任务6.2数字化车间的建设标准

模块6

生产与工艺数字化管理模块6

生产与工艺数字化管理任务6.2数字化车间的建设标准

许耀山301任务引领02知识准备03任务实施04练习题目录CONTENTS4任务引领01

1.本任务讲什么？

◎数字化车间体系结构；

◎数字化车间数据流和数字车间的基本要求；

◎基础层的数字化要求；执行层的数字化要求；

◎工艺设计数字化要求和车间信息交互；

◎电子产品数字化车间建设方案。

5任务引领01

2.你将有什么收获？

能够理解和运用数字化车间的体系结构、数据流以及各层级的具体要求，能够在模拟或实际环境中搭建或优化数字化车间。6任务引领01

3.你的任务是什么？

（1）通过知识学习完成练习题（选择题与填空）；

（2）根据数字化车间建设要求，画出一条SMT流水作业线布局示意图；

（3）请在品牌官网查找数字化加工设备、数字化物流设备和数字化测试设备的型号。

7知识准备026.2.1数字化车间体系结构1.定义：

数字化车间是以信息技术、自动化、测控技术为手段，通过数据连接车间生产运行过程的不同单元，实现生产过程的规划、管理、诊断和优化。2.体系结构：

◎基础层：制造设备、生产资源。

◎执行层：车间计划与调度、生产物流管理、工艺执行与管理、生产过程质量管理、车间设备管理。

◎管理层：不属于数字化车间，但与之交互。8知识准备029知识准备023.基础层的构成与数字化要求

①制造设备：承担生产、检验、物料运送等任务，具备数字化通信能力。

②生产资源：物料、托盘、工装辅具、人、传感器等，通过条码、RFID等技术进行标识。

③数字化要求：

◎设备档案信息数字化。

◎具备通信接口，支持信息互通。

◎接收执行层指令，反馈生产信息。

◎具备可视化与人机交互能力。10知识准备026.2.2数字化车间数据流和数字车间的基本要求

1.功能模块：

◎车间计划与调度：承接生产订单，分解为工序作业计划。

◎工艺执行与管理：指导生产，采集执行反馈。

◎生产过程质量管理：检验控制，质量监控与追溯。

◎生产物流管理：物料需求管理、配送与成品入库。

◎车间设备管理：设备运维、保养与维修记录。2.数据流：

各模块之间的信息交互与反馈，形成闭环管理。11知识准备0212知识准备023.数字化车间的基本要求（1）数字化要求：资产与制造过程信息数字化。（2）网络要求：设备、生产资源与系统互联互通。（3）系统要求：具备制造执行系统（MES）等信息化管理系统。（4）集成要求：执行层与基础层、管理层系统信息集成。（5）安全要求：开展危险分析，实施数字化生产安全管控。13知识准备021.制造设备的数字化要求：

◎设备档案信息数字化。

◎具备通信接口，支持信息互通。

◎接收执行层指令，反馈生产信息。

◎具备可视化与人机交互能力。6.2.3基础层的数字化要求14知识准备022.数字化加工设备：

◎自动化加工、网络功能、柔性加工、安全性、远程监视。

◎数据采集与操作功能。

◎网络接口要求：现场网络与工厂网络。3.数字化物流设备：

◎物料输送设备（悬挂输送机、辊子输送机、搬运机器人）。

◎自动搬运小车（AGV、RGV）。

◎自动化立体仓库。15知识准备02

数字化物流设备

1）物料输送设备

①悬挂输送机

②辊子输送机

③搬运机器人

2）自动搬运小车16知识准备023）自动化立体仓库自动存取、自动输送、自动识别17知识准备024.数字化检测设备：

◎在线或离线检测、记录、上传、分析。

◎数据通信要求：RS232、GPIB、VXI等。

◎检测设备布置要求：在机安装、现场安装。5.数字化辅助设备：

◎移动终端（PDA、平板电脑）。

◎工作站（信息终端、求助终端）。6.生产资源数字化要求：

◎条码、RFID等编码技术。

◎自动或半自动读取与上传信息。18知识准备02数字化检测设备19知识准备026.2.4执行层的数字化要求1.基本要求：

◎与数据中心信息双向交换。

◎模块间数据直接调用。

◎与企业管理系统（ERP、PDM）信息交互。2.车间计划与调度：

◎详细排产：工序计划、资源可用性。

◎生产调度：分派设备与人员，管理异常情况。

◎生产跟踪：反馈生产数据，更新计划。20知识准备023.工艺执行与管理：

◎工艺执行：作业文件下发、数据采集。

◎工艺管理：权限管理、变更管理、优化管理。4.生产过程质量管理：

◎质量数据采集：工艺参数、检测结果。

◎质量监控：指标监控、预报警。

◎质量追溯：产品标识、关键信息追溯。

◎质量改进：PDCA循环、经验库。21知识准备02生产过程质量管理22知识准备025.生产物流管理：

◎物流规划：时间、装载约束。

◎物流调度及优化：事前、事中、事后调度。

◎物料领取与配送：运输、存储活动。

◎车间库存管理：数据采集、追溯、分析。6.车间设备管理：

◎设备状态监控：运行数据采集、可视化、异常预警。

◎设备维修维护：周期性维护、预测性维护、故障管理。

◎设备运行分析：完好率、利用率、故障率等指标。23知识准备026.2.5工艺设计数字化要求和车间信息交互1.工艺设计数字化要求（1）目标:满足生产过程需求（2）要求:

◎辅助工艺设计:如三维工艺设计。

◎工艺路线与布局仿真:模拟工艺路线和布局。

◎加工与装配过程仿真:模拟加工和装配过程。

◎工艺知识库:包含工艺规范、成功案例、专家知识。

◎电子化工艺文件:可下达到生产现场指导生产。

◎输出工艺BOM:向制造执行系统输出。24知识准备022.车间信息交互

（1）通信网络

①目标:实现控制设备与现场设备之间的通信

②通信方式:

◎现场总线:PROFIBUS、CC-LINK、MODBUS、CAN等

◎工业以太网:PROFINET、Ethernet/IP、EtherCAT、POWERLINK等

◎无线通信:工业无线(WIA-FA、WIA-PA)、WIFI、蓝牙、3G/4G/5G等25知识准备02（2）数据采集与存储

①目标:实现数据的采集、存储与管理

②要求:

◎数据采集与存储:支持异构数据格式转换，实现数据互通

◎数据库类型:实时数据库:采集和储存生产现场实时性较高的数据；历史数据库:采用关系数据库，储存工艺设计和制造过程数据

◎信息安全策略:访问与权限管理、入侵防范、数据容灾备份与恢复。26知识准备02（3）数据字典

①目标:建立车间制造过程中需要交互的全部信息

②要求:

◎信息类型:设备状态、生产过程、物流与仓储、检验与质量、生产计划调度等。

◎数据描述:数据名称、来源、语义、结构、数据类型。定制化支持:各行业可根据特点制定本行业的数据字典27任务实施03

SMT数字化车间建设方案

随着企业的数字化转型，数字化电子制造是许多电子企业必然的选择。某电子科技有限公司，因业务需要将原有的SMT车间改造成数字化车间。关键设备如图所示。

28任务实施03

建设要求：（1）建设生产线体数量3条，其中设备品牌要求：印刷机：KG+，SPI：思泰克，贴片机：YAMAHA，回流焊接机：劲拓，AOI：振华兴，AGV：未来亚特。设备数量：贴片机2台/线，其余1台/线。（2）生产作业人员：2人/线，主要任务是上料及过程异常处理。（3）生产过程控制数字化，采用MES进行管理。1.请画出一条SMT流水作业线布局的示意图2.请在品牌官网查找数字化加工设备、数字化物流设备和数字化测试设备的型号29练习题04一、单项选择题1.数字化车间重点涵盖产品生产制造过程,其体系结构指（

）A.基础层B.执行层C.管理层D.基础层与执行层2.下列中属于数字化车间基础层的是（

）A.制造设备与生产资源B.车间计划与调度C.工艺执行管理D.生产过程质量控制3.下列中属于数字化车间执行层的是（

）A.制造设备B.生产资源C.企业资源计划D.生产物流管理4.数字化车间的基本要求不包括（

）A.供应商管理系统B.互联互通网络C.基础层与执行层信息集成D.过程信息数字化

5.下列中不是数字化车间对数字化加工设备的基本要求的（非数字化功能要求）是（

）A.自动化加工B.数据采集与操作功能C.网络功能D.柔性加工、安全、远程监视30练习题04单项选择题6.数字化物流设备应含有“运营监管和动态显示”功能的是（

）A.悬挂输送机B.自动化立体仓库C.自动搬运小车D.辊子输送机7.下列中不是数字化辅助设备是（

）A.SMT设备B.PDAC.平板电脑D.条形码扫描仪8.以产品标识(生产批号或唯一编码)作为追溯条件,以条码及电子标签为载体,基于产品质量档案，以文字、图片和视频等富媒体方式,