智能制造與數(shù)字化工廠課件

1、智能制造與數(shù)字化工廠智慧工廠需要穩(wěn)定的無線流量、可靠的安全策略、可視化集中管控、移動APP運(yùn)維，去支持物聯(lián)網(wǎng)擴(kuò)展，實(shí)時監(jiān)測、自動調(diào)控辦公室溫度、濕度、光照等環(huán)境因素，助力企業(yè)打造舒適的智慧辦公環(huán)境，能方便及時地掌握諸如網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)性能統(tǒng)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)故障等信息；可以實(shí)現(xiàn)移動管理整個廠區(qū)網(wǎng)絡(luò)，隨時隨地網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維。統(tǒng)一管理全區(qū)的無線AP、樓層交換機(jī)、IoT傳感器等，實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)；中心控制器集無線AC、身份認(rèn)證、大數(shù)據(jù)收集分析、上網(wǎng)行為管理和審計(jì)、無線有線運(yùn)維、物聯(lián)網(wǎng)平臺于一體；員工辦公、訪客網(wǎng)絡(luò)和無線生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)安全隔離，確保網(wǎng)絡(luò)安全性；無線生產(chǎn)網(wǎng)采用同頻組網(wǎng)技術(shù)，接入無線掃碼槍、無線攝像頭、移動叉

2、車、AGV無人搬運(yùn)車等，不允許其他終端接入，保證生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行；員工辦公和訪客移動終端使用不同的SSID，內(nèi)部員工通過賬號密碼接入無線網(wǎng)絡(luò)，PDA等辦公移動終端使用PSK+MAC地址白名單接入網(wǎng)絡(luò)，保證只允許受信任的終端接入提 綱一、兩化融合下的數(shù)字化與智能化制造二、數(shù)字化工廠概述三、相關(guān)研究與案例在企業(yè)銷售鏈實(shí)施智能物流、智能安防等應(yīng)用。在倉儲、調(diào)度、跟蹤監(jiān)控和產(chǎn)品追溯等環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)對物品、集裝箱、車輛和人員的全程狀態(tài)監(jiān)測和智能調(diào)度，構(gòu)建高效率、低成本和安全的現(xiàn)代物流體系。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建設(shè)企業(yè)內(nèi)的智能安防系統(tǒng)，構(gòu)建智能化、全方位、立體安防體系和高效的智能樓宇管理系統(tǒng)。制造模式：信息技術(shù)向制

3、造業(yè)的全面滲透，還產(chǎn)生了許多新的工業(yè)化理念，如“協(xié)同生產(chǎn)”、“敏捷制造”、 “大規(guī)模客戶化定制”等；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、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)的變革。 3德國法國英國西班牙機(jī)艙內(nèi)裝飾前后機(jī)身駕駛艙和中段機(jī)翼發(fā)動機(jī)機(jī)架垂直尾翼水平尾翼發(fā)動機(jī)工裝美國其它供應(yīng)商大背景：信息化與工業(yè)化融合產(chǎn)品定位：項(xiàng)目為構(gòu)建基于云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)等最新信息技術(shù)和移動防爆智能終端技術(shù)的、軟硬件相結(jié)合的智能化安全管理云系統(tǒng)。產(chǎn)品功能：實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)狀態(tài)和安全信息的實(shí)時數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程通訊、事故建模、風(fēng)險分析、智能推演、預(yù)報預(yù)警、應(yīng)急處置輔助決策等功能，為政府安全

4、監(jiān)管、企業(yè)安全生產(chǎn)管理以及事故應(yīng)急處置服務(wù)。18世紀(jì)末20世紀(jì)初70年代初至今第一次工業(yè)革命機(jī)械化生產(chǎn)蒸汽驅(qū)動第二次工業(yè)革命批量流水線生產(chǎn)電力驅(qū)動第三次工業(yè)革命高自動化柔性生產(chǎn)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)驅(qū)動第四次工業(yè)革命智能化工廠智能裝備及信息通信精益制造智能管理第四次工業(yè)革命：全面的智能化工廠橫向集成：一級供應(yīng)商、二級供應(yīng)商，以及銷售商信息的無縫對接。企業(yè)之間通過價值鏈以及信息網(wǎng)絡(luò)所實(shí)現(xiàn)的一種資源整合，為實(shí)現(xiàn)各企業(yè)間的無縫合作，提供實(shí)時產(chǎn)品與服務(wù)，推動企業(yè)間研產(chǎn)供銷、經(jīng)營管理與生產(chǎn)控制、業(yè)務(wù)與財務(wù)全流程的無縫銜接和綜合集成，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)制造、經(jīng)營管理等在不同的企業(yè)間的信息共享和業(yè)務(wù)協(xié)同。蒸汽機(jī)、電

5、動機(jī)曾給機(jī)械產(chǎn)品的發(fā)展帶來革命數(shù)字化：信息化與工業(yè)化融合的重要手段智能化：裝備和機(jī)械產(chǎn)品的發(fā)展趨勢 蒸汽機(jī)的發(fā)明，機(jī)器動力的應(yīng)用電動機(jī)的發(fā)明，電能的應(yīng)用信息技術(shù)特別是數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用智能技術(shù)的應(yīng)用，自適應(yīng)、自我決策機(jī)械一代蒸汽機(jī)機(jī)械化智能一代數(shù)控一代電氣一代普通機(jī)床電氣化數(shù)控機(jī)床數(shù)字化智能機(jī)床智能化我國制造業(yè)發(fā)展的幾個主要階段端到端集成：一個新理念，是圍繞產(chǎn)品全生命周期的價值鏈創(chuàng)造，通過價值鏈上不同企業(yè)資源的整合，實(shí)現(xiàn)從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、物流配送、使用維護(hù)的產(chǎn)品全生命周期的管理和服務(wù)，它以產(chǎn)品價值鏈創(chuàng)造集成供應(yīng)商（一級、二級、三級）、制造商（研發(fā)、設(shè)計(jì)、加工、配送）、分銷商（一級、二級、三級）

6、以及客戶信息流、物流和資金流，在為客戶提供更有價值的產(chǎn)品和服務(wù)的同時，重構(gòu)產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的價值體系。使用數(shù)控織機(jī)，由原來3-4小時/毛衣，變?yōu)?0分鐘/毛衣，同時1個工人操作5-10臺機(jī)器。手動式半自動全數(shù)控案例1： 紡織機(jī)械案例1： 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)數(shù)字式細(xì)紗機(jī)車頭采用高精度油浴齒輪箱車尾配備同步牽伸傳動機(jī)構(gòu)帶斷線圖像檢測智能化細(xì)紗機(jī)采用單錠單電機(jī)，20000rpm配備細(xì)沙斷頭粗紗停喂裝置，并與電錠運(yùn)轉(zhuǎn)聯(lián)動整機(jī)數(shù)字化控制系統(tǒng)，監(jiān)測紡紗張力變化案例2： 印刷機(jī)械機(jī)械長軸傳動最高速度：160米/分電子長軸傳動以電子虛擬

7、軸作為主導(dǎo)軸，機(jī)器各單元分散驅(qū)動；傳動由智能化驅(qū)動器高精度控制的電子長軸；最高印刷速度：350米/分異型玻璃磨邊機(jī)數(shù)控玻璃加工中心手工靠模加工平板玻璃的周邊與斜邊的磨削拋光異型內(nèi)孔加工刀庫智能管理全數(shù)字控制加工適用于不同厚度和尺寸的平板玻璃鉆孔、銑形、寫字、磨邊及拋光具有砂輪磨損智能補(bǔ)償功能案例3： 玻璃加工機(jī)械伺服驅(qū)動系統(tǒng)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)生根本性變化簡化機(jī)械結(jié)構(gòu)縮短制造周期提高制造精度提升裝備性能齒輪箱動力源傳動機(jī)構(gòu)工作裝置伺服驅(qū)動系統(tǒng)控制系統(tǒng)工作裝置輸入信息信息反饋傳統(tǒng)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)1、平臺全數(shù)字化現(xiàn)場總線、碼盤到伺服的連接、驅(qū)動單元等全數(shù)字化

8、高檔系統(tǒng)普遍采用現(xiàn)場總線方式2、高速、高精、高可靠先進(jìn)數(shù)控機(jī)床加速度可達(dá)10g，快移速度達(dá)720m/min普通數(shù)控加工精度5m，精密級1m，超精密0.01m數(shù)控裝置MTBF值達(dá)60000h以上，伺服系統(tǒng)達(dá)30000h3、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、復(fù)合化加工參數(shù)自調(diào)整、防碰撞、誤差補(bǔ)償、顫振預(yù)測抑制等從單一的數(shù)據(jù)傳輸向網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、維護(hù)與管理方向發(fā)展同時完成復(fù)雜零件的主要乃至全部加工工序現(xiàn)場總線 高速納米插補(bǔ)加工參數(shù)自動調(diào)整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

9、指紋確認(rèn)加工任務(wù)完成情況和機(jī)床狀態(tài)可用手機(jī)查詢數(shù)碼相機(jī)信息塔(e-Tower) 機(jī)床信息化，具有語音、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)網(wǎng)，實(shí)時反映機(jī)床工作狀態(tài)和加工進(jìn)度 操作權(quán)限指紋確認(rèn)。工件試切時，可在屏幕上觀察加工過程。故障報警顯示、在線幫助排除。智能化與自主管理智能化制造裝備國內(nèi)外進(jìn)展 知道本系統(tǒng)的加工能力和狀態(tài) 能夠監(jiān)控和自主優(yōu)化加工過程 能夠自行度量工作（輸出）的質(zhì)量 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通訊單元智能化制造裝備國內(nèi)外進(jìn)展制造業(yè)的服務(wù)化趨勢領(lǐng)先的制造企業(yè)不再只關(guān)注產(chǎn)品的生產(chǎn)加工，而是將市場拓展至產(chǎn)品的整個生命周期，包括產(chǎn)品開發(fā)或改進(jìn)、生產(chǎn)加工、

10、銷售、售后服務(wù)、產(chǎn)品報廢、產(chǎn)品解體或回收整車租賃IT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)整車裝配車展工廠環(huán)保與節(jié)能IT服務(wù)信貸設(shè)備技術(shù)與維修檢測技術(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)鏈管理第三方采購交鑰匙工程產(chǎn)品回收處理培訓(xùn)電子 商務(wù)電子商務(wù) 保險以汽車行業(yè)為例：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)在全部銷售中服務(wù)業(yè)務(wù)所占份額平均值領(lǐng)先的企業(yè)航空和國防47%超過50%汽車制造37%超過50%電子信息產(chǎn)業(yè)19%超過50%生

11、物和醫(yī)藥設(shè)備21%超過50%所有制造公司26%超過50%*數(shù)據(jù)來自德勤公司研究報告基于全球服務(wù)業(yè)和零件管理調(diào)研制造業(yè)的服務(wù)化趨勢根據(jù)Andy Neely對全球13000家制造業(yè)上市公司研究的結(jié)果，發(fā)達(dá)國家制造業(yè)服務(wù)化的水平明顯高于正處在工業(yè)化進(jìn)程中的國家。美國制造與服務(wù)融合型的企業(yè)占制造企業(yè)總數(shù)的58%，而中國制造業(yè)的服務(wù)化進(jìn)程相對落后，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IBM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全球的營收體系中，目前大約有55%的收入來自IT服務(wù)。ROLLS-

12、ROYCE是著名的發(fā)動機(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)動機(jī)，而以“租用服務(wù)時間”的形式出售，并承諾在對方的租用時間段內(nèi)，承擔(dān)一切保養(yǎng)、維修和服務(wù)。ROLLS-ROYCE通過改變運(yùn)營模式，擴(kuò)展發(fā)動機(jī)維護(hù)、發(fā)動機(jī)租賃和發(fā)動機(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)化的典型案例提 綱一、兩化融合下的數(shù)字化與智能化制造二、數(shù)字化工廠概述三、相關(guān)研究與案例什么是數(shù)字化工廠數(shù)字化工廠以MES為核心，對工廠內(nèi)的制造資源、計(jì)劃、流程等進(jìn)行管控數(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)通過系統(tǒng)

13、集成，數(shù)字化工廠還與企業(yè)層和設(shè)備控制層實(shí)時交換數(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)報工與節(jié)拍價值分析各型號/各訂單的完工情況各工位/各關(guān)重件實(shí)作工時安燈內(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)場視頻采集與近景分析現(xiàn)場環(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)控倉庫出入庫/庫存/缺料跟蹤質(zhì)量統(tǒng)計(jì)分析報表及異常報告質(zhì)檢現(xiàn)場數(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)量報表數(shù)據(jù)/統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)現(xiàn)場質(zhì)量事故位置與性質(zhì)分析設(shè)備

14、運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)刀具/量具/模具在庫/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)量管控數(shù)字化制造資源數(shù)字化現(xiàn)場運(yùn)行數(shù)字化物料管控數(shù)字化管控中心PCC生產(chǎn)質(zhì)量物流ERPPDM設(shè)備數(shù)字化工廠的核心內(nèi)容數(shù)字化工廠的分層管理數(shù)字化制造決策與管控層商業(yè)智能/制造智能（BI/MI）：可針對質(zhì)量管理、生產(chǎn)績效、依從性、產(chǎn)品總譜和生命周期管理等提供業(yè)務(wù)分析報告無縫縮放和信息鉆?。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、圖形顯示和報表，可快速鉆取至所需要的信息實(shí)時制造信息展示：無論在車間或是公司辦公

15、室、會議室，通過掌上電腦、PC機(jī)、大屏幕顯示器，用戶都可以隨時獲得所需的實(shí)時信息數(shù)字化工廠的分層管理數(shù)字化制造執(zhí)行層先進(jìn)排程與任務(wù)分派：通過對車間生產(chǎn)的先進(jìn)排程和對工作任務(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)成本質(zhì)量控制：通過對質(zhì)量信息的采集、檢測和響應(yīng)，及時發(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)險準(zhǔn)時化物料配送：通過對生產(chǎn)計(jì)劃和物料需求的提前預(yù)估，確保在正確的時間將正確的物料送達(dá)正確的地點(diǎn)，在降低庫存的同時減少生產(chǎn)中的物料短缺問題及時響應(yīng)現(xiàn)場異常：通過對生產(chǎn)狀態(tài)的實(shí)時掌控，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

16、種異常情形數(shù)字化工廠的分層管理數(shù)字化制造裝備層（工位層）實(shí)時硬件裝備集成：通過對數(shù)控設(shè)備、工業(yè)機(jī)器人和現(xiàn)場檢測設(shè)備的集成，實(shí)時獲取制造裝備狀態(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)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)，同時確保系統(tǒng)中生產(chǎn)活動信息傳遞的同步化和有效性生產(chǎn)指令傳遞與反饋：支持向現(xiàn)場工業(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)用場景數(shù)字化工廠的作用：以汽車工業(yè)為例2010年，

17、國務(wù)院發(fā)展研究中心汽車產(chǎn)業(yè)藍(lán)皮書發(fā)布比較結(jié)果：日本汽車工業(yè)91.62分，中國汽車工業(yè)54.33分自主品牌汽車工業(yè)發(fā)達(dá)國家品種效率3.5分鐘/輛（江淮商務(wù)車）48秒/輛（日本本田轎車、商務(wù)車共線）質(zhì)量1000多種變型共線4000多種變型共線（2000年豐田Coronas裝配線）224個PP100（每百輛新車問題數(shù)）135個PP100（每百輛新車問題數(shù)）2010年J.D. Power亞太公司中國新車質(zhì)量研究報告數(shù)字化工廠的作用：以汽車工業(yè)為例設(shè)備能力生產(chǎn)過程管控與優(yōu)化能力要實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，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高效率低成本高質(zhì)量在設(shè)備能力逐步提升的情況下，制造環(huán)節(jié)的

18、數(shù)字化管控與優(yōu)化能力不足更顯突出，已成為我國汽車工業(yè)與國外差距的主要原因之一。因上游車間供應(yīng)不足引起的停線次數(shù)減少26%因下游車間能力不足引起的停線次數(shù)減少29%技術(shù)指標(biāo)對比：實(shí)際工程應(yīng)用前后對比應(yīng)用車型實(shí)施前生產(chǎn)節(jié)拍實(shí)施后生產(chǎn)節(jié)拍瑞風(fēng)商務(wù)車3.5分鐘/輛2.5分鐘/輛賓悅轎車120秒/輛88秒/輛重汽卡車7.8分鐘/輛5.9分鐘/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)實(shí)施數(shù)字化工廠帶來的收益企業(yè)指標(biāo)實(shí)施前實(shí)施后奇瑞汽車發(fā)動機(jī)裝配出錯率0.50.03江淮汽車整車交驗(yàn)合格率91.57%93.73%一汽海馬汽車總裝線設(shè)備綜合效率77%83%用于奇瑞、江淮、一汽海馬等自主品牌汽車生產(chǎn)

19、典型案例：汽車行業(yè)實(shí)施數(shù)字化工廠帶來的收益關(guān)注微信公眾號“找方案”獲取更多行業(yè)解決方案實(shí)施數(shù)字化工廠帶來的收益沖壓在制品庫存降低30%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：奇瑞汽車發(fā)動機(jī)指標(biāo)實(shí)施前實(shí)施后每月在制品庫存4000萬元2800萬元每天物料短缺導(dǎo)致停線時間10分鐘3分鐘用于奇瑞汽車4大系列20余種發(fā)動機(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能為客戶解決的問題制造現(xiàn)場：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)行生產(chǎn)計(jì)劃：合理安排生產(chǎn)，減少瓶頸問題

20、，提高整體生產(chǎn)效率生產(chǎn)物流：減少物流瓶頸，提高物流配送精準(zhǔn)率，減少停工待料問題生產(chǎn)質(zhì)量：更準(zhǔn)確的預(yù)測質(zhì)量趨勢，更有效的控制質(zhì)量缺陷制造決策：使決策依據(jù)更詳實(shí)，決策過程更直觀，決策結(jié)果更合理協(xié)同管理：解決各環(huán)節(jié)信息不對稱問題，減少溝通成本，支撐協(xié)同制造計(jì)劃商務(wù)物流生產(chǎn)商務(wù)生產(chǎn)裝配資源采購加工物流物流商務(wù)制造計(jì)劃部門協(xié)作實(shí)時化資源配置優(yōu)化制造響應(yīng)敏捷化 計(jì)劃制造物流分層的生產(chǎn)管控模式技術(shù)質(zhì)保技術(shù)質(zhì)保協(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提 綱一、兩化融合下的數(shù)字化與智能化制造二、數(shù)字化工廠概述三、相關(guān)研究與案例數(shù)字化工廠的典

21、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、中國重汽、萬山等）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)證控制器智能料架物料匹配裝置數(shù)字化工廠解決

22、方案：汽車工藝過程優(yōu)化多車間生產(chǎn)排序涂膠工藝切換裝置缸體工裝快速切換裝置生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集車身識別缸蓋3D掃描數(shù)據(jù)采集識別中央控制涂裝路由控制PBS路由控制生產(chǎn)執(zhí)行控制物料精準(zhǔn)配送物料搬運(yùn)物料匹配智能料架數(shù)字化工廠解決方案：汽車支持多條生產(chǎn)線：11條沖壓線、3條焊裝線、2條涂裝線、3條總裝線支持六大平臺八種車型：瑞風(fēng)（MPV）、瑞鷹（SUV）、賓悅、同悅、和悅、悅悅（轎車）江淮汽車案例介紹：江淮汽車案例介紹：江淮汽車實(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)時靠ERP的HMI完成，操作不方便沒有斷

23、線重發(fā)功能，數(shù)據(jù)容易丟失各車間按照不同的標(biāo)識管理在制品生產(chǎn)數(shù)據(jù)不能實(shí)時反應(yīng)到系統(tǒng)中溝通不及時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、準(zhǔn)確生產(chǎn)過程不可視生產(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)致配送不夠及時物料短缺經(jīng)常導(dǎo)致停線，平均每天損失15萬元以上關(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

24、機(jī)、大洋軟件、RFID數(shù)據(jù)采集系統(tǒng))主要工作之一：建立了車間實(shí)時信息采集與處理平臺汽車整車生產(chǎn)四大工藝案例介紹：江淮汽車2022-07-2440主要工作之二：生產(chǎn)運(yùn)作優(yōu)化沖壓焊接涂裝總裝效果：提高關(guān)鍵件相似度20%以上沖壓車間高級排程涂裝車間配色規(guī)劃總裝車間混流排序焊裝-涂裝-總裝關(guān)聯(lián)優(yōu)化排序案例介紹：江淮汽車2022-07-2441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和經(jīng)濟(jì)批量，降低安全庫存發(fā)動機(jī)加工/裝配協(xié)同，減少在制品庫存和儲運(yùn)成本總裝車間物料需求實(shí)時按需發(fā)布，大幅減少物料短缺導(dǎo)致的停線“焊裝-涂裝-總裝”在制車身自動路由技術(shù)，減少物流成本案例介紹：江淮汽車主要工作之四：集成

25、已有軟硬件平臺，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))自動獲取ERP數(shù)據(jù)集成焊裝、總裝車間的三類打碼機(jī)集成RFID系統(tǒng)VIN碼生成及打印取代大洋軟件等遺留系統(tǒng)實(shí)施前后的對比案例介紹：江淮汽車2022-07-2443案例介紹：江淮汽車實(shí)施前實(shí)施后實(shí)施效果沖壓在制品庫存降低30%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秒基本消除了因?yàn)槲锪隙倘睂?dǎo)致的非正常停線Production Int

26、egration Center數(shù)字化工廠典型案例：波音787制造工廠通過采用數(shù)字化工廠，波音公司在制造環(huán)節(jié)取得了顯著的效益：顯著提高了生產(chǎn)效率減少了質(zhì)量缺陷率減少了因供應(yīng)商原因?qū)е碌纳a(chǎn)延期Boeing 787研制周期縮短至1/3，研制成本降低50%新一代戰(zhàn)神航天運(yùn)載工具的研制和C130的航空電子升級中，縮短裝配工期57%數(shù)字化工廠典型案例：波音787制造工廠關(guān)注微信公眾號“找方案”獲取更多行業(yè)解決方案PCT采購管理人員質(zhì)量管控人員全球物流專家供應(yīng)商管理人員技術(shù)工程師視頻會議技術(shù)支持物流準(zhǔn)備環(huán)境預(yù)警生產(chǎn)監(jiān)控車間車間裝配現(xiàn)場生產(chǎn)、裝配現(xiàn)場全球供應(yīng)商工廠.高清視頻、生產(chǎn)信息、物流信息等技術(shù)支持質(zhì)量

27、管理物流支持采購支持環(huán)境信息支持生產(chǎn)管控人員數(shù)字化工廠典型案例：波音787制造工廠數(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DNC智能化機(jī)械手智能刀具管理中央控制室現(xiàn)場Andon現(xiàn)場監(jiān)視裝置智能加工中心與生產(chǎn)線智能化倉儲/運(yùn)輸與物流智能化生產(chǎn)執(zhí)行過程管控智能化生產(chǎn)控制中心數(shù)字化工廠自動化立體倉庫AGV智能小車公共資源定位系統(tǒng)高級計(jì)劃排程執(zhí)行過程調(diào)度數(shù)字化物流管控數(shù)字化質(zhì)量檢測案例介紹：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：10萬平方米，是亞洲最大的生產(chǎn)廠房應(yīng)用對象：18#廠房十八號廠房一號廠房二號廠房三號廠房五號廠房七號廠房八號廠房六號廠房中心倉庫鋼材庫膠

28、管庫現(xiàn)有制造系統(tǒng)存在的問題現(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、拖泵按三臺套配送，線邊庫存占用量大配送提前期長，導(dǎo)致對現(xiàn)場變化響應(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)備利用率低倉庫眾多，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：三一重工已完成車間機(jī)加設(shè)備的研發(fā)采購與安裝調(diào)試，部分完成智能上料機(jī)械手、DNC實(shí)時監(jiān)控裝置及刀具管理系統(tǒng)的購置和開發(fā)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：智能化倉儲與運(yùn)輸配送裝置已完成自

29、動化立體倉庫軟硬件系統(tǒng)、配套立庫托盤、AGV系統(tǒng)的采購和開發(fā)案例介紹：三一重工案例介紹：三一重工已對泵送18號廠房環(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：公共資源定位軟硬件系統(tǒng)主要構(gòu)成之四：數(shù)字化加工車間計(jì)劃與執(zhí)行管控軟硬件系統(tǒng)案例介紹：三一重工加速物料流動，提高轉(zhuǎn)運(yùn)效率，節(jié)約物流空間；實(shí)現(xiàn)臺套制配送，減少裝配中的物料取用時間，提高生產(chǎn)效率；實(shí)現(xiàn)物流小批量多頻次拉動模式，保證物料配送準(zhǔn)時化，促進(jìn)精益生產(chǎn)。通過精益配送模式實(shí)現(xiàn)配送準(zhǔn)時化發(fā)布時間下架時間工藝時間生產(chǎn)循環(huán)時間消耗點(diǎn)分揀時間組盤時間排隊(duì)時間裝車時間運(yùn)輸時間卸貨時間安全時間發(fā)布點(diǎn)的選擇：

30、保證生產(chǎn)順序不變精益存儲精益分揀精益配送精益生產(chǎn)案例介紹：三一重工主要構(gòu)成之五：數(shù)字化加工車間物流執(zhí)行軟硬件系統(tǒng)案例介紹：三一重工56可視化指令發(fā)送與業(yè)務(wù)指導(dǎo)現(xiàn)場生產(chǎn)實(shí)時數(shù)據(jù)驅(qū)動三維虛擬工廠環(huán)境展示生產(chǎn)現(xiàn)場的歷史回放可視化環(huán)境下的跨部門協(xié)同工作支持主要構(gòu)成之六：生產(chǎn)控制中心（PCC）中央控制軟硬件系統(tǒng)按標(biāo)準(zhǔn)的、統(tǒng)一的和簡單的結(jié)構(gòu)化方式編制和布置各種建筑物(或建筑群)內(nèi)各種系統(tǒng)的通信線路，包括網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、電話系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、電源系統(tǒng)和照明系統(tǒng)等。因此，綜合布線系統(tǒng)是一種標(biāo)準(zhǔn)通用的信息傳輸系統(tǒng)。綜合布線是智慧工廠建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施,是將所有語音、數(shù)據(jù)等系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)劃設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)化布線方式，用來支持語音、視頻、數(shù)據(jù)、圖文、多媒體等綜合應(yīng)用。物流成本降低20%以上生產(chǎn)線效率提高5%信息化系統(tǒng)自動化程度顯著提高智能在線揀貨智能實(shí)時跟蹤按時、