智能工厂实施建设方案

随着新一轮工业革命的发展，工业转型的呼声日渐高涨。面对信息技术和工业技术的革新浪潮，美国人出台了先进制造业回流计划，德国人提出了工业4.0战略，中国加紧推进两化深度融合，并发布了中国制造2025战略。如何实现智能化？如何建设智能工厂？是当前很多企业面临的问题。就这个问题，在对多家优秀制造企业参观学习后，做如下汇报：二：智能工厂模型三：智能工厂核心-MES当前行业特点决定了公司生产模式为多品种小批量的离散型制造，公司产品为机、电、软集成度较高的系统产品，从零部件机加工制造，电气部件的焊接调试，直至设备的装配调试均在生产部门内独立完成。智能制造角度上来看，整个生产制造系统在存在以下五点不足:④信息化建设存在断层，车间管理成为“黑匣子”⑤供应链各相关环节信息“孤岛”生产系统是一个由加工、装配、质量、设备、供应、仓储、的产生。上级领导只得抽出大量时间和精力被动协调部门之间各二：智能工厂模型三：智能工厂核心-MES数字化工厂的定义是：数字化工厂是在计算机虚拟环境中数字化工厂的定义是：数字化工厂是在计算机虚拟环境中，对整个生产过程进行仿真、评估和优化，并进一步扩展到整个产品生命周期的新型生产组织方式，是现代数字制造技术与计算机仿真技术相结合的产物，主要作为沟通产品设计和产品制造之间的桥梁。从定义中可以得出一个结论，数字化工厂的本质是实现信息的集成。智能工厂是在数字化工厂的基础上智能工厂是在数字化工厂的基础上，利用物联网技术和监控技术加强信息管理服务，提高生产过程可控性、减少生产线人工干预，以及合理计划排程。同时，集初步智能手段和智能系统等新兴技术于一体，构建高效、节能、绿色、环保、舒适的人性化工厂。智能工厂已经具有了自主能力，可采集、分析、判断、规划；通过整体可视技术进行推理预测，利用仿真及多媒体技术，将实境扩增展示设计与制造过程。系统中各组成部分可自行组成最佳系统结构，具备协调、重组及扩充特性。已系统具备了自我学习、自行维护能力。因此，智能工厂实现了人与机器的相互协调合作，其本质是人机交互。化化是智能工厂是数字工厂的升级，又智能制造的载体智能制造系统在制造过程中能进行智能活动智能制造系统在制造过程中能进行智能活动，诸如分析、推理、判断、构思和决策等。通过人与智能机器的合作，去扩大、延伸和部分地取代技术专家在制造过程中的脑力劳动。它把制造自动化扩展到柔性化、智能化和高度集成化。智能制造系统不只是“人工智能系统，而是人机一体化智能系统，是混合智能。系统可独立承担分析、判断、决策等任务，突出人在制造系统中的核心地位，同时在智能机器配合下，更好发挥人的潜能。机器智能和人的智能真正地集成在一起，互相配合，相得益彰。本质是人机一体化。当下当下，国内很多企业都在炒作智能制造，但是绝大多数企业还处在部分使用应用软件的阶段，少数企业也只是实现了信息集成，也就是可以达到数字化工厂的水平；极少数企业，能够实现人机的有效交互，也就是达到智能工厂的水平。而绝大多数企业距离智能制造的要求或者工业4.0表述的状态，还相差很远。MES是实现智能工厂的MES是实现智能工厂的核心和中间桥梁，起到承上启下的关键作用。MES通过MES通过双向的直接通讯在企业内部和整个产品供应链中提供有关产品行为的关键任务信息。二：智能工厂模型三：智能工厂核心-MES二：智能工厂模型三：智能工厂核心-MES4.1智能设备层,这些技改一方面保证了生产订单的发货，另一方面也为智能工厂的设备层建设打下一定基础。但与智能工厂层级中要求的智能设备层仍存4.1.1数控机床备；钻床设备中数控类机床占比超过50%。4.1.2装配流水线目前装配过程存在的种种问题，此处不再赘述。本方案准备先将制动台类检测设备的装配工位建设成流水线式装配工位，然后逐步推广到所有常规产品的装配流程。现就流水线式装配工位做简要介绍，如下：流水线式装配工位主要由部装工位、总装工位、线边库、传动链板、智能起重设备五大部分组成。部装工位主要负责定点组装产品中较关键重要部件，组装好后，通过智能起重设备起吊运输到总装工位后安装到产品台架上；总装工位为产品的主装配工位，根据装配工艺及节拍平衡，一般分为三到五个分工位，产品台架通过传动链板依次在分工位停留，并安装部件与其他零部件后下线调试并最终进入打包区。线边库为关键零部件和较常用标准件的放置区，存放一定周期内产品装配所需要使用到的相应物料，以线边库的设立使用来大大降低来回往返仓库领料所耗费的时间；传动链板为根据具体台架设计的专用传动机构，保证产品主体按照设置好的节拍时间进行流动；智能起重设备主要为电动平衡器，可根据所起吊的货物重量自动调节平衡，操作者轻轻推动即可进行后续安装作业，使用此设备可降低装配过程中等待起吊设备的时间。以上即为装配流水线的主要构成部分，相关设备的前期调研选型工作已经开展，并对装配工艺进行了初步的拆分重组。目前仅焊接工位使用焊接机器人进行平板类设备的焊接作业和轴盘类零部件自动化专机焊接辐板组件，其他工位与作业工种使用机器人或自动化设备较少。计划焊接工位再增加一台框架类产品的专用焊接机器人，其他工位根据情况更多得应用自动化加工设备，比如涂胶粘砂工位的自动粘砂设备、表面处理工位的抛丸喷砂打磨设备和滚筒类部件的自动化焊接专机等自动化设备的普及应用。随着近几年识别技术水平的发展进步，立体仓储与AGV小车已被越来越多的企业所接受、使用并依赖。立体仓储与AGV小车作为现代汽车制造业准时制物流的“致胜法宝”，也必将“飞入寻常百姓家”，逐渐成为一般制造业的“标配”。公司根据场地限制与实际需求，准备先行推广AGV小车在装配工位零件配送至线边库和机加工位物料转运这两个常见场景中的使用，后期场地问题解决后建立立体仓储并接入控制层信息，进而打造自己的准时制物流与智能配送。生产作业现场和智能设备会产生大量实数据，这些生产数据可以对企业的快速决策起到重要作用。而单纯待在设备内部的数据对实际生产没有任何意义，只有将这些信息、数据收集控制起来，才能产生价值。DNC(DistributedNumericalControl)称为直接数控，也是网络化数控机床常用的制造术语，其基本原理是使用计算机对具有数控装置的机床或机床群直接进行程序传输和管理。DNC联网，集中管控NC程序NC程序统一存储，提高数据安全性、共用性。NC程序自动下发至相应机台，提高工作效率。NC程序版本管理，规范作业。生产现场的数据相当一部分仍然要依靠生产现场的作业人员进行收集，由于生产现场作业人员身兼生产与收集数据两职，若采用原始的人工收集方式，不仅输入速度慢，而且出错率高。数据分散在许多不同的工序环节，需要利用工位固定终端或手持终端把条码作为纽带把各个生产环节的信息联接起来，从而跟踪产品从生产开始直到装配入库发货的全过程。根据生产订单或生产计划，在每一件产品开始生产前用终端条码打印机列印出制程卡;该制程卡与单件品或某一批产品一一对应,并在生产过程中随着产品在生产线的每个环节进行流通，在每个生产环节，生产现场作业员使用思终端扫描制程卡上的条码，以获取前一生产环节的生产数据，并在制程卡上记录本作业环节的相关信息，直至产品成型包装。工作人员用条码表示需要采集的项目，并列印在标签上。同时也可以对一些辅助的数据对象(如工序、作业员、生产线、生产班次等)进行条码标识，以进一步实现终端数据的自动化收集。对于无法在生产线上布置电脑，且不需要实时收集数据，各个环节的数据之间无关联或关联性不强的应用场合，可以使用手持终端先分散采集，后集中批量处理。此时给生产现场作业人员配备带有条码扫描功能的手持终端，进行现场的数据采集。同时在现场也可查询相关信息，在此之前会将系统中的有关数据下载手持终端中。各种样式的终端将现场采集的数据上传到生产管理系统中，自动更新系统中的数据。同时也可以将系统中已更新后的数据下载到终端中，以便在现场进行查询和调用。MES能通过信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理。当工厂发生实时异常时，MES能对此及时做出反应、报告，并用当前的准确数据对它们进行指导和处理。这种对状态变化的迅速响应使MES能够减少企业内部没有附加值的活动，有效地指导工厂的生产运作过程，从而使其既能提高工厂及时交货能力，改善物料的流通性能，又能提高生产回报率。将复杂排产运算，压缩到分钟内完成1.将产能约束和优化规范整合到生产排程2.图形方式呈现排产结果，可快速浏览3.生产人员获得实际的生产指标4生产进度实时统计计划执行，实时监控1.生产指令、程序参数直达现场设备、班组2.图纸、作业指导书实时在线浏览3.机台运行情况与产量、质检数据实时上传订单评审-提高计划执行性，缩短生产准备周期u根据订单配置要求，使用MES系统快速组织BOM信息u系统将配置保存为计算机策略，实现数据重用u工艺数据、物料库存、交货期等约束条件评审物料使用策略-将行政命令转换为计算机指令u系统将各个部门下达的装配要求和装配限定，抽象到系统中管理起来；质量部门技术部门生管部门采购部门u物料展开分解时，自动参与运算军、民等限定只准用XX厂家；不准用XX厂家批次限定时间限定u替换件u成对使用将人工经验转换为系统排产策略，交互式排产u更加快速应对动态的市场和不断变化的的需求。u将产能约束和优化规范整合到生产排程。u准确和快速地对应与客户需、要求相关的订单,满足生产计划u增加工艺评审及生产资源评审,提前发现和避免生产瓶颈以及物料短缺u自动处理各个部门的质量限定u生产进度实时统计。计划分解与自动下发n根据总装计划自动分解零部件计划物料需求计划n异常预警n计划自动发布、下发搭建电子平台，实现业务协同搭建电子平台，实现业务协同准时制物流(just准时制物流(just-in-timelogistics，JITlogistics)是一种建立在JIT管理理念基础上的现代物流方式条码划分，供方源头管理条码化操作数据自动采集单据自动创建单据、业务同步零部件管理规范科学、统一、规范的条码规则是JIT物流的科学、统一、规范的条码规则是JIT物流的原料入库检验u根据入库信息自动生成“来料质检单”u实现质检任务自动提醒u让步接收，系统电子审核u“合格”物料方可生产领用u“不合格”物料入待处理区采用条码化管理，实现生产物流全程可追溯从物流的分时配送、生产缓存区接收到生产上线、成品入库，实现厂内全过程物流条码跟踪到物料的厂家、批次及使用状态。u线边安全库存自动计算与预警厂内物流三方物流供应商u人工巡线反馈u拉动信息可视化展示，结果统计与分析透明化、数字化仓储看板自动接收生产指令，生产派工与作业调整工艺作业指导、图纸在线浏览，实现无纸化作业人员权限验证、绩效、工时自动记录与设备连接，监控设备状态实现设备数据自动采集质量数据在线采集电子化派工管理l生产计划审核确认后，自动下发至工位相应接受终端l工人登录终端即可查看当天生产任务l班组长可使用终端现场派工、作业调整现场工艺管理与作业指示u电子版图纸、作业指导书自动下发至接受终端，无纸化作业，降低制造成本。u自动获取最新版本图纸、作业指导书，无需人工回收与发放。u严格权限控制，保证数据安全。l实时显示当前生存状态，实现生产过程透明化l减少报工工作量，实现无纸化生产l生产异常立即反馈，以确保快速响应l采集的数据与产品关联、统一标准不依赖于硬件设备，还可以通过移动终端访问l员工可直接得到关于其绩效的反馈，以便于优化改善物料数据采集与防错n针对物料管理等级，制定采集方案n多样化采集方式设备数据采集与状态实时监控n实现不同品牌设备联网与控制，消除“设备孤岛”、n实时记录设备状态n自动、清晰的数据采集，避免反馈信息的却是、错误与延迟n高质数据可用于后续评估与分析。u图形化数据，直观展示u支持数据看板、电脑、手机登多种媒介序号指标名称1设备使用率（MU）2设备平均故障间隔时间（MTBF）3设备平均修理时间（MTTR）4设备维修效率5设备保养及时率6设备完好率7设备性能效率（EER）8设备综合效率（OEE）9设备停机时间u将呼叫分类，信息直达相关班组。u呼叫计时，结果记录，自动统计维修人员绩效。u异常滞期，逐级上报，打破管理黑箱。u实现无纸化车间u多种终端、采集方式可快速采集质量数据u通过设备联网自动、实时采集加工数据u实际数据与标准工艺参数比对，异常立即报警双向质量追溯，可直达问题根源质量问题管理持续优化、提升品质基于实时数据的生产监控u所有的评估和分析工具均访问同一个即时更新的数据库u以图形化方式呈现数据有助于全局概览及支持决策u可实现全流程、全工序过程的全局浏览多层次数据逐级拆分，各取所需打破管理黑箱，让问题浮出水面u运营大数据、云计算等技术深度挖掘数据价值，让管理决策“有据可依”u运用图形化处