基于AI+IoT技术实现智能化工厂规划

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摘要随着科学技术的不断发展，人工智能、物联网技术的大幅度普及,对于制造业的生产要求也越来越高。近些年来,随着工厂生产越来越多的利用人工智能、物联网技术等技术,把传统工厂建设成为一个智慧工厂,实现现代社会要求下的智能制造。智能制造是基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合，贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节，具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的新型生产方式。MES系统是一个能精确调度、发送、跟踪、监控车间生产信息和过程，且同时能测量和报告其实时性能的制造执行系统，它是实现智慧工厂的基本技术手段。本文讲通过人工智能（AI）和物联网（IoT）技术构建智慧工厂,重点介绍MES系统规划，并探讨建设智慧工厂的意义及未来发展前景。关键词：智慧工厂；智能制造；MES系统；人工智能；物联网技术。

目录1绪论 41.1选题背景及意义 41.2国内外研究现状分析 41.2.1国外研究现状 41.2.2国内研究现状 52智慧工厂建设必要性分析 62.1工厂现状分析 62.2智慧工厂建设必要性 63智慧工厂详细规划 83.1项目背景与目标 83.1.1项目背景 83.1.2项目目标 83.2需求分析与整体规划 83.2.1需求分析 83.2.2系统整体规划 93.3智慧工厂MES系统设计 93.3.1系统管理和二次开发平台 93.3.2工厂建模，车间建模，产品建模 103.3.3生产调度排程 103.3.4设备管理 113.3.5工装夹具，量检具，刀具管理 123.3.6数据采集 133.3.7生产现场管理 153.3.8物料配送 163.3.9物料追溯管理 173.3.10质量管理 173.3.11装配单件流扫码 183.3.12现场看板，报表 194人工智能技术在智慧工厂中应用 205物联网技术在智慧工厂中应用 216结语 22鸣谢 23参考文献 24附件： 25

1绪论1.1选题背景及意义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。随着市场竞争的日趋激烈和信息技术的迅速发展，传统的制造方式和管理方式制约了制造企业的生产效率水平的提高。从传统工厂到智慧工厂的变革必然会成为未来世界制造业中最大的一次工业革命，传统工厂如何快速实现角色的转换，制造企业互联互通最为关键。从长期来看，智慧工厂的建设投入将远超过一般工业建设投入，但项目盈利能力也将显著提高，并且资本投入越大、投资的回报率越高。无论在何种经济体制下，智慧工厂建设都将是制造业发展不可绕开的必由之路。随着信息技术和智能化革命的深入，特别是人工智能（AI）和物联网（IoT）技术在制造业的广泛应用，对制造业创新、组织结构、生产模式等方面产生积极的推动作用，，也对制造业提出了新的要求。企业为了提高自身竞争力已经做了大量的企业管理信息化、自动化等方面的工作，而AI+IoT技术的发展为这一工作带来了新的机遇。应用AI+IoT技术实现智慧工厂建设，可以将制造企业工厂内的各个单元整合到一起，能够对工厂内加工情况的进行实时地监控、对产品的加工情况实时地追踪、协调生产计划和原料库存以及成品库存三者的情况，有效地提高企业的生产效率和管理水平，提升企业核心竞争力。1.2国内外研究现状分析1.2.1国外研究现状最近几年，全球技术创新空前活跃，以智能化为核心的新一轮工业革命席卷国内外。智能化是制造业的发展方向，智能制造已成为全球各国竞争的新一轮焦点。随着智能制造时代的到来，企业生产管理和竞争格局迎来巨变，智慧工厂随之出现，并将成为制造业的新模式。目前，德国、美国等制造业强国在构建智慧工厂的理论和实践方面已进行了大量探索。德国政府推出的《高技术战略2020》中，将工业4.0作为十大未来项目之一，并投入2亿欧元，以奠定德国在关键技术上的国际领先地位。而工业4.0项目主要面向“智慧工厂”和“智能生产”两大主题。在政府引导下，德国许多知名企业不断主动推动“工业4.0”，积极建设和发展智慧工厂。例如，宝马集团的虚拟手势识别系统使得汽车制造再进一步；大众用机器人制造汽车，实现了极高的人力替代效率；博世力推用于工厂智能化的射频码系统。美国则在2009年便提出了“再工业化”计划，提出发展先进制造业，实现制造业的智能化，保持美国制造业价值链上的高端位置和全球控制者地位。此后，还先后颁布了“先进制造业国家战略计划”、“工业互联网”、“新工业战略”和国家制造创新网络（NNMI）等，这些政策均有助于智慧工厂行业的发展。1.2.2国内研究现状信息网络基础下的数字转型、智能升级与融合创新将成为未来发展重心之一。制造业智能化升级需求是工业智能发展的根本驱动，全球各主要发达国家已把工业智能化的发展放置于战略地位。我国目前已处于工业化中后期阶段，中国制造业产能巨大，存在强烈的智能化改造需求。2015年5月国务院发布《中国制造2025》，明确提出把智能制造作为两化融合的主攻方向，通过“三步走”实现制造强国的战略目标：第一步，到2025年迈入制造强国行列；第二步，到2035年我国制造业整体达到世界制造强国阵营中等水平；第三步，到新中国成立一百年时，我制造业大国地位更加巩固，综合实力进入世界制造强国前列。

2智慧工厂建设必要性分析2.1工厂现状分析陕西渭河工模具有限公司现有生产还停留在人员操作车床制造模具，生产的产品质量不高，工艺水平参差不齐，产品不良率较高，生产效率较低。模具虽说是专用成型的工具产品，个性化强，但终究是工业品，所以标准化很重要。公司的模具生产缺乏标准化指导，这势必影响企业规范化生产运营。模具生产技术性很强，现在存在的问题是，技术人才匮乏，青年一代不愿意去模具厂车间，原因是工作环境较为恶劣。现有模具产生产主力主要是40岁以上的师傅，过不了几年，模具厂将出现严重的生产力缺失。2.2智慧工厂建设必要性在当今激烈的市场竞争中，如何降本增效、如何提升设备资产可靠性、如何提升精细化管理水平，是企业面临的挑战。着力打造智慧工厂为解决企业当前挑战提供了钥匙。加快推进信息化建设是实现工业化和信息化高层次深度融合的必然趋势，通过信息化支撑工业化，帮助企业打造智慧工厂，是实现可持续发展模式，提升企业核心竞力优势，从而应对挑战的必由之路。推进智慧工厂建设，可以实现“五化”融合，即设备管理精细化、生产过程一体化、企业管理标准化、分析应用数据化和决策支持科学化。设备管理精细化实现设备精细化管理是打造智慧工厂的前提。设备作为重要的一项生产要素，应视为企业管理的重点对象，对重资产企业来说尤为重要。设备安全、稳定、经济、可靠运行是企业运营基础。因此，管控重点应围绕如何降低维护费用、节能降耗、合理安排停机和检修、实现运行维护成本最小化展开，以实现提高设备可靠性、优化设备利用率的目的。生产过程一体化生产全过程无缝融合、信息充分共享和数据充分利用是生产过程一体化的重要基础。在生产过程中，各业务之间在本质上是无法分割的完整业务链。因此，各业务之间要实现信息全面融合、贯通，要充分考虑业务之间内在联系和逻辑关联，将各业务通过标准控制、流程控制、数据控制实现无缝融合，对重要节点进行有效控制，将业务链前端、后端全面贯通，才能保证生产过程一体化真实落地。企业管理标准化从企业管理入手，实现从经验性管理向标准化管理转变。建立统一标准，通过规范、制度、业务表单、主数据、业务流程等方式落实到信息平台中，保证规范、制度、业务流程得到有效贯彻和执行。同时，充分利用信息平台，从全局角度实现统一资源调配，帮助优化组织结构,并通过过程精简、规范和无缝衔接达到节约管理成本、提高管理效率和效益的目的。分析应用数据化数据价值通过体系化的分析应用来实现。利用实时采集现场DCS数据，为生产经营管理提供数据支撑，同时能满足远程诊断需求；通过对历史数据挖掘和主题性综合分析，实现对数据进行分类、统计、对标、分析，提高安全生产管理水平和管理效率，实现信息资源综合性开发利用。决策支持科学化数据分析结果为各级领导层科学决策提供支撑。通过精益化、规范化决策管理工具、KPI管理、大数据搜索应用等技术，为管理服务提供生产经营、决策分析实时数据，支撑生产经营活动持续优化；同时，通过整合内、外部结构化和非结构化数据，为管理层和决策层提供多维度、科学、准确、及时的数据、信息、知识和决策依据。

3智慧工厂详细规划3.1项目背景与目标3.1.1项目背景陕西渭河工模具有限公司（国营第七O二厂），创建于1960年【由882厂（原西北精密齿轮厂）与702厂合并组建】，原隶属电子工业部，现隶属于陕西电子信息集团公司独资企业，是我国研制和生产小模数精密传动类、小规格刀具类、多工位级进模具类、液压智能夹具类产品的龙头企业，是‘中国谐波减速器的摇篮’，‘军用谐波减速器的领导者’，‘机器人用谐波减速器的创新者’。公司于2016年9月成功申报工信部智能制造项目，投资额3.5亿，建设年产20万的谐波传动减速器智能制造车间，包括3条机加工自动线，1条装配自动线，目标产品为机加零件--钢轮，柔轮，壳体；装配--机器人谐波传动减速器。3.1.2项目目标在谐波传动减速器智能制造车间成功实施MES系统，构建完善的生产体系和质量管理体系，并与设计体系，计划体系和物流体系深度集成。协调各方面资源，在极大可能程度上节省投入，保障项目顺利完成，实现智能制造工厂目标。3.2需求分析与整体规划3.2.1需求分析总体需求：1）实现机器人谐波减速器智能制造过程的信息化管理，优化现有管理流程，通过系统软、硬件实施，实现车间实时自动排产、现场设备、产线的状态采集、可视化展示；实现生产制造过程的信息的实时采集、管理和反馈，对原材料、在制品、产成品生产过程跟踪和质量追溯，通过大数据分析，实现整个生产过程的全生命周期与管理决策的闭环管理。2）系统在实施前既要考虑前瞻性、先进性、完整性，又要结合实际需求，采取总体规划、分级实施的策略。3）系统采用多车间架构，既可以由单车间开始实施，逐步向其他车间扩展；也可以多车间同步实施，实现企业级的协同制造。4）系统采用友好的人机交互界面，方便准确地提供生产工艺信息，帮助和提示操作人员进行操作，易学易用。5）智慧工厂创造价值的核心环节是车间制造，这个环节需要有适当的指挥与监控系统，它就是MES系统的应用范畴。6）MES系统实现与PLM,CAPP,ERP,WMS,WCS,AGV调度多系统的数据集成，确保数据同步准确，基础资料来源唯一。3.2.2系统整体规划根据渭河工模具公司智慧工厂的需求，该智慧工厂需要通过MES系统的实施与应用，来实现智慧工厂信息化建设，达到信息共享，多系统集成，降本增效，质量管控，过程透明的目的。智慧工厂MES项目是一个业务覆盖面广、实施和培训时间长的工程，所以建议本MES项目分三步走。第一步，在完成MES规划和集成数据规划的基础上优先导入设备模块，实现车间设备互联互通，模块包括设备数据采集，设备维修，点检，保养，设备考核指标系统展示并分析。第二步，导入工装夹，检，刀具模块应用同时，对生产调度，现场管理，物料配送，装配线扫码，质量管理模块进行MES系统内集成测试.第三步，用1款产品打造样板线，打通PLM，ERP,MES,WMS的交互，多系统集成测试无异常情况下，将车间的规划的4款产品纳入系统管理，并开发MES相应的电视看板，报表。3.3智慧工厂MES系统设计3.3.1系统管理和二次开发平台3.3.1.1系统用户，权限，日志管理模块1）系统支持管理人员可以创建和修改系统登录用户，包括用户ID、用户名称、所属用户组等信息，可以为系统中的用户或用户组分配业务功能、页面及现场设备等系统资源的访问权限及角色权限；2）系统关键操作日志管理：系统管理人员可以查询生产管理业务模块关键操作的日志，例如：增加/删除和修改数据库操作、业务模块执行错误信息等。3.3.1.2系统开发平台MES系统数据基于SQL，采用‘元对象建模’技术，元对象采用MVC设计，实现界面-对象-实体自动映射引擎，用于业务对象快速建模，其元对象方法，事情，布局均完全参数化与脚本化，无需C#编程。只需要会SQL语句，经过简单的培训，用户就可以自主开发，技术承接快速。3.3.2工厂建模，车间建模，产品建模3.3.2.1工厂建模，车间建模，线体建模系统采用多车间架构，既可以由单车间开始实施，逐步向其他车间扩展；也可以多车间同步实施，实现企业级的协同制造3.3.2.2产品建模系统具备生产工艺模型构建功能，可通过可视化界面维护工艺路线、工序模板、作业模板等，并能对产品BOM及工艺基础数据进行版本控制。3.3.3生产调度排程3.3.3.1生产调度功能ERP负责MRP的运算，将生产计划按周汇总生产生产任务单，MES系统集成获取生产任务单，考虑交货紧急情况，加工批量，生产节拍等在MES的调度排程模块中下达生产派工单，生产派工单精确到班次和具体计划开工时间和计划完工时间，现场根据生产情况，实时上报完工情况和工废质废情况，生成报表供业务人员查看。生产任务单与派工单是1对多或1对1的关系。3.3.3.2生产高级排程MES经过二次定制开发，提供该模块的应用功能，提供多种高级排产算法，如按交货期、加工周期、优先级等排程，并支持图形化的高级排程，通过图形看板的形式，进行设备有限能力的排产；能够考虑到设备的实际能力，并可根据实际情况快速做出调整，可对零件加工工序使用剪切、插入功能，系统支持可根据实际情况进行工序拆分、生产订单拆分、工序合并、外协加工的调整。3.3.4设备管理3.3.4.1设备台账管理1)建立车间设备台账管理，并与ERP的固定资产模块集成，数据共享，台账不仅管理设备的数量，还管理设备的残值，并形成设备由申购到报废的全流程管控。2)设备按组分类，维护点检项目，保养项目和易损检维护。3.3.4.2设备点检管理1）设备管理室在MES中根据设备组编制点检项目，检点周期，在每天上班后作业前，员工通过手持终端，扫描设备上的二维码铭牌，获检点项目，对符合标准的逐一确认，如发现有异常项，则在系统界面触发报修任务给维修室。2)对每天点检项目的执行情况，生成考核报表，供管理层使用。3.3.4.3设备保养管理1）设备室按照设备组分类编制保养周期，保养项目，保养标准及保养所使用的工具。保养计划会根据保养周期自动生成，保养人员根据保养计划对设备进行保养，并将保养结果录入系统，如果保养过程中出现需要维修的异常，则在系统中触发报修任务给维修室。2）对保养计划的执行情况，生成考核报表，供管理层使用。3.3.4.4设备维修管理1)设备维修包括报修功能，设备维修接单及维修，维修管理人员功能。故障可以自动采集，不能采集的需要人工录入，根据故障按维修类型报修，支持维修员微信抢单接单，维修工可在PDA端进行维修扫描及报告填写，设备报修超时未接单微信推送发给管理人员。维修完成后，报修人员能进行完工确认。2）对维修任务的执行情况，生成考核报表，供管理层使用。3.3.5工装夹具，量检具，刀具管理3.3.5.1工装夹具管理1）工装夹模具实现夹具图纸号管理，夹具工装分类管理，新夹具编码管理；夹具出入库，夹具上下机管理，夹具到期寿命统计与检测管理，夹具报废流程2）夹具安装金属二维码铭牌。3）夹具分为外购夹具和自制夹具，外购夹具需要与ERP系统对接基础资料，采购，外购入库，领用。4）夹具的管控重点第一是对新制夹具的一个评估流程，第二是在加工到一定数量后，要进行检验，确保加工精度，易损件正常后，才能继续投入生产。3.3.5.2量检具管理1）量检具实现出入库管理，量具检测维修管理（送检，检测报告生成，送修，送修报告，工程人员审批），实现月检测计划生成与达成统计，量具挂失/恢复管理，到期具量提醒报警，以报表，监控看板的形式通知现场。量检具安全库存报警管理，已经低于安全库存的量检具，要自动触发生成申请单，与ERP采购模块集成。量检具的管控重点在于第一，按照周期进行送检；第二，送检不合格的量检具要将对应产品纳入失效管理流程；第三，送检不合格的量检具送修前要经过审批，并由工程人员出具维修作业指导书。3.3.5.3刀具管理1）刀具管理实现刀具的批次条码管理，刀柄的条码管理，刀具库存管理，组刀\对刀\上机\下机\换刃\首检\卸刀管理，报废（返磨）管理，提供状态监测，全生命周期记录，换刀原因统计分析报表，根据相关数据对刀具，投入使用成本进行核算，实现月，季，年车间刀具成本分析，对刀具不同品牌，批次加工给力（质量状态）进行分析，能对刀具采购成本改进计划给出数据分析支援，实现刀具安全库存管理（设置，报警），低于安全库存自动申报计划。2）刀具管控的重点在于第一：刀具寿命到期自动提醒功能；第二：刀具的刀补，刀长写入数控系统的管控，避免随意更改；第三，不同供应商刀具品质分析。3）技术难点第一：刀具的唯一标识；第二：数控机床加工代码统一版本管理，避免人员私自更改程序中的刀补编号和更改Z轴基准坐标。3.3.6数据采集通过MES厂商数据采集器与MES数据采集模块，实现设备数据采集；通过有线网络、无线网络实现设备联网；“即插、即用、即显”快速部署，实现设备数据采集。数据采集的数据用于设备关键指标分析，生产实际进度与计划进度监控，加工参数监控，在线检测数据输出等。3.3.6.1设备联网与数据采集概要通过工业以太网、现场总线、串口服务器等方式连接现场生产设备、检测设备、物流设备、物料等互联互通。MES数据采集器以及SCADA系统的应用实现人员数据、设备数据、物料数据、刀具夹具数据、质量数据、工艺数据的自动采集/终端录入采集，改变制造黑匣子现状，为公司管理决策及时准确的数据支持。为实现陕西渭河工模具有限公司模具智能制造车间生产数据采集，需要两款MES厂商产品：MES厂商数据采集器与MES数据采集模块。3.3.6.2设备联网技术说明稳定运行的智能工厂必定需要一个可拓展、可冗余的网络基础，基于陕西渭河工模具有限公司模具公司现状与智能制造项目建设需要。设备网络拓扑规划不合理，网路不稳定，网络硬件故障高都会影响项目的实施与上线，MES厂商设备互联方案主要有三层：1）现场层：车间现场生产设备（镗床、精车、龙门钻等）有网口设备与网口数据采集器连接（一对一）组网；粗车、滚齿机等非数控设备与串口数据采集连接组网；实现设备智能化、可采集化。通过工业以太网将车间数据采集器、工控机、电视看板等设备实现互联；通过无线网络将PDA终端、平板、无线数据采集器等设备联网。2）采集层：利用数据采集器通过各机床设备厂商提供的数据接口，对各类生产设备进行状态、产量、异常等数据进行实时采集；通过每个工位安装的触摸屏式工控机（访问MES系统）采集人员、工艺流转、自检等生产数据；通过PDA终端、MES数据采集模块采集投入产出、生产报工等生产数据。3）存储应用层：数据采集器、PDA终端、MES终端等将采集的生产数据，通过工业以太网存入服务器数据库，也可存到云端数据库。MES系统从云端或本地数据库对数据进行电视看板生产监控、电子报表等应用。设备互联的网络拓扑详细需求如下：1）车间之间与陕西渭河工模具有限公司模具数据中心、机房、办公区域为环网且有备用线路，确保网络的稳定性和网络故障的快速维护。2）车间组建两个局域网，且均为千M网，有设备层的设备网段，包括机床、保温炉、数据采集器等统一连接到设备网段交换机；有办公用的办公网段，无线、电视看板、PDA等统一链接到办公网段交换机；设备的采集通过一个双网卡的工控机来实现两个网段的数据交互，同时在该工控机上面安装安全防护软件确保设备层的安全与稳定。工控机与数据采集器还有分布式存储功能，在设备层与数据中心网络断开时，还能够收集保存数据，网络恢复正常时再往数据中心传输，尽量确保数据不丢失。3）数据中心与各个车间之间的网络全为光纤网络，确保传输的速度与准确性。数据中心还有硬件防火墙与软件防护双重保护陕西渭河工模具有限公司模具网络信息安全。3.3.6.3设备数据采集技术说明陕西渭河工模具有限公司模具设备种类繁多，既有是数控化的，也有非数控化的。针对陕西渭河工模具有限公司模具管理需求以及MES厂商行业经验，生产设备数据采集可以分为两类。第一类：关键工序设备，这类设备数据采集内容可以多点，除了设备状态、产量、异常等基础信息，还可以采集设备转速、进给量、加热参数等详细数据。实时采集，上传频率是1-3S，这些设备数据采集需要这些关键工序设备厂商提供数据接口。第二类：非关键工序设备，这类设备数据采集内容可以只包含设备状态、产量、异常等基础信息。比较详细的数据可以不用采集，实时采集，上传频率是3-10S，，同时不需要设备厂商提供接口。采集方法都是通过相应型号的MES厂商数据采集与生产设备连接，根据相应采集接口将设备采集，通过工业以太网传输到MES服务器。3.3.6.4设备机代码管理1）机代码管理实现版本管理，采用SVN管理工具，将设计端和生产端的机代码版本进行新增，变更，删除管理，通过对每个人设置不同的权限，并与PLM的程序管理模块集成。2）机代码通过SCADA写入设备的数控系统存储器，避免了人员用U盘拷贝程序，造成版本不一致或更改程序内容的情况发生，通过对加工程序的版本管理、上传下达，自动调整参数，实现加工程序信息化管理。3）加工程序可以在本地-云端-数控系统之间传输，传输过程使加密的，传入数控系统时，将对程序的格式进行校验，确保系统和程序的适配性。要实现加工程序的上传下达，需要数控系统厂商提供相应的数据接口，允许MES系统将加工程序传输给数控系统，并校验位置准确性、过程安全性和程序格式正确性。3.3.6.5数据采集应用到的相关报表应用了数据采集模块，可以快速自动准确实现设备关键指标的统计，生产异常的实时抓取，这些是人工统计所不能比拟的。3.3.7生产现场管理柔性组线对柔性产线支持在系统中快速组线的功能，快速建立产线，产品，设备，工序的对照关系。人员上下工具备人员下上工功能，实现人员有效在岗管理，可以与考勤系统对接。生产报工，工序流转实现生产过程中的任务选择，生产投料，自动（手动）报工，异常反馈（设备报修，物料缺料报警），非生产工时统计，使用采集终端解决。投入产出管理据投料，上料，产出按照任务单或时间段维度统计投入产出比。生产防错防呆用于生产投料扫描来料条码时，与计划的产品BOM进行校验，不符合项不能上料，人员技能不符合者，无法启动设备。不良品，返工管理对生产中的不良品，进行工废，质废分类，再根据质量体系要求对不良进行报废，回用，返工，需要返工的产品需要创建对应的返工计划和作业指导书，并收集返工的良品数量，返工时间，并对二次返工后的产品要单独批次管理。5M变更管理实现5M变更过程管理，对材料更换批次，产线换人，设备更换刀具，程序，工艺参数调整，系统都记录变更时机，用于产品加工过程中的追溯和统计功能。SOP文档电子化通过MES系统实现SOP电子化管理：预留接口从PLM系统同步图纸、工艺卡片，或者员工在MES系统中维护相应SOP/工艺卡片，SOP内容可编辑；根据生产计划，制造车间每个工控机上显示相应产品相应工序的SOP相关信息，操作员工根据SOP/工艺卡片进行操作作业；生产异常管理在生产管理中，需要对物料数据，质量数据，CNC加工进给速度，PLC设置的工艺参数进行监控，防止偏离标准范围，从而造成不良发生，在该方案中，应用MES的数据采集模块，将实时的需要监控的参数采集到数据库中，再与MES中存储的标准进行对比，一旦出现差异，则系统激动触发警报，将信息根据分类等级通过微信，电视看板，OA发送给处理人，并可以进行分级推送推送，异常第一处理人多久时间不处理，则自动推送给第二处理人，一次类推，在有些项目中，分级推送达到6级3.3.8物料配送实现物料配送管理，根据生产线的节拍，实时自动更新配送看板数据，信息准确，进行缺料信息管理，配送到位消除报警，自动统计次数和待料时间。集成立体仓库（WCS,WMS）和AGV(调度系统)，保障物流体系运转。紧急插单和修改计划后配送计划即时更新，并显示优先等级。增加缺料跟踪处理流程，进行到料回复，责任考核流程。3.3.9物料追溯管理实现对毛坯、在制品、成品的正向，方向批次追溯管理,最主要实现物料的跟踪处理，对使用了单件流的产品，可以实现加工参数，品质情况的追溯。对批次流可以根据人员的上下工，夹具，刀具的更换时间点，关联到批次是谁加工的，什么时候更换了刀具等。3.3.10质量管理3.3.10.1生产质量管理内容1）质量包括首件，末检，巡检，SPC过程检，变更检，新品检验，生产过程不良管理，返工管理，PPM统计，产线CPK统计分析。2）支持利用SPC软件采集端对首件，末检，巡检SPC过程检，变更检的数据进行收集，并在SPC系统中以X-R图等方式统计分析质量情况，3）支持SPC监控的CPK情况，按照每天，每月统计，CPK<1.0报警，推送给质量部质量工程师，按照8D报告的步骤分析改进并系统记录处理的意见，并每月形成报表（每月报警数量，未处理的数量及责任人）。4）按照质量部提供的8D报告格式及内容策划质量信息处理流程，每一步的责任人都是在系统处理，处理完成及验证之后，问题关闭，且8D报告也在系统形成。5）支持对生产全过程进行全面质量管理，生产中的来料不良和加工不良，按照一级，二级，三级进行分类，一级为直接报废品，检验员权限有限制报废数量，二级和三级根据不同的失效模式，创建不同的不良通知单，根据不良通知单生成关联的报废单，退货单，返工作业指导书。6）支持返工作业指令由MES下达，同正常派工单一样，员工需要投料，报工作业操作。3.3.10.2来料检验（在ERP中实现管理）质量部针对外购件来料按照品质检验标准进行检验判定合格或合格，针对不合格部分进行评审确认是否可回用(回用流程在采购体系中规划)，不能回用或没申请回用的部分拒收。针对紧急放行部分做好品质追溯（免检需要做抽检，抽检频率由系统根据检验人员的标准工作量和各抽检产品的来料批次数量随机决定）。需要退货的由采购部负责安排退货，物流中心监控退货进度3.3.10.3首件,末检,巡检,SPC过程检1）首件检验：车间检验员必须按《作业指导书》规定对车间所加工的产品实施首件检验、记录首检结果、做好首件标识并将首件产品隔离保留在规定位置直到班末再随产品流入下工序。若首件检验不合格则必须停止生产查找原因并调整至首件合格后方可继续生产。检验合格后通知质量部进行复检（现场检验或者三坐标），记录检验结果。检验合格后方可加工后续产品；不合格办理回用申请或者返工、报废等。2）自检：车间检验员必须按《作业指导书》规定对产品实施自检和记录自检结果。若发现不合格必须停止生产查找原因并采取纠正措施予以排除后方可恢复生产。对于无法实现自动上传的质量数据，由作业人员填写检验数据并拍照上传到系统，用于事后质量分析。3）巡检：制定制程检验标准，各班组必须进行日常巡查，巡检人员按作业指导书规定的频次对生产过程各工序所进行的随机流动性的检验。检验的内容不仅要抽检产品是否合格，同时要检查生产者的操作是否符合工艺规范，并做好巡检记录，有问题及时通知车间处理。4）SPC数据统计与分析：通过MES系统的SPC模块实现生产过程质量管控3.3.10.4生产过程中不良管理及返工管理支持对生产全过程进行全面质量管理，生产中的来料不良和加工不良，按照一级，二级，三级进行分类，一级为直接报废品，检验员权限有限制报废数量，二级和三级根据不同的失效模式，创建不同的不良通知单，根据不良通知单生成关联的报废单，退货单，返工作业指导书。支持返工作业指令由MES下达，同正常派工单一样，员工需要投料，报工作业操作。详细见现场管理中的不良管理和返工管理3.3.11装配单件流扫码1）装配线线头安装产线MES总控，用于与产线的PLC交互数据。2）装配自动线具备柔性功能，可以加工不同的产品，此处要求PLC的总控台具备产品切换功能，产线MES总控电脑根据下达的任务单与PLC总控台进行匹配生产。3）由产线PLC控制工序互锁或不良流出管理，如PLC不能控制，则由MES控制。4）符合产线操作技能的人员才能开启产线PLC总控启动按钮，具备技能验证功能。5）在装配线上工序间返工或线外返工或全工序返工，要求返工管理在系统进行，有审批机制，返工花费的时间和过程数据在系统中进行管理。6）实现装配线的物料追溯功能和5M变更点管理。7）包装工序校验前工序质量情况，产品码前缀后缀是否正常，自动可以打印内外部标签，标签格式可以用户自行设计。8）装配线异常报警处理，包括不合格品报警，工序异常报警，人员技能不相符报警，生产进度慢报警，缺料报警，产线停线异常报警等，报警信息通过电子大屏，看板，微信等方式推送，并形成闭环管理。9）装配线上用来校验设备的样品纳入管理，样品检测数据与标准不符合则停机维修。10）具备生产进度查询，质量分析，生产参数查询，样品数据查询，返修数据查询，生产一次合格率，人员资质报表等查询。11）装配线设备纳入MES保养，点检，维修管理。3.3.12现场看板，报表车间看板:实时显示监控整个车间计划达成、投入产出、设备稼动、物料在制等车间生产进度与状态产线看板:实时监控显示整体产线的计划达成、设备工装状态、人员绩效等产线级的生产进度。刀具、工装、模具看板:显示监控车间现场的刀具、工装、模具的刀具状态与寿命。手机移动端报表:在手机端查看车间业务情况，只要能上网的地方就能查看。

4人工智能技术在智慧工厂中应用在近几年里，工业机器人视为人工智能的产物，一直被认作未来工厂的主角，经济学家们预测到2030年将实现自动化，工业机器人或将替代大部分车间操作岗位，机器学习提高，工业机器人正在蓬勃发展。根据数据统计过去三年人工智能的就业人数增加了近500%。目前就业人数比申请人高出一倍以上，企业争取抢占最佳人才。人工智能需要大量的组件-波形分析来解释音频，机器学习来教授机器如何识别对象，加密以保护信息。创造这种技术的人必须能够团队合作，集成由其他团队创建的解决方案。还有一个技术方面的工作。无论您想成为机器人科学家，开发人员还是算法专家，都可能需要工作经验或与计算机科学有关的学位。在工业革命中机器接管了我们以前做过的许多任务。对于模具厂车床控制、产品收集和放置、产品检测和检验等都是工业机器人的典型运用，作业的完成都具有准确性、持久性、速度和效率高。其能代替越来越昂贵的劳动力，一同能进步作业效率和产品品质。机器人可以承受出产线精密零件的组装任务，更可代替人工在不良作业环境中作业，并可与数控超精密铁床等作业母机结合模具加工出产，进步出产效率，代替部分非技能工人。运用工业机器人可以降低废品率和产品成本，进步了机床的利用率，降低了工人误操作带来的残次零件危险等，其带来的一系列效益也非常明显，例如减少人工用量、减少机床损耗、加速技能创新速度、进步企业竞争力等。机器人具有执行各种任务特别是高危任务的才能，平均毛病间隔期达60000小时以上，比传统的自动化工艺更加先进。

5物联网技术在智慧工厂中应用基于物联网技术构建工厂智慧仓储，运用传感器、RFID实现信息的采集，在本地服务器和云存储服务器实现人机界面的交互，完成智能工厂内部从订单、采购、生产与设计等信息的实时处理，同时让材料供应商、客户等与智能工厂实现互联互通。传统模具企业通过纸质化或条形码记录模具从设计、采购、加工、钳装、试模直至领用、还回、维修、保养、报废全过程，容易造成登记错误，记录丢失，管理混乱，查找极其不便。通过RFID物联网技术开发的管理系统，将彻底改变了这一现状：RFID标签写入标签采用超高频抗金属标签，每个标签分配一个唯一ID号，与模具一一对应，将模具信息写入芯片中，包括：模具编号、生产日期、模具位置、模具类型、加工材料、维修、保养等内容上传至系统数据库。模具生产管理RFID智能识别加工工件，实现加工车间无纸化报工；RFID智能识别加工图纸，实现自动调取设计图纸；RFID智能识别加工机台，实现机台自动调取加工程序单。模具出入库管理入库：通过超高频天线读取模具的抗金属标签，有源RFID读写器自动读取模具架的吊卡标签，系统自动绑定模具位置，通过工控电脑上传数据至后台数据库，实现快速入库;出库：通过超高频天线读取模具的抗金属标签，有源RFID读写器自动读取模具架的吊卡标签，系统自动释放模具位置，通过工控电脑上传数据至后台数据库，实现快速出库;盘点：通过数据库系统，及时查询库存模具情况，了解模具库存。模具查询管理扫描RFID标签，ERP系统查询与其相对应标识位置，从而实现模具和加工零件的快速查找。模具履历管理在日常维修与保养模具时，通过RFID读写器及时地录入使用、维修与保养记录，通过无线模块及时上传至系统，帮助管理层分析模具的损耗原因，评估模