智慧工厂建设方案

工业互联网与智能制造智慧工厂转型框架智慧工厂建设方案案例分享工业互联网与智能制造工业互联网发展历程工业革命的第三次浪潮。由于综合成本上升、市场饱和、利润率低及发达国家“再制造业化”等内忧人类进入科技时代人类进入科技时代，用电子和IT技术实现制造流程的进一步自动化随着蒸汽驱动的机械制造设备的出现，人类开始进入蒸汽时代 第一次》第二次》第三次》第四次人类开始进入电气时代,并在信息革命、资讯革命中达到顶峰人类开始进入电气时代,并在信息革命、资讯革命中达到顶峰基于信息物理融合，以互联网产业化，工业智能化，工业一体化为代表的全新技术革命为何需要智能制造为何需要智能制造：制造业的痛点和解决思路打造智慧工厂，以数据赋能工业、赋能制造，用数据创造企业新的增长力！以工业互联网平台为新基座的智能化时代 4链•流程型软件的业务流程数据•专家或行业头部公司积累的管理•流程型软件的业务流程数据•专家或行业头部公司积累的管理经验为依托，算数级决策•IOT数据带来新的数据源，动态的运营数字双胞胎成为可能•数据和AI•数据和AI驱动的建模和复杂决策能力•IT•IT技术与OT技术平行发展，未能融合•深度融合OT与IT技术，并导入AI、区块链等新型技术•企业自身的产能为主••企业自身的产能为主•内部积累的专业知识•企业内部专家资源…•动态内外部产能共享•知识软件化，•知识可交易22智慧工厂转型框架智慧工厂转型之路数字化研发数字化制造智慧供应链数字化营销数字化售后工业互联网平台数据运营中心数据采集技术创新管控流程组织管理体系重塑指标体系数字基础智慧工厂整体建设框架销售预测/订单管理S&OP成本成品仓储销售订单云平台销售预测/订单管理S&OP成本成品仓储销售订单云平台报工不良品采购计划报工不良品采购计划计划排产采购订单数据建模系-----------------采购采购订单工艺/配方管理数据建模系-----------------采购采购订单工艺/配方管理生产过程追溯(工艺,产量,品质，机台生产过程追溯(工艺,产量,品质，机台，人员班次)物料仓储生产执行物料仓储生产执行追溯管理品质管理设备管理追溯管理品质管理设备管理料供应商SCADA(数据采集)SCADA(数据采集)生产设备、检测设备、物流设备、仪器仪表、外围装置(传感器、摄像头)等智慧工厂建设方案-工厂信息化系统智慧工厂建设方案智慧透明工厂解决方案智慧工厂解决方案“看”“看”以云平台广泛的物联能力为支撑，连接全场景设备，建立以设备指标为基础的数据透明化80%以上约10倍数据利用率80%以上约10倍建立能源计量网络，基于能耗使用数据，提供多维度能耗指标分析，重点用能设备监控约15%节能降耗基于人员定位、视频监控、电子围栏、违规动作识别等，实现人员有效管理、针对人员你违规行为实时预警约10%运营成本“管”“管”精益分析管理工具IT与OT数据的融合，交叉分析，提供精益分析看板和工具，开展生产问题洞察和优化设备OEE精益管理、能耗精益管理、工艺效能精益管理、成本精益管理、人员绩效精益管理、质量安全精益管理近5%约15%近5%约15%约10%降低成本增加效率“控”“控”基于设备IoT数据，使用AI大数据技术对设备健康状态进行建模分析，实现健康度评估，故障预测等基于知识图谱技术，建立设备工艺“指导手册”，可以根据工艺问题现象，自动推理排查有可能的原因和解决方案。基于图像识别技术，实现产品质量质检的智能化自动化，自动别质量缺陷，提升产品质量约5%约10%约5%约5%约10%约5%约3%增加效率降低成本提高质量智慧工厂建设内容–5G网络建设某冶炼厂外围宏站部署示意图厂房内部5G网络部署示意图智慧工厂建设内容–网关与设备数据采集综合业务智慧工厂建设内容–数字孪生与全要素可视化综合业务生产管理生产管理 质量工艺管理交付管理交付管理 异常处理及定位以机床设备为例IT+OT数据设备电子图册摄像头ERP设备MES能耗IT+OT数据设备电子图册摄像头ERP设备MES能耗智慧工厂建设内容——实时监控调度系统从产能、电子线上化流程、运输、能源等方面系统自动统计和计算车间信息化系•统一协调调度自动化产线运行，相对于节省人力资源数量，提高生产效率百分比，按日、月、年展示；•电子化流程替代传统线下流程，节省线下信息传输人力资源数量，节省纸张等传输介质数量，按日、月、年展示；•AGV运输替代传统叉车运行次数，节省运输成本价值，按日、月、年展示；•单位成品的电耗实时计算，按日、月、年展示；•系统自动生成报表及表单数量，按日、月、年展示；•系统运行产生的总经济效益按日、月、年展示智慧工厂建设内容——设备健康管理与预测性维护运行于平台的数据分析及设备模型软件可实现设备运行状态智能预警和故障原因基于大数据的设备健康实现架构设备健康实时展示界面智慧工厂建设内容——设备健康管理与预测性维护功能架构设备开动率大屏状态呈现设备健康呈现设备健康管理设备健康评估异常参数捕获异常参数展示参数特征分析样本积累数据积累算法丰富模型优化资产分类设备履历设备组织设备台账资产分类设备履历设备组织设备台账AR现场及远程作业IOT自动触发失效模式多端报修故障报告故障统计分析APP工单执行AR现场及远程作业维保策略基于IOT点巡检基于IOT预防性保养周期性保养APP点巡检及执行备件档案备件分类备件出入库备件库存备件申购人员绩效雷达故障分析维修分析保养分析知识库物联数据分析物联数据管理IOTIOT物联接入：边缘计算智慧工厂建设内容——智慧能源管控系统热电水务管理电网络管理热电水务管理电网络管理瓦斯管理水网络管理氢网络管理蒸汽网络管理置效风险数据库风险分类故障诊断报警管理风险分级析生产过程综合监控（IoT/实时数据库/外部生产过程综合监控（IoT/实时数据库/外部主要包含能源的安全生产和能源的平衡供应。全天候各个时段使得各生产装置对各种能源的需求得以满足。能源中心根据瞬时能源供低能耗。智慧工厂建设内容——数据资产管理系统智慧工厂建设内容——数据资产应用：经营分析系统益。通过对经营数据、生产数据的整合、分析，实现集展示本年度当前集团、各企业的的总体产能、产量、生产效率、产品质量、原材料等核心生产指标的完成值、计划值和偏差值，并能够分析产量及能效的变化趋势。提供生产分析的相关的指标数据，为对整个公司进行生产分析提供实时的数展示本年度当前集团、各企业的多维度的各指标，包含产量、能耗、收入和成本等核心经营指标的的完成值、计划值、偏差值以及未来利润保证指导值，并且分月展示各月份的产量、原料消耗、燃料成本、总成本、利润等关键燃料管理监控页面展示当前分公司燃料库存量、收煤量、生产煤耗、采购计根据业务战略与财务制度，预测并监督公司现金流和各项资金使用情况，为公司的资金运作、调度与统筹提供信息与决策支持；根据各种财务报表，分析并预测公司的财务收益和风险，为公司的业务发展、财务管理政策制度的建立及调整提构建安全评价物元模型，按照供应安全、生产大危险源和环保安全五个维度，对集团下属企业进行综合安全指数评分，并根据分值大小进行排名。同时对关键报警指标进行预警分析，当存在报警风险时，及时发出预智慧工厂建设内容——数据资产应用：经营分析系统系统提供用于生产监控及决策管理的各种相关报表，以生产、设备、经营等业务模块的现场采集数据为基础进行分类统计，反映现场生产状况等，并支持报表打印以及图表数据导出，为数据展现的多样化提供平台。支持业务报表（可根据用户需求定制化）生产日报：站点日报、处理厂日报；生产月报：生产合格率，质量异常分类统计；经营台账：车间作业实绩统计、员工绩效统计；设备报表：设备维修统计、设备保养统计；智慧工厂建设内容——数据资产应用：领导驾驶舱作为领导驾驶舱界面，综合展示生产运行的关键指标数据，中间以GIS地图方式展示站点的分布情况，当站点出现报警时，站名名称变成红色，并进行闪烁提醒。点击各站点名称，可进入到详细的工艺流程界面。两侧综合展示企业生产运行的关键指标数据，如销量趋势、关键设备运行情况、报警信息速览。智慧工厂建设内容-设备数据透明化智慧化应用：集团级设备数据驾驶舱智慧工厂建设内容-设备数据透明化智慧化应用：产线级/制造岛级的设备驾驶舱智慧工厂建设内容-设备数据透明化智慧化应用：机台级的驾驶舱智慧工厂建设内容——MES系统：功能架构物料主数据可视化看板计划管理人看板看板可视化看板计划管理人看板看板场看板看板态看板报表管理异常管理计划同计划排计划下计划变计划跟生产管理质量管理仓储管理条码管理设备台设备维设备保数据采设备管理设计图纸机环主数据步产达更踪计划类步产达更踪生产类车间现质量类设备状计划类报表生产类报表车间现场报表质量类报表设备状态报表账修养集异常设置异常提报异常处理异常追踪及分析仓库管理物料入库物料出库物料盘点物料条码设备条码人员条码生产开工及完工生产作业指导书关重件采集图纸在线查询人员绩效质量检验记录关重件核查不合格处置流程质量分析报表质量追溯生产建模生产建模承接ERP主计划、实现信息无纸化实时传递；并在MES中进行MES系统：生产过程控制-计划部分生成车间任务单，经过车间计划员审核，现场操作员可以对相应机台的任MES系统：生产过程控制-采集部分为实现物料追溯，需要物料出库时附上带有物料基本信息的二维码，MES系统通过手持PDA的程序扫码二维码，实现任务单和实际所用物料关联集工序需要通过移动端报工实现工序MES系统：扫码领料及物料追踪MES系统通过扫码领料、切单、报MES系统：生产汇报：移动端数据填报MES系统：质量分析：全过程质量管控与分析物料采购材料仓物流IQC检验测试信息集成/测试设备接口信息流MES系统：产品追溯：生产全过程条码信息追溯原材料原材料待料/缺料预警条码/RFID/集成工艺参数/运行状态零部件转移/表处/检测型号/批次/计量MES系统：设备资源管控：对接预测性维护系统MES系统：物料仓储库存仓库管理主要包括对仓库库位的管理，并对物料的库存、出入库、盘点进行流程管控。来料入库来料入库出入库管理库存管理出入库管理库存管理安全库存设置安全库存设置工具台账工具管理人员建立工具台账，工具管理人员建立工具台账，等，并对工具的详细信息、状态进行记录管理；并可对工具进行条码跟踪管理工具领用工具生产加工需求，进行工具领用，由工具库管理人员进行记录领用时间和人员。工具归还工具使用完成后进行归对工具台账及状态进行更新；数据统计系统汇总统计工具的领用归还记录，并可对未归还的工具进行跟踪。MES系统：异常报警管理根据现场异常发生的类型，如设备、计划、质量类设定不同的责任人员，在现场异常发生时，由系统根据设置的规则，将消息推送到责任人员移动终端。检验不合格检验不合格调试不合格巡检异常反馈消息推送设置系统消息推送平台设备物料工具生产质量来料异常反馈缺料异常反馈低于安全库存预警系统异常监控平台设备停机反馈机台警报反馈设备故障反馈计划延期反馈生产订单超产反馈工序故障反馈工序数量预警MES系统：报表统计分析（可同步到数据资产管理和驾驶仓）支持业务关键指标（可根据用户需求定制化）交期：计划完成率、产量统计；品质：生产合格率，质量异常分类统计；效率：车间作业实绩统计、员工绩效统计；设备：设备维修统计、设备保养统计；物料：物料出入库统计；MES系统：生产管控（可同步到数据资产管理和驾驶仓）智慧工厂建设内容——智能安防智能安防检测识别系统包括以下设备：前端摄像机、人员检测识别服务器、重点区域检测识别服务智慧工厂的建设价值设备智能运维工艺诊断设备智能运维工艺诊断优化质量智检设备OEE能耗指标工艺效能成本指标人员绩效质量安全设备数据透明化能耗数据透明化三现数据透明化设备物联数据算法&数据建模分析运算多源数据获取数据管理微服务架构容器化部署机理模型数理模型订单、作业数据统 2平台运营：不涉及流程改造、不依赖现44案例分享案例分享：某大型电梯智能工厂建设实践设备数据透明化设备运维智能化搭建企业级设备数据透明化设备运维智能化搭建企业级IoT平台 备件人员 备件人员•设备档案•设备BOM•备件属性•IoT关联•FMEA关联•知识分类•维修履历•故障码•故障树•知识检索•员工档案•岗位信息•技能等级•人员班次•人员KPI工具工具知识库工单执行数据驱动流程驱动•PLC报警•安灯报警•IoT数据阈值报警•设备健康度评估•数据驱动流程驱动•PLC报警•安灯报警•IoT数据阈值报警•设备健康度评估•异常参数捕获•多参数分析被动维修主动预防•毫秒级高频采集被动维修主动预防•采集参数：300个/台事后处理事前预测•报警规则：实时计算事后处理事前预测l---l---作频次报警-- •报警推送