离散型制造业智能工厂总体建设方案.pptx

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1、离散制造智能工厂,-总体建设方案,2、总体架构,1、背景目标,3、建设方案,4、核心技术,背景目标,工业发展战略,智能制造本质的理解,互联,协同,质量优化,采购优化,协同制造,产融一体,分享制造,平台型企业,全球资源,客户导向,智能制造本质应用最新工业工程及IT网络技术，重新审视企业现有流程与生产组织方式，实现企业在供应、营销、设计、及制造等领域的经营创新，同时借助新技术赋能新组织，实现管理创新，全面推动企业向生产智能、管理智能化、运营智能方向转型，以满足客户敏捷、个性、服务化需要。,降本、增效、保交期,流程型智能制造,网络协同制造,大规模个性化定制,远程运维服务,智能制造新模式,离散型智能制

2、造,智能制造的五种模式,行业现状及主要痛点,产能过剩,能源消耗大,人力成本上升,市场需求变化,环保压力增加,部分离散行业存在产能过剩的问题，导致市场竞争激烈，产品价格下跌，企业盈利能力受到挑战。,离散行业通常对能源的需求量较大，能源成本占据了生产成本的相当比例，因此能源消耗效率的提高成为一项重要课题。,由于离散行业生产过程中可能会产生大量废气、废水和固体废弃物，环保压力不断增加，需要投入更多资源用于环保设施建设和运营。,劳动力成本的上升也给离散行业带来了一定压力，特别是一些劳动密集型企业。,外协发货收货靠调度员管理，外协信息不透明；外协加工进度靠调度员沟通掌握，缺少可视化管理；外协任务多，个别

3、延期任务，调度员无法及时识别跟催。,离散行业是指针对纺织、服装、鞋帽等领域的生产加工企业。目前，离散行业面临着一些主要痛点和挑战，包括：,智能工厂建设总目标：降本增效提质控险,提质,控险,增效,降本,实时查看生产数据，减少信息沟通带来的时 间成本通过系统进行投料防呆校验，实现减免复核 人员操作，达到降本效果可实现数据的采集的自动化，大幅提升人工 数据采集效率；甚至有些人工无法采集的数 据，也可以采集出来，提升了数据采集的全 面性、准确度提升生产绩效分析的效率，有效支撑生产决,策,实时查看追溯到生产实际成本（人员、设备、,能耗等）,管理精细化到物料、生产线、班次、班组、批次、操作员，有效降低能源

4、和物料成本管理精细化到每次质检数据，通过SPC分析 及时发现质量异常强化事件和调度管理过程，规范闭环监控产品制造质量，及时进行质量预警分析 及改善建立品质知识库，实现“数据-信息-知识-价值”的增值循环,实时监控生产过程，包括能源、材料、产品、工艺、设备等数据，监控异常状况并及时处 理实时监控生产进度，合理调度，均衡生产通过数字化软件的支撑，生产流程和具体操 作在系统中以固化流程进行，不能够随意的 变更，也难以偷工减料，降低流程管理的成 本，以及操作混乱导致的生产浪费，从而提 升生产制造的效率,与DCS、SIS、PLC、仪器仪表、传感器数据集成，多系统多数据多流程集成，拉通多 层面业务数据，多

5、维度事前预警，风控点自动识别与ERP系统无缝集成，协同管理,8,制造资源,现场运行,物料管控,生产过程,设备运行状态和运行参数刀具/量具/模具在库/在工位装运车辆的定位/跟踪/调度关键岗位人员的定位/呼叫资源的能力/效率跟踪分析,WIP跟踪(工位/工序/部件)各工位关重件安装匹配查验生产报工与节拍价值分析各型号/各订单的完工情况各工位/各关重件实作工时,安灯内容信息采集与发布设备运行状态和运行参数线边物料的消耗与配送现场视频采集与近景分析现场环境(光/温/湿/尘/气),物流通道及设备监控叉车/AGV运行情况物流设备位置数字地图显示配送执行状态跟踪及监控仓库出入库/库存/缺料跟踪,质量管控,质量

6、统计分析报表及异常报告质检现场数据/质检设施数据主机及关重件流转过程监控质量报表数据/统计分析数据现场质量事故位置与性质分析,智能工厂发展趋势：先数字化再智能化再数智化,总体架构,智能工厂的构成,智能排程，支持批量为1的生产灵活而柔性化的生产岛拉动式生产，储备最小化生产过程可监控透明化人、机、物、法的有机融合绿色能源，可持续的发展,产品的个性化与定制化产品与设备可通信产品与顾客可连接涵盖产品生命周期的服务体系,传感器、机器人、PLC接口具备可连接设备直接的对话M2M存储、预测、执行与自我管理远程维护预防性维护,自动运行的物流仓储系统自动化立体库与RFID标签搬运的智能化AGV从需求到供给的价值

7、链整合库存量最优化更快的流通速度,离散制造智能工厂业务系统关系,ERP,MES,Control,计划层（ERP）强调企业的计划性。以客户订单和市场需求为计划源头，充分利用企业内的各种资源，降低库存，提高企业效益。ERP等从生产管理的角度来看，属于企业的计划层。,执行层（MES）强调计划的执行和控制。通过MES把ERP与企业的生产现场控制有机地集成起来。,控制层（Control）强调设备的控制。如DCS（分布式控制系统）、PLC(可编程逻辑控制器)、NC/DNC(分布式计算控制)、SCADA(监督控制及数据采集)以及其它控制产品制造过程的计算机控制方法。,MES通过信息的传递，对从订单下达开始到

8、产品完成的整个产品生产过程进行优化的管理，对制造现场发生的实时事件，及时作出相应的反应和报告，并用当前准确的数据对进行相应的指导和处理。,MES,opy without permission.,2.分解并定义MES系统的规模大小和深浅,WAREHOUSE仓储管理,WAREHOUSE仓储管理,工序协力厂,ERP企管系统,研发PLM系统,STOCK存货管理,STOCK存货管理,精排APS系统,车间智能MESMES制造作业管理自动化联控,-供应商-S-R-M,-客 户-C-R-M,业务模型架构,智能工厂系统集成关系,PLM,ERP,SFC,PLC,设备监控仪表与SFC 参数的映射 现场调度 SFC详

9、细生产指令到 PLC控制参数的映射 工艺放错,客户订单 计划订单 序列号 物料清单(BOM)批次的质量信息 配置管理 生产订单 成本信息 生产步骤,项目管理 文档管理 需求管理 设计协同 物料管理,传感器检测参数传送 机器报工后并请求下一步的操作从SFC的详细请求控制参数,智能工厂系统集成关系,智能工厂业务价值,数字营销,互联网采购,协同设计,智能车间,设计制造一体化,供应链协同,智慧财税,质量管控,精细成本管理,人力资源,排程&调度,设备资源管理,生产过程管理,云计算、边缘计算、人工采集、云处理、物联网.,质量过程控制,制造物流管理,能源环境管理.,智能管理,现场设备,产业互联,数字

10、化网络化智能化,定制服务,云服务,离散制造智能工厂整体解决框架,智能分析,离散制造智能工厂整体技术架构,智能工厂建设实施步骤分解,阶段一,阶段二,阶段三,阶段四,协同研发、虚拟仿真、信息安全、互联网+、大数据、工业云,信息化自动化基础PDMERPMES(1),数字化车间MES(2),智能工厂MES(3)PLM(1),数字化研发,生产资源信息化,工艺装备建模,精益化生产,智能装备升级,工艺质量数据采集,计划排产,信息码应用,生产可视化,自动化物流,精细化成本,工艺质量分析,物联网工业总线,能源排放管理,智能排产,工艺材料导入,智能诊断,智能物流,成本优化,工艺质量优化,智能设计,智能优化,柔性制

11、造,深度协同,智能决策,远程运维,供应链优化,远程服务,智能制造MES(4)PLM(2),两化融合,效益提升,10-15%,15-30%,30-60%,60-100%,离散制造智能工厂应用重点,在数据采集方面：MES根据不同的数据、应用场景、人员能 力、设备投入等方面采取不同的数据采集方式，主要外置采集和机联采集两种方式，无缝实时 获取各工序的产品、批次、人员、设备、物料、环境、检测等数据，并按预设计算模型，自动 统计分析，推送成现场控制、决策支持所需的 信息。在质量管理方面：MES跟踪原材料进厂到成品入库的整个生产 流程中的所有质量动作，对原料入库检、首检、巡检、自检、全检、末件检、产品入库

12、检、成品 交收检等质检数据进行实时采集，为产品的现场 质量控制（IE）、改进设计（PE）提供数据依据。,MES在生产计划完成后，通过APS自动 生成工位级作业计划和任务派工单，根据生 产设备实际加工能力的变化，制定并优化生 产的具体过程及各设备的详细操作顺序；为 了提高生产柔性，生产任务中的工艺要素，完全按现场每个工位根据上机产品自动分配。,MES管理生产订单的整个生产流程，通过对生产过程的所有异常事件（工艺、质检、物料、进度）进行实时监控，自动 反馈相关人员使其采取相应的措施，及时 纠正生产过程中的错误，以保证生产流畅 性和质量稳定性。,在任务派工方面：,在过程控制方面：,建设方案,智能工厂

13、基础建设,智能工厂-基础建设,带主数据采集设备 的物理信息系统,平台化可自定义的 工厂建模,CPS工业互联,工厂建模,智能工厂建模,自定义模式的工厂 建模，能够自由搭 建流水线、流程单、固定装配等模式下 的多类型数字工厂 模型,建立车间工段、工 序工步、设备机台、班组人员、工艺参 数、设备参数的数 字化映射模型,设备类型3,参数3,?,平台化的工厂建模,CPS物理信息系统（工业互联网）建设,生产主数据采集设备组网（触摸屏PC、无线终端 PDA、条码设备、RFID）非数字式生产设备的数字化 改造（传感器、网关）数字式生产设备、检测设备、环境仪表、能源仪表、工业 摄像头接入 PLC协议转换器、串口

14、服务 器、I/O模块、无线收发器、无线AP、工业交换机、路 由器进行物理组网 DCS集控服务器（OPC-UA、协议转换、负载均衡）实时历史数据库 云端存储、云计算,生产制造过程中产生的主要数据,工业数据采集方式,PLC连接的信号类型,智能工厂与数字化车间的层级关系,智能设计,智能生产,智能服务,智能管理,生产质量管理,车间设备管理,工艺执行管理,车间计划调度,生产物流管理,数字化车间 2,数字化车间 N,智能工厂,数字化车间 1,。,。,指令信息,反馈信息,数据流,系统集成,智能工厂层级架构表示图,生产制造,物流体系,销售,服务,生命周期,协同层,企业层,车间层,工厂层级,控制层,设备层,产品

15、设计,系统集成,互联互通,企业视角,产品视角,智能数据采集系统场景示意图,实时数据库,防火墙,流量计/电表,SCADA串口服务器,DCS/PLC,DNC服务器,移动应用服务器,质检设备,数控机床,物流设备AGV/RGV,摄像头,以太网I/O,电子看板,条码/射频,个人终端,电子秤,地磅,闪灯/蜂鸣/按钮,移动终端,视频服务器,SCADA串口服务器,机械人,GPS服务器,智能工厂生产控制,MES一站式生产运营管理平台,ERP与MES集成控制流程,MES支持生产现场的各种硬件设备，实现信息融合,生产信息系统核心业务数据流程,APS系统,APS系统可以改善库存控制，大幅降低原料与中间制品的库存量，减

16、小流动资金占用率；提高企业运作管理水平，建立一种可复制可扩展的生产运营管理规范；高效实用的应急处理模块和方案，适应企业快速多变的订单和生产变动。,智能计划多层次应用：从手工计划到高级排程,01 LRP,03 APS,02 MPS MRP,智能计划123,01 LRP批次计划,02 MPS/MRP主/需求规划,以“单”为中心，按“单”占用供应的批次计划方法,按时间顺序对“料”进行整体供需平衡的计划方法,03 APS有限排产,基于产能约束限制的计划方法,+支持从简单的批次计划、物料需求计划到能力约束计划等多层次计划方式，适应不同阶段、不同层次的组织计划要求。,智能仓储管理,产品质量管理体系的系统架

17、构,面向业务与制程的质量追溯体系,质量追溯应用,供应商送货,客户,收货区,供应商,发货区,送货,自动发运,暂收区,塑件加工,油漆件喷涂,总成件装配,电子货架备料区,条码打印,下线清单打印,下线采集,下线采集,自动发运,安全库存,上料,收货批,生产批,发货批,借助条码RFID识别技术将采购、生产、销售、售后过程进行批次管控，实现产品全生命周期质量追溯。,智能工厂生产可视化,生产制造过程中产生的主要数据,从“制造”到“智造”大数据运营,AI智能工厂：感知、定位、连接,工厂仿真监控、电子看板实时监控,行业化生产到智造制造,车间AGV智能物流小车,RFID智能数据采集,可视化、透明化电子看板,智能工厂

18、预期效益,预期效益,可量化可预见的收益,智能工厂的核心技术,工业互联网技术,设备连接与数据采集,工业互联网技术可以实现设备与设备之间的连接，实时采集设备运行数据，为后续数据分析提供基础。,物联网技术可以实现物体的识别与跟踪，对工厂中的设备、物料等进行实时监控和管理。,物体识别与跟踪,物联网技术,物联网技术可以实现设备与设备之间的数据传输与通信，提高生产过程中的信息传递效率。,数据传输与通信,物联网技术可以通过传感器等设备实现智能感知与控制，对生产过程中的温度、湿度、压力等参数进行实时监测与控制。,智能感知与控制,大数据分析与人工智能技术,自动化生产流程,机器人与自动化技术可以实现生产流程的自动化，提高生产效率和降低成本。,机器人应用,机器人可以在生产过程中实现各种任务，如物料搬运、装配、焊接等。,机器人与自动化技术,THANK YOU,感谢观看,