(shè)計(jì)層有緊密關(guān)聯(lián)，是設(shè)計(jì)意圖的物化環(huán)節(jié)q 通過系統(tǒng)集成，數(shù)字化工廠還與企業(yè)層和設(shè)備控制層實(shí)時(shí)交換數(shù)據(jù)，形成制造決策、執(zhí)行和控制等信息流的閉環(huán)數(shù)字化工廠的工作范

15、圍數(shù)字化工廠的工作范圍WIP跟蹤(工位/工序/部件)各工位關(guān)重件安裝匹配查驗(yàn)生產(chǎn)報(bào)工與節(jié)拍價(jià)值分析各型號(hào)/各訂單的完工情況各工位/各關(guān)重件實(shí)作工時(shí)安燈內(nèi)容信息采集與發(fā)布設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)線邊物料的消耗與配送現(xiàn)場(chǎng)視頻采集與近景分析現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境(光/溫/濕/塵/氣)物流通道及設(shè)備監(jiān)控叉車/AGV/堆垛機(jī)運(yùn)行情況物流設(shè)備位置數(shù)字地圖顯示配送執(zhí)行狀態(tài)跟蹤及監(jiān)控倉(cāng)庫(kù)出入庫(kù)/庫(kù)存/缺料跟蹤質(zhì)量統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表及異常報(bào)告質(zhì)檢現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)/質(zhì)檢設(shè)施數(shù)據(jù)主機(jī)及關(guān)重件流轉(zhuǎn)過程監(jiān)控質(zhì)量報(bào)表數(shù)據(jù)/統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量事故位置與性質(zhì)分析設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)刀具/量具/模具在庫(kù)/在工位裝運(yùn)車輛的定位/跟蹤/調(diào)度關(guān)鍵崗位人員的定

16、位/呼叫資源的能力/效率跟蹤分析生產(chǎn)過程數(shù)字化質(zhì)量管控?cái)?shù)字化制造資源數(shù)字化現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行數(shù)字化物料管控?cái)?shù)字化管控中心管控中心PCC生產(chǎn)生產(chǎn)質(zhì)量質(zhì)量物流物流ERPPDM設(shè)備設(shè)備數(shù)字化工廠的核心內(nèi)容數(shù)字化工廠的核心內(nèi)容數(shù)字化工廠的分層管理數(shù)字化工廠的分層管理u數(shù)字化制造決策與管控層l商業(yè)智能商業(yè)智能/ /制造智能（制造智能（BI/MIBI/MI）：可針對(duì)質(zhì)量管理、生產(chǎn)績(jī)效、依從性、產(chǎn)品總譜和生命周期管理等提供業(yè)務(wù)分析報(bào)告l無縫縮放和信息鉆?。簾o縫縮放和信息鉆?。和ㄟ^先進(jìn)的可定制可縮放矢量圖形技術(shù)，使用者可充分考慮本企業(yè)需求及行業(yè)特點(diǎn)，輕松創(chuàng)建特定的數(shù)據(jù)看板、圖形顯示和報(bào)表，可快速鉆取至所需要的信息l實(shí)時(shí)

17、制造信息展示：實(shí)時(shí)制造信息展示：無論在車間或是公司辦公室、會(huì)議室，通過掌上電腦、PC機(jī)、大屏幕顯示器，用戶都可以隨時(shí)獲得所需的實(shí)時(shí)信息數(shù)字化工廠的分層管理數(shù)字化工廠的分層管理u數(shù)字化制造執(zhí)行層l先進(jìn)排程與任務(wù)分派：先進(jìn)排程與任務(wù)分派：通過對(duì)車間生產(chǎn)的先進(jìn)排程和對(duì)工作任務(wù)的合理分派，使制造資源利用率和人均產(chǎn)能更高，有效降低生產(chǎn)成本l質(zhì)量控制：質(zhì)量控制：通過對(duì)質(zhì)量信息的采集、檢測(cè)和響應(yīng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理質(zhì)量問題，杜絕因質(zhì)量缺陷流入下道工序所帶來的風(fēng)險(xiǎn)l準(zhǔn)時(shí)化物料配送：準(zhǔn)時(shí)化物料配送：通過對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃和物料需求的提前預(yù)估，確保在正確的時(shí)間將正確的物料送達(dá)正確的地點(diǎn)，在降低庫(kù)存的同時(shí)減少生產(chǎn)中的物料短缺問

18、題l及時(shí)響應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)異常：及時(shí)響應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)異常：通過對(duì)生產(chǎn)狀態(tài)的實(shí)時(shí)掌控，快速處理車間制造過程中的生產(chǎn)過程中常見的延期交貨、物料短缺、設(shè)備故障、人員缺勤等各種異常情形數(shù)字化工廠的分層管理數(shù)字化工廠的分層管理u數(shù)字化制造裝備層（工位層）l實(shí)時(shí)硬件裝備集成：實(shí)時(shí)硬件裝備集成：通過對(duì)數(shù)控設(shè)備、工業(yè)機(jī)器人和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備的集成，實(shí)時(shí)獲取制造裝備狀態(tài)、生產(chǎn)過程進(jìn)度以及質(zhì)量參數(shù)控制的第一手信息，并傳遞給執(zhí)行層與管控層，實(shí)現(xiàn)車間制造透明化，為敏捷決策提供依據(jù)l多源異構(gòu)數(shù)據(jù)采集：多源異構(gòu)數(shù)據(jù)采集：采用了先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集技術(shù)，可以通過各種易于使用的車間設(shè)備來收集數(shù)據(jù)，同時(shí)確保系統(tǒng)中生產(chǎn)活動(dòng)信息傳遞的同步化和有效性l生生產(chǎn)指

19、令傳產(chǎn)指令傳遞與反饋遞與反饋：支持向現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)計(jì)算機(jī)、智能終端及制造設(shè)備下發(fā)過程控制指令，正確、及時(shí)地傳遞設(shè)計(jì)及工藝意圖設(shè)備控制電子看板按燈智能料架條碼掃描RFID數(shù)字化工廠的典型應(yīng)用場(chǎng)景數(shù)字化工廠的典型應(yīng)用場(chǎng)景數(shù)字化工廠的作用：以汽車工業(yè)為例數(shù)字化工廠的作用：以汽車工業(yè)為例q 20102010年，國(guó)務(wù)院發(fā)展研究中心年，國(guó)務(wù)院發(fā)展研究中心汽車產(chǎn)業(yè)藍(lán)皮書汽車產(chǎn)業(yè)藍(lán)皮書發(fā)布比較結(jié)發(fā)布比較結(jié)果：日本汽車工業(yè)果：日本汽車工業(yè)91.6291.62分，中國(guó)汽車工業(yè)分，中國(guó)汽車工業(yè)54.3354.33分分自主品牌自主品牌汽車工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家汽車工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家品種品種效率效率3.53.5分鐘分鐘/ /輛輛（江淮商務(wù)車

20、）（江淮商務(wù)車）4848秒秒/ /輛輛（日本本田轎車、商務(wù)車共線）（日本本田轎車、商務(wù)車共線）質(zhì)量質(zhì)量10001000多種變型共線多種變型共線40004000多種變型共線多種變型共線（20002000年豐田年豐田CoronasCoronas裝配線）裝配線）224224個(gè)個(gè)PP100PP100（每百輛新車問題數(shù)）（每百輛新車問題數(shù)）135135個(gè)個(gè)PP100PP100（每百輛新車問題數(shù)）（每百輛新車問題數(shù)）20102010年年J.D. PowerJ.D. Power亞太公司中國(guó)新車質(zhì)量研究報(bào)告亞太公司中國(guó)新車質(zhì)量研究報(bào)告數(shù)字化工廠的作用：以汽車工業(yè)為例數(shù)字化工廠的作用：以汽車工業(yè)為例設(shè)備能力設(shè)備

21、能力生產(chǎn)過程管控與優(yōu)化能力生產(chǎn)過程管控與優(yōu)化能力要實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，要實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，設(shè)備的智能化水平和生產(chǎn)過程管控與優(yōu)化的能力缺一不可設(shè)備的智能化水平和生產(chǎn)過程管控與優(yōu)化的能力缺一不可多品種多品種高效率高效率低成本低成本高質(zhì)量高質(zhì)量在設(shè)備能力逐步提升的情況下，制造環(huán)節(jié)的數(shù)字化管控與優(yōu)化能力不足更在設(shè)備能力逐步提升的情況下，制造環(huán)節(jié)的數(shù)字化管控與優(yōu)化能力不足更顯突出，已成為我國(guó)汽車工業(yè)與國(guó)外差距的主要原因之一。顯突出，已成為我國(guó)汽車工業(yè)與國(guó)外差距的主要原因之一。n 因上游車間供應(yīng)不足引起因上游車間供應(yīng)不足引起的停線次數(shù)減少的停線次數(shù)減少26%26%n 因下游車間能力不足引起因下游車間能力不足引起的停

22、線次數(shù)減少的停線次數(shù)減少29%29%技術(shù)指標(biāo)對(duì)比：技術(shù)指標(biāo)對(duì)比：實(shí)際工程應(yīng)用前后對(duì)比實(shí)際工程應(yīng)用前后對(duì)比應(yīng)用車型應(yīng)用車型實(shí)施前實(shí)施前生產(chǎn)節(jié)拍生產(chǎn)節(jié)拍實(shí)施后實(shí)施后生產(chǎn)節(jié)拍生產(chǎn)節(jié)拍瑞風(fēng)商務(wù)車瑞風(fēng)商務(wù)車3.53.5分鐘分鐘/ /輛輛2.52.5分鐘分鐘/ /輛輛賓悅轎車賓悅轎車120120秒秒/ /輛輛8888秒秒/ /輛輛重汽卡車重汽卡車7.87.8分鐘分鐘/ /輛輛5.95.9分鐘分鐘/ /輛輛上游供應(yīng)不足下游能力不足物料短缺負(fù)荷超限設(shè)備故障次數(shù)次數(shù)實(shí)施數(shù)字化工廠帶來的收益實(shí)施數(shù)字化工廠帶來的收益企業(yè)企業(yè)指標(biāo)指標(biāo)實(shí)施前實(shí)施前實(shí)施后實(shí)施后奇瑞汽車奇瑞汽車發(fā)動(dòng)機(jī)裝配出錯(cuò)率發(fā)動(dòng)機(jī)裝配出錯(cuò)率0.50.5

23、0.030.03江淮汽車江淮汽車整車交驗(yàn)合格率整車交驗(yàn)合格率91.57%91.57%93.73%93.73%一汽海馬汽車一汽海馬汽車總裝線總裝線設(shè)備綜合效率設(shè)備綜合效率77%77%83%83%用于奇瑞、江淮、一汽海馬等自主品牌汽車生產(chǎn)用于奇瑞、江淮、一汽海馬等自主品牌汽車生產(chǎn)典型案例：汽車行業(yè)典型案例：汽車行業(yè)實(shí)施數(shù)字化工廠帶來的收益實(shí)施數(shù)字化工廠帶來的收益實(shí)施數(shù)字化工廠帶來的收益實(shí)施數(shù)字化工廠帶來的收益u沖壓在制品庫(kù)存降低30%u商務(wù)車生產(chǎn)節(jié)拍從3.5分鐘縮短至2.5分鐘，轎車生產(chǎn)節(jié)拍從96秒縮短至88秒u基本消除了因?yàn)槲锪隙倘睂?dǎo)致的非正常停線典型案例：江淮汽車典型案例：江淮汽車典型案例：奇

24、瑞汽車發(fā)動(dòng)機(jī)典型案例：奇瑞汽車發(fā)動(dòng)機(jī)指標(biāo)指標(biāo)實(shí)施前實(shí)施前實(shí)施后實(shí)施后每月在制品庫(kù)存每月在制品庫(kù)存40004000萬(wàn)元萬(wàn)元28002800萬(wàn)元萬(wàn)元每天物料短缺導(dǎo)每天物料短缺導(dǎo)致停線時(shí)間致停線時(shí)間1010分鐘分鐘3 3分鐘分鐘用于奇瑞汽車4大系列20余種發(fā)動(dòng)機(jī)混流生產(chǎn)實(shí)施數(shù)字化工廠帶來的收益實(shí)施數(shù)字化工廠帶來的收益實(shí)施數(shù)字化工廠帶來的收益實(shí)施數(shù)字化工廠帶來的收益u能為客戶解決的問題l制造現(xiàn)場(chǎng)：使制造過程透明化，敏捷響應(yīng)制造過程中的各類異常，保證生產(chǎn)有序進(jìn)行l(wèi)生產(chǎn)計(jì)劃：合理安排生產(chǎn)，減少瓶頸問題，提高整體生產(chǎn)效率l生產(chǎn)物流：減少物流瓶頸，提高物流配送精準(zhǔn)率，減少停工待料問題l生產(chǎn)質(zhì)量：更準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)質(zhì)

25、量趨勢(shì)，更有效的控制質(zhì)量缺陷l制造決策：使決策依據(jù)更詳實(shí)，決策過程更直觀，決策結(jié)果更合理l協(xié)同管理：解決各環(huán)節(jié)信息不對(duì)稱問題，減少溝通成本，支撐協(xié)同制造部門協(xié)作實(shí)時(shí)化資源配置優(yōu)化制造響應(yīng)敏捷化 計(jì)劃計(jì)劃制造制造物流物流分層的生產(chǎn)管控模式分層的生產(chǎn)管控模式協(xié)同的生產(chǎn)管控模式協(xié)同的生產(chǎn)管控模式實(shí)施數(shù)字化工廠后實(shí)施數(shù)字化工廠后實(shí)施數(shù)字化工廠前實(shí)施數(shù)字化工廠前車間生產(chǎn)透明化計(jì)劃生產(chǎn)技術(shù)質(zhì)保商務(wù)物流實(shí)施數(shù)字化工廠帶來的收益實(shí)施數(shù)字化工廠帶來的收益提提 綱綱一、兩化融合下的數(shù)字化與智能化制造一、兩化融合下的數(shù)字化與智能化制造二、數(shù)字化工廠概述二、數(shù)字化工廠概述三三、相、相關(guān)研究與案例關(guān)研究與案例數(shù)字化工廠

26、的典型基本組成數(shù)字化工廠的典型基本組成UniMax PCTUniMax MESUniMax MMSUniMax TLCUniMax UIDUniMax SmartNestUniMax XplannerIntegraNet其他信息系統(tǒng)集成硬件接口焊裝-涂裝-總裝車間流水型生產(chǎn)解決方案與應(yīng)用沖壓車間作業(yè)型生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)加工/裝配車間混合型生產(chǎn)自主品牌汽車生產(chǎn)企業(yè)（江淮、奇瑞、海馬、江鈴、中國(guó)重汽、萬(wàn)山等）焊裝-涂裝-總裝車間流水型生產(chǎn)多車間關(guān)聯(lián)優(yōu)化工藝序列優(yōu)先的混合排程加工/裝配物料配送硬件裝置與軟件系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)與算法在制品跟蹤與生產(chǎn)過程可視化監(jiān)控系統(tǒng)車間信息采集終端車身路由控制器配色驗(yàn)證控制器智能料

27、架物料匹配裝置數(shù)字化工廠解決方案：汽車數(shù)字化工廠解決方案：汽車工藝過程優(yōu)化工藝過程優(yōu)化多車間生產(chǎn)排序多車間生產(chǎn)排序涂膠工藝切換裝置涂膠工藝切換裝置缸體工裝快速缸體工裝快速切換裝置切換裝置生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集車身識(shí)別車身識(shí)別缸蓋缸蓋3D掃描掃描數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集采集識(shí)別識(shí)別中央控制中央控制涂裝路由控制涂裝路由控制PBS路由控制路由控制生產(chǎn)生產(chǎn)執(zhí)行執(zhí)行控制控制物料精準(zhǔn)配送物料精準(zhǔn)配送物料搬運(yùn)物料搬運(yùn)物料匹配物料匹配智能料架智能料架數(shù)字化工廠解決方案：汽車數(shù)字化工廠解決方案：汽車支持多條生產(chǎn)線：支持多條生產(chǎn)線：11條沖壓線、條沖壓線、3條焊裝線、條焊裝線、2條涂裝線、條涂裝線、3條總條總裝線裝線支持六

28、大平臺(tái)八種車型：支持六大平臺(tái)八種車型：瑞風(fēng)（瑞風(fēng)（MPV）、瑞鷹（）、瑞鷹（SUV）、賓悅、）、賓悅、同悅、和悅、悅悅（轎車）同悅、和悅、悅悅（轎車）江淮汽車江淮汽車案例介紹：江淮汽車案例介紹：江淮汽車案例介紹：江淮汽車案例介紹：江淮汽車u實(shí)施MES之前存在的主要問題主要問題體現(xiàn)具體現(xiàn)象過程不透明信息發(fā)布手段落后生產(chǎn)指令基本靠手工發(fā)布（白板）關(guān)鍵件裝配信息僅憑操作工人經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集不實(shí)時(shí)靠ERP的HMI完成，操作不方便沒有斷線重發(fā)功能，數(shù)據(jù)容易丟失各車間按照不同的標(biāo)識(shí)管理在制品生產(chǎn)數(shù)據(jù)不能實(shí)時(shí)反應(yīng)到系統(tǒng)中溝通不及時(shí)各車間在制品分開管理，無法全局控制生產(chǎn)狀況靠電話溝通，不夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確生產(chǎn)過程不可視

29、生產(chǎn)不優(yōu)化計(jì)劃制定不合理沖壓車間受瓶頸資源制約，設(shè)備利用率低于70%總裝車間關(guān)鍵件裝配切換頻繁經(jīng)常因?yàn)樯嫌喂?yīng)不足或者下游生產(chǎn)能力不足影響生產(chǎn)物料配送繁雜易出錯(cuò)完全手工生成配送清單，工作量大信息滯后，導(dǎo)致配送不夠及時(shí)物料短缺經(jīng)常導(dǎo)致停線，平均每天損失15萬(wàn)元以上關(guān)重件無歷史紀(jì)錄，無法追溯信息孤島多信息源未能有效集成各種系統(tǒng)，操作復(fù)雜，種類繁多，無法進(jìn)行有效數(shù)據(jù)交換(ERP、離線條碼掃描、焊裝打碼機(jī)、總裝打碼機(jī)、VIN碼打印機(jī)、大洋軟件、RFID數(shù)據(jù)采集系統(tǒng))u主要工作之一：建立了車間實(shí)時(shí)信息采集與處理平臺(tái)汽車整車生產(chǎn)四大工藝汽車整車生產(chǎn)四大工藝案例介紹：江淮汽車案例介紹：江淮汽車6/13/20

30、2241主要工作之二：生產(chǎn)運(yùn)作優(yōu)化沖沖壓壓焊焊接接涂涂裝裝總總裝裝0200400600406080100120140ANGA-OPTANGA-AVGGA-AVGGA-OPT效果：效果：提高關(guān)鍵件相似度20%以上沖壓車間沖壓車間高級(jí)排程高級(jí)排程涂裝車間涂裝車間配色規(guī)劃配色規(guī)劃總裝車間總裝車間混流排序混流排序焊裝焊裝- -涂裝涂裝- -總裝總裝關(guān)聯(lián)優(yōu)化排序關(guān)聯(lián)優(yōu)化排序案例介紹：江淮汽車案例介紹：江淮汽車6/13/202242u主要工作之三：物流執(zhí)行優(yōu)化沖壓件考慮焊裝需求拉動(dòng)和沖壓件考慮焊裝需求拉動(dòng)和經(jīng)濟(jì)批量，降低安全庫(kù)存經(jīng)濟(jì)批量，降低安全庫(kù)存發(fā)動(dòng)機(jī)加工發(fā)動(dòng)機(jī)加工/裝配協(xié)同，減裝配協(xié)同，減少在制品庫(kù)

31、存和儲(chǔ)運(yùn)成本少在制品庫(kù)存和儲(chǔ)運(yùn)成本總裝車間物料需求實(shí)時(shí)按總裝車間物料需求實(shí)時(shí)按需發(fā)布，大幅減少物料短需發(fā)布，大幅減少物料短缺導(dǎo)致的停線缺導(dǎo)致的停線“焊裝焊裝-涂裝涂裝-總裝總裝”在制車身自動(dòng)在制車身自動(dòng)路由技術(shù)，減少物流成本路由技術(shù)，減少物流成本案例介紹：江淮汽車案例介紹：江淮汽車u主要工作之四：集成已有軟硬件平臺(tái)，消除信息孤島主要工作實(shí)施MES之前實(shí)施MES之后實(shí) 現(xiàn) 軟 硬 件信息集成存在各種管理系統(tǒng)，操作復(fù)雜，種類繁多，無法進(jìn)行有效數(shù)據(jù)交換(ERP、離線條碼掃描、焊裝打碼機(jī)、總裝打碼機(jī)、VIN碼打印機(jī)、大洋軟件、RFID數(shù)據(jù)采集系統(tǒng))l自動(dòng)獲取ERP數(shù)據(jù)l集成焊裝、總裝車間的三類打碼機(jī)l

32、集成RFID系統(tǒng)lVIN碼生成及打印l取代大洋軟件等遺留系統(tǒng)實(shí)施前后的對(duì)比實(shí)施前后的對(duì)比案例介紹：江淮汽車案例介紹：江淮汽車6/13/202244案例介紹：江淮汽車案例介紹：江淮汽車實(shí)施前實(shí)施后u實(shí)施效果l沖壓在制品庫(kù)存降低30%l商務(wù)車生產(chǎn)節(jié)拍從3.5分鐘縮短至2.5分鐘，轎車生產(chǎn)節(jié)拍從96秒縮短至88秒l基本消除了因?yàn)槲锪隙倘睂?dǎo)致的非正常停線數(shù)字化工廠解決方案：工程機(jī)械行業(yè)數(shù)字化工廠解決方案：工程機(jī)械行業(yè)智能化加工設(shè)備智能化加工設(shè)備DNCDNC智能化機(jī)械手智能化機(jī)械手智能刀具管理智能刀具管理中央控制室中央控制室現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)AndonAndon現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視裝置現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視裝置智能加工中智能加工中心與生產(chǎn)

33、線心與生產(chǎn)線智能化倉(cāng)儲(chǔ)智能化倉(cāng)儲(chǔ)/ /運(yùn)輸與物流運(yùn)輸與物流智能化生產(chǎn)執(zhí)智能化生產(chǎn)執(zhí)行過程管控行過程管控智能化生產(chǎn)控制中心智能化生產(chǎn)控制中心自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)AGVAGV智能小車智能小車公共資源定位系統(tǒng)公共資源定位系統(tǒng)高級(jí)計(jì)劃排程高級(jí)計(jì)劃排程執(zhí)行過程調(diào)度執(zhí)行過程調(diào)度數(shù)字化物流管控?cái)?shù)字化物流管控?cái)?shù)字化質(zhì)量檢測(cè)數(shù)字化質(zhì)量檢測(cè)案例介紹：三一重工案例介紹：三一重工三一重工為打造世界一流混凝土泵送機(jī)械制造基地而投資興建建筑面積：10萬(wàn)平方米，是亞洲最大的生產(chǎn)廠房應(yīng)用對(duì)象：應(yīng)用對(duì)象：18#廠房廠房十八號(hào)廠房一號(hào)廠房二號(hào)廠房三號(hào)廠房五號(hào)廠房七號(hào)廠房八號(hào)廠房六號(hào)廠房中心倉(cāng)庫(kù)鋼材庫(kù)膠管庫(kù)現(xiàn)有制造系統(tǒng)存在

34、的問題現(xiàn)有物流配送模式主要為推式模式，泵車每天分2次配送、車載泵每天1次配送、拖泵按三臺(tái)套配送，線邊庫(kù)存占用量大配送提前期長(zhǎng)，導(dǎo)致對(duì)現(xiàn)場(chǎng)變化響應(yīng)不夠敏捷；物流過程不透明，缺件不能提前預(yù)警，補(bǔ)件效率低，影響生產(chǎn)線正常運(yùn)轉(zhuǎn)人工完成配送訂單的二次分配，作業(yè)難度大，錯(cuò)誤率高制造設(shè)備缺乏統(tǒng)一管理，導(dǎo)致設(shè)備利用率低倉(cāng)庫(kù)眾多，地點(diǎn)分散，難以實(shí)現(xiàn)集中管理，資源得不到共享案例介紹：三一重工案例介紹：三一重工案例介紹：三一重工案例介紹：三一重工已完成車間機(jī)加設(shè)備的研發(fā)采購(gòu)與安裝調(diào)試，部分完成智能上料機(jī)械手、DNC實(shí)時(shí)監(jiān)控裝置及刀具管理系統(tǒng)的購(gòu)置和開發(fā)主要構(gòu)成之一：主要構(gòu)成之一：智能加工中心與生產(chǎn)線主要構(gòu)成之二：主要構(gòu)成之二：智能化倉(cāng)儲(chǔ)與運(yùn)輸配送裝置 已完成自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)軟硬件系統(tǒng)、配套立庫(kù)托盤、AGV系統(tǒng)的采購(gòu)和開發(fā)案例介紹：三一重工案例介紹：三一重工案例介紹：三一重案例介紹：三一重工工已對(duì)泵送18號(hào)廠房環(huán)境，業(yè)務(wù)部門需求進(jìn)行初步需求調(diào)研，完成了公共制造資源規(guī)劃，確定了項(xiàng)目范圍。主要構(gòu)成之三：主要構(gòu)成之三：公共資源定位軟硬件系統(tǒng)主要構(gòu)成之四：主要構(gòu)成之四：數(shù)字化