智能工廠實施建設方案

隨著新一輪工業(yè)革命的發(fā)展，工業(yè)轉型的呼聲日漸高漲。面對信息技術和工業(yè)技術的革新浪潮，美國人出臺了先進制造業(yè)回流計劃，德國人提出了工業(yè)4.0戰(zhàn)略，中國加緊推進兩化深度融合，并發(fā)布了中國制造2025戰(zhàn)略。如何實現(xiàn)智能化？如何建設智能工廠？是當前很多企業(yè)面臨的問題。就這個問題，在對多家優(yōu)秀制造企業(yè)參觀學習后，做如下匯報：二：智能工廠模型三：智能工廠核心-MES當前行業(yè)特點決定了公司生產(chǎn)模式為多品種小批量的離散型制造，公司產(chǎn)品為機、電、軟集成度較高的系統(tǒng)產(chǎn)品，從零部件機加工制造，電氣部件的焊接調試，直至設備的裝配調試均在生產(chǎn)部門內獨立完成。智能制造角度上來看，整個生產(chǎn)制造系統(tǒng)在存在以下五點不足:④信息化建設存在斷層，車間管理成為“黑匣子”⑤供應鏈各相關環(huán)節(jié)信息“孤島”生產(chǎn)系統(tǒng)是一個由加工、裝配、質量、設備、供應、倉儲、的產(chǎn)生。上級領導只得抽出大量時間和精力被動協(xié)調部門之間各二：智能工廠模型三：智能工廠核心-MES數(shù)字化工廠的定義是：數(shù)字化工廠是在計算機虛擬環(huán)境中數(shù)字化工廠的定義是：數(shù)字化工廠是在計算機虛擬環(huán)境中，對整個生產(chǎn)過程進行仿真、評估和優(yōu)化，并進一步擴展到整個產(chǎn)品生命周期的新型生產(chǎn)組織方式，是現(xiàn)代數(shù)字制造技術與計算機仿真技術相結合的產(chǎn)物，主要作為溝通產(chǎn)品設計和產(chǎn)品制造之間的橋梁。從定義中可以得出一個結論，數(shù)字化工廠的本質是實現(xiàn)信息的集成。智能工廠是在數(shù)字化工廠的基礎上智能工廠是在數(shù)字化工廠的基礎上，利用物聯(lián)網(wǎng)技術和監(jiān)控技術加強信息管理服務，提高生產(chǎn)過程可控性、減少生產(chǎn)線人工干預，以及合理計劃排程。同時，集初步智能手段和智能系統(tǒng)等新興技術于一體，構建高效、節(jié)能、綠色、環(huán)保、舒適的人性化工廠。智能工廠已經(jīng)具有了自主能力，可采集、分析、判斷、規(guī)劃；通過整體可視技術進行推理預測，利用仿真及多媒體技術，將實境擴增展示設計與制造過程。系統(tǒng)中各組成部分可自行組成最佳系統(tǒng)結構，具備協(xié)調、重組及擴充特性。已系統(tǒng)具備了自我學習、自行維護能力。因此，智能工廠實現(xiàn)了人與機器的相互協(xié)調合作，其本質是人機交互?；侵悄芄S是數(shù)字工廠的升級，又智能制造的載體智能制造系統(tǒng)在制造過程中能進行智能活動智能制造系統(tǒng)在制造過程中能進行智能活動，諸如分析、推理、判斷、構思和決策等。通過人與智能機器的合作，去擴大、延伸和部分地取代技術專家在制造過程中的腦力勞動。它把制造自動化擴展到柔性化、智能化和高度集成化。智能制造系統(tǒng)不只是“人工智能系統(tǒng)，而是人機一體化智能系統(tǒng)，是混合智能。系統(tǒng)可獨立承擔分析、判斷、決策等任務，突出人在制造系統(tǒng)中的核心地位，同時在智能機器配合下，更好發(fā)揮人的潛能。機器智能和人的智能真正地集成在一起，互相配合，相得益彰。本質是人機一體化。當下當下，國內很多企業(yè)都在炒作智能制造，但是絕大多數(shù)企業(yè)還處在部分使用應用軟件的階段，少數(shù)企業(yè)也只是實現(xiàn)了信息集成，也就是可以達到數(shù)字化工廠的水平；極少數(shù)企業(yè)，能夠實現(xiàn)人機的有效交互，也就是達到智能工廠的水平。而絕大多數(shù)企業(yè)距離智能制造的要求或者工業(yè)4.0表述的狀態(tài)，還相差很遠。MES是實現(xiàn)智能工廠的MES是實現(xiàn)智能工廠的核心和中間橋梁，起到承上啟下的關鍵作用。MES通過MES通過雙向的直接通訊在企業(yè)內部和整個產(chǎn)品供應鏈中提供有關產(chǎn)品行為的關鍵任務信息。二：智能工廠模型三：智能工廠核心-MES二：智能工廠模型三：智能工廠核心-MES4.1智能設備層,這些技改一方面保證了生產(chǎn)訂單的發(fā)貨，另一方面也為智能工廠的設備層建設打下一定基礎。但與智能工廠層級中要求的智能設備層仍存4.1.1數(shù)控機床備；鉆床設備中數(shù)控類機床占比超過50%。4.1.2裝配流水線目前裝配過程存在的種種問題，此處不再贅述。本方案準備先將制動臺類檢測設備的裝配工位建設成流水線式裝配工位，然后逐步推廣到所有常規(guī)產(chǎn)品的裝配流程?，F(xiàn)就流水線式裝配工位做簡要介紹，如下：流水線式裝配工位主要由部裝工位、總裝工位、線邊庫、傳動鏈板、智能起重設備五大部分組成。部裝工位主要負責定點組裝產(chǎn)品中較關鍵重要部件，組裝好后，通過智能起重設備起吊運輸?shù)娇傃b工位后安裝到產(chǎn)品臺架上；總裝工位為產(chǎn)品的主裝配工位，根據(jù)裝配工藝及節(jié)拍平衡，一般分為三到五個分工位，產(chǎn)品臺架通過傳動鏈板依次在分工位停留，并安裝部件與其他零部件后下線調試并最終進入打包區(qū)。線邊庫為關鍵零部件和較常用標準件的放置區(qū)，存放一定周期內產(chǎn)品裝配所需要使用到的相應物料，以線邊庫的設立使用來大大降低來回往返倉庫領料所耗費的時間；傳動鏈板為根據(jù)具體臺架設計的專用傳動機構，保證產(chǎn)品主體按照設置好的節(jié)拍時間進行流動；智能起重設備主要為電動平衡器，可根據(jù)所起吊的貨物重量自動調節(jié)平衡，操作者輕輕推動即可進行后續(xù)安裝作業(yè)，使用此設備可降低裝配過程中等待起吊設備的時間。以上即為裝配流水線的主要構成部分，相關設備的前期調研選型工作已經(jīng)開展，并對裝配工藝進行了初步的拆分重組。目前僅焊接工位使用焊接機器人進行平板類設備的焊接作業(yè)和軸盤類零部件自動化專機焊接輻板組件，其他工位與作業(yè)工種使用機器人或自動化設備較少。計劃焊接工位再增加一臺框架類產(chǎn)品的專用焊接機器人，其他工位根據(jù)情況更多得應用自動化加工設備，比如涂膠粘砂工位的自動粘砂設備、表面處理工位的拋丸噴砂打磨設備和滾筒類部件的自動化焊接專機等自動化設備的普及應用。隨著近幾年識別技術水平的發(fā)展進步，立體倉儲與AGV小車已被越來越多的企業(yè)所接受、使用并依賴。立體倉儲與AGV小車作為現(xiàn)代汽車制造業(yè)準時制物流的“致勝法寶”，也必將“飛入尋常百姓家”，逐漸成為一般制造業(yè)的“標配”。公司根據(jù)場地限制與實際需求，準備先行推廣AGV小車在裝配工位零件配送至線邊庫和機加工位物料轉運這兩個常見場景中的使用，后期場地問題解決后建立立體倉儲并接入控制層信息，進而打造自己的準時制物流與智能配送。生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場和智能設備會產(chǎn)生大量實數(shù)據(jù)，這些生產(chǎn)數(shù)據(jù)可以對企業(yè)的快速決策起到重要作用。而單純待在設備內部的數(shù)據(jù)對實際生產(chǎn)沒有任何意義，只有將這些信息、數(shù)據(jù)收集控制起來，才能產(chǎn)生價值。DNC(DistributedNumericalControl)稱為直接數(shù)控，也是網(wǎng)絡化數(shù)控機床常用的制造術語，其基本原理是使用計算機對具有數(shù)控裝置的機床或機床群直接進行程序傳輸和管理。DNC聯(lián)網(wǎng)，集中管控NC程序NC程序統(tǒng)一存儲，提高數(shù)據(jù)安全性、共用性。NC程序自動下發(fā)至相應機臺，提高工作效率。NC程序版本管理，規(guī)范作業(yè)。生產(chǎn)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)相當一部分仍然要依靠生產(chǎn)現(xiàn)場的作業(yè)人員進行收集，由于生產(chǎn)現(xiàn)場作業(yè)人員身兼生產(chǎn)與收集數(shù)據(jù)兩職，若采用原始的人工收集方式，不僅輸入速度慢，而且出錯率高。數(shù)據(jù)分散在許多不同的工序環(huán)節(jié)，需要利用工位固定終端或手持終端把條碼作為紐帶把各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的信息聯(lián)接起來，從而跟蹤產(chǎn)品從生產(chǎn)開始直到裝配入庫發(fā)貨的全過程。根據(jù)生產(chǎn)訂單或生產(chǎn)計劃，在每一件產(chǎn)品開始生產(chǎn)前用終端條碼打印機列印出制程卡;該制程卡與單件品或某一批產(chǎn)品一一對應,并在生產(chǎn)過程中隨著產(chǎn)品在生產(chǎn)線的每個環(huán)節(jié)進行流通，在每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，生產(chǎn)現(xiàn)場作業(yè)員使用思終端掃描制程卡上的條碼，以獲取前一生產(chǎn)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并在制程卡上記錄本作業(yè)環(huán)節(jié)的相關信息，直至產(chǎn)品成型包裝。工作人員用條碼表示需要采集的項目，并列印在標簽上。同時也可以對一些輔助的數(shù)據(jù)對象(如工序、作業(yè)員、生產(chǎn)線、生產(chǎn)班次等)進行條碼標識，以進一步實現(xiàn)終端數(shù)據(jù)的自動化收集。對于無法在生產(chǎn)線上布置電腦，且不需要實時收集數(shù)據(jù)，各個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)之間無關聯(lián)或關聯(lián)性不強的應用場合，可以使用手持終端先分散采集，后集中批量處理。此時給生產(chǎn)現(xiàn)場作業(yè)人員配備帶有條碼掃描功能的手持終端，進行現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集。同時在現(xiàn)場也可查詢相關信息，在此之前會將系統(tǒng)中的有關數(shù)據(jù)下載手持終端中。各種樣式的終端將現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)上傳到生產(chǎn)管理系統(tǒng)中，自動更新系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)。同時也可以將系統(tǒng)中已更新后的數(shù)據(jù)下載到終端中，以便在現(xiàn)場進行查詢和調用。MES能通過信息傳遞對從訂單下達到產(chǎn)品完成的整個生產(chǎn)過程進行優(yōu)化管理。當工廠發(fā)生實時異常時，MES能對此及時做出反應、報告，并用當前的準確數(shù)據(jù)對它們進行指導和處理。這種對狀態(tài)變化的迅速響應使MES能夠減少企業(yè)內部沒有附加值的活動，有效地指導工廠的生產(chǎn)運作過程，從而使其既能提高工廠及時交貨能力，改善物料的流通性能，又能提高生產(chǎn)回報率。將復雜排產(chǎn)運算，壓縮到分鐘內完成1.將產(chǎn)能約束和優(yōu)化規(guī)范整合到生產(chǎn)排程2.圖形方式呈現(xiàn)排產(chǎn)結果，可快速瀏覽3.生產(chǎn)人員獲得實際的生產(chǎn)指標4生產(chǎn)進度實時統(tǒng)計計劃執(zhí)行，實時監(jiān)控1.生產(chǎn)指令、程序參數(shù)直達現(xiàn)場設備、班組2.圖紙、作業(yè)指導書實時在線瀏覽3.機臺運行情況與產(chǎn)量、質檢數(shù)據(jù)實時上傳訂單評審-提高計劃執(zhí)行性，縮短生產(chǎn)準備周期u根據(jù)訂單配置要求，使用MES系統(tǒng)快速組織BOM信息u系統(tǒng)將配置保存為計算機策略，實現(xiàn)數(shù)據(jù)重用u工藝數(shù)據(jù)、物料庫存、交貨期等約束條件評審物料使用策略-將行政命令轉換為計算機指令u系統(tǒng)將各個部門下達的裝配要求和裝配限定，抽象到系統(tǒng)中管理起來；質量部門技術部門生管部門采購部門u物料展開分解時，自動參與運算軍、民等限定只準用XX廠家；不準用XX廠家批次限定時間限定u替換件u成對使用將人工經(jīng)驗轉換為系統(tǒng)排產(chǎn)策略，交互式排產(chǎn)u更加快速應對動態(tài)的市場和不斷變化的的需求。u將產(chǎn)能約束和優(yōu)化規(guī)范整合到生產(chǎn)排程。u準確和快速地對應與客戶需、要求相關的訂單,滿足生產(chǎn)計劃u增加工藝評審及生產(chǎn)資源評審,提前發(fā)現(xiàn)和避免生產(chǎn)瓶頸以及物料短缺u自動處理各個部門的質量限定u生產(chǎn)進度實時統(tǒng)計。計劃分解與自動下發(fā)n根據(jù)總裝計劃自動分解零部件計劃物料需求計劃n異常預警n計劃自動發(fā)布、下發(fā)搭建電子平臺，實現(xiàn)業(yè)務協(xié)同搭建電子平臺，實現(xiàn)業(yè)務協(xié)同準時制物流(just準時制物流(just-in-timelogistics，JITlogistics)是一種建立在JIT管理理念基礎上的現(xiàn)代物流方式條碼劃分，供方源頭管理條碼化操作數(shù)據(jù)自動采集單據(jù)自動創(chuàng)建單據(jù)、業(yè)務同步零部件管理規(guī)范科學、統(tǒng)一、規(guī)范的條碼規(guī)則是JIT物流的科學、統(tǒng)一、規(guī)范的條碼規(guī)則是JIT物流的原料入庫檢驗u根據(jù)入庫信息自動生成“來料質檢單”u實現(xiàn)質檢任務自動提醒u讓步接收，系統(tǒng)電子審核u“合格”物料方可生產(chǎn)領用u“不合格”物料入待處理區(qū)采用條碼化管理，實現(xiàn)生產(chǎn)物流全程可追溯從物流的分時配送、生產(chǎn)緩存區(qū)接收到生產(chǎn)上線、成品入庫，實現(xiàn)廠內全過程物流條碼跟蹤到物料的廠家、批次及使用狀態(tài)。u線邊安全庫存自動計算與預警廠內物流三方物流供應商u人工巡線反饋u拉動信息可視化展示，結果統(tǒng)計與分析透明化、數(shù)字化倉儲看板自動接收生產(chǎn)指令，生產(chǎn)派工與作業(yè)調整工藝作業(yè)指導、圖紙在線瀏覽，實現(xiàn)無紙化作業(yè)人員權限驗證、績效、工時自動記錄與設備連接，監(jiān)控設備狀態(tài)實現(xiàn)設備數(shù)據(jù)自動采集質量數(shù)據(jù)在線采集電子化派工管理l生產(chǎn)計劃審核確認后，自動下發(fā)至工位相應接受終端l工人登錄終端即可查看當天生產(chǎn)任務l班組長可使用終端現(xiàn)場派工、作業(yè)調整現(xiàn)場工藝管理與作業(yè)指示u電子版圖紙、作業(yè)指導書自動下發(fā)至接受終端，無紙化作業(yè)，降低制造成本。u自動獲取最新版本圖紙、作業(yè)指導書，無需人工回收與發(fā)放。u嚴格權限控制，保證數(shù)據(jù)安全。l實時顯示當前生存狀態(tài)，實現(xiàn)生產(chǎn)過程透明化l減少報工工作量，實現(xiàn)無紙化生產(chǎn)l生產(chǎn)異常立即反饋，以確?？焖夙憫猯采集的數(shù)據(jù)與產(chǎn)品關聯(lián)、統(tǒng)一標準不依賴于硬件設備，還可以通過移動終端訪問l員工可直接得到關于其績效的反饋，以便于優(yōu)化改善物料數(shù)據(jù)采集與防錯n針對物料管理等級，制定采集方案n多樣化采集方式設備數(shù)據(jù)采集與狀態(tài)實時監(jiān)控n實現(xiàn)不同品牌設備聯(lián)網(wǎng)與控制，消除“設備孤島”、n實時記錄設備狀態(tài)n自動、清晰的數(shù)據(jù)采集，避免反饋信息的卻是、錯誤與延遲n高質數(shù)據(jù)可用于后續(xù)評估與分析。u圖形化數(shù)據(jù)，直觀展示u支持數(shù)據(jù)看板、電腦、手機登多種媒介序號指標名稱1設備使用率（MU）2設備平均故障間隔時間（MTBF）3設備平均修理時間（MTTR）4設備維修效率5設備保養(yǎng)及時率6設備完好率7設備性能效率（EER）8設備綜合效率（OEE）9設備停機時間u將呼叫分類，信息直達相關班組。u呼叫計時，結果記錄，自動統(tǒng)計維修人員績效。u異常滯期，逐級上報，打破管理黑箱。u實現(xiàn)無紙化車間u多種終端、采集方式可快速采集質量數(shù)據(jù)u通過設備聯(lián)網(wǎng)自動、實時采集加工數(shù)據(jù)u實際數(shù)據(jù)與標準工藝參數(shù)比對，異常立即報警雙向質量追溯，可直達問題根源質量問題管理持續(xù)優(yōu)化、提升品質基于實時數(shù)據(jù)的生產(chǎn)監(jiān)控u所有的評估和分析工具均訪問同一個即時更新的數(shù)據(jù)庫u以圖形化方式呈現(xiàn)數(shù)據(jù)有助于全局概覽及支持決策u可實現(xiàn)全流程、全工序過程的全局瀏覽多層次數(shù)據(jù)逐級拆分，各取所需打破管理黑箱，讓問題浮出水面u運營大數(shù)據(jù)、云計算等技術深度挖掘數(shù)據(jù)價值，讓管理決策“有據(jù)可依”u運用圖形化處