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信息平台下智能制造运作实现

2017/8/31    来源:e-works    作者:尹少平      
关键字:智能制造  信息技术  
随着新一轮工业革命的到来,云计算、大数据、物联网等新一代信息技术在未来制造业中的作用愈发重要。所以,需要在“两化”融合的基础上,以加快新一代信息技术与制造业融合为主线,实现“中国制造2025”的阶段性目标。
    前言
 
    随着新一轮工业革命的到来,云计算、大数据、物联网等新一代信息技术在未来制造业中的作用愈发重要。所以,需要在“两化”融合的基础上,以加快新一代信息技术与制造业融合为主线,实现“中国制造2025”的阶段性目标。“中国制造2025”将智能制造作为主攻方向,推进制造过程智能化。在重点领域试点建设智能工厂/数字化车间,加快人机智能交互、工业机器人、智能物流管理、增材制造等技术和装备在生产过程中的应用,促进制造工艺的仿真优化、数字化控制、状态信息实时监测和自适应控制。
 
    企业智能制造系统组成由制造流程、自动化设备、产品研发,更少不了信息平台的支撑,试想一下,一群“智能化的机器人”,一堆“信息化后的物料”,如果没有“智能化的管理体系”,没有“智能化、一体化、流程化、精细化的工作平台”,没有“流程与工作质量标准”的约束,再智能的机器人,物料,也只能是处于“无政府状态”,还得依靠“传统的人工”进行统筹安排管理,因此需要信息平台加快对产品全生命周期管理、客户关系管理供应链管理生产管理执行系统的推广应用,促进集团管控、设计与制造、产供销一体、业务和财务衔接等关键环节集成,实现信息平台下智能制造的运作实现。 
 
    1.信息平台下智能制造运作实现整体架构
 
    通过信息化手段优化制造流程,实现技术研发、生产制造、品质控制、仓储物流等信息集成共享,以打造反应敏捷化、效率最大化、智能化的快速反应,并最终实现制造过程管理智能化的目的。
 
信息平台下智能制造运作实现架构
 
图1 信息平台下智能制造运作实现架构
 
  • 智能分析平台夸三层架构体系,分析和监控来自现场级的问题数据,从企业运营管理到工厂优化执行以及设备自动化运行和数据收集;进行多维度的图表化分析;

  • 信息平台的核心是建立一体化(财务业务一体化、设计制造一体化、产供销一体化等)平台提供基础数据的一致性管理,各层级系统间数据集成、设备集成、数据管理、权限管理、流程管理

  • 应用移动、大数据、智能分析及物联网等先进技术与企业价值链上的不同流程中,支持实时智能化工厂运转(实时企业、全球商务);
 
    1.1 信息平台下实现设计制造一体化
 
    设计制造一体化是以数字化设计制造为基础,设计和制造协同工作的生产模式,它超越了传统的设计与制造观念,其内容涵盖了市场需求、创新设计、工艺技术、生产过程、质量监控、产品销售、市场反馈等在内的产品生命周期的全过程。主要包括:
 
  • 设计制造一体化的组织和工作机制保障

  • 设计制造一体化的基础数据一致性保障

  • 设计制造一体化的数据协同

  • 设计制造一体化的流程协同

全面整合的设计制造一体化平台
 
图2 全面整合的设计制造一体化平台
 
    设计制造一体化强调从整个产品生命周期考虑各环节的活动,考虑整体成本、交付周期等要求。要求在设计阶段尽早考虑产品生命周期内所有的影响因素,工艺、制造、材料、质量、维修、财务等。例如材料成本、现有库存等。相应会采取并行和集成的工作方式,例如,采用集成化产品设计(IPD)和并行工程(CE)的技术手段和方法。
 
 设计制造一体化组织与业务协同
 
图3 设计制造一体化组织与业务协同
 
    一个企业的编码体系尤其是物料编码体系必须是一致的,只有一致,各业务环节才有协同的基础。虽然物料在不同的业务环节有不同的视图,例如在设计环节有设计属性如规格尺寸材质,在营销采购环节有供应商客户属性,在财务环节有成本属性,在计划环节有计划参数制造属性,在仓储关节有仓库存储等属性,但是这些视图都是物料的一个维护,也就是说各环节的物料属性应该是一致的。作为数据源头的设计环节应该保证物料产生的规范与标准,在其他环节产生的数据应该不受阻碍地双向互通。
 
    1.2 信息平台下实现生产计划与执行
 
    生产计划执行追溯,从计划到执行的高效追溯,计划层面:从销售订单视角,以产品结构方式来审视、调整、释放、监控计划订单。执行层面:从销售订单视角,以产品结构方式来审视、齐套、开工、完工、调整生产订单。
 
    制造执行的排产优化:多层次的排产管理,从可承诺数量和可承诺交期到订单的优先以及瓶颈工序的资源排产。
 
    以生产计划管理,生产过程管理、数据采集管理、、产品质量管理、设备管理和可视化及报表管理为核心的管理与控制一体化系统,达到智能制造的实现要求。
 

设计制造一体化组织与业务协同

 
    1.3 构建连接生产车间执行层的信息平台
 
    构建连接生产车间和办公大楼的光纤链路,配备高性能光纤环网交换机形成通讯环网,以保证系统数据和视频信息的高速传递与稳定可靠;
 
    依据具体尺寸,在车间内建设一套先进的大屏幕显示系统,用以显示实时的生产信息等,操作员可方便的切换显示内容等操作;
 
    将车间现有自动化设备的生产数据进行实时收集上传,并存储于数据库内。管理人员可实时监控个产线的设备生产情况,具备历史趋势图、报警管理、报表查询和打印等基本功能,对于故障的报警应有红色报警闪烁、鸣铃等多种提示方式;
 
    构建管理整个生产执行过程,并提供生产计划排产、设备管理、质量管理、库存管理、看板管理、能耗管理、系统配置管理、查询统计分析等功能;
 
    车间现场布置管控终端以便操作员分类录入生产过程中的信息,终端应位置布局合理、性能稳定、方便操作,必要地方应有声光报警功能。系统具备必要的逻辑纠错功能及容错手段,允许操作人员有限范围的误操作;
 
    车间现场应配置先进的硬件设备以辅助采集工件信息,大幅减轻工作人员工作量,提高智能化程度; 
 
设计制造一体化组织与业务协同
 
    结论
 
    以智能工厂为建设目标,特指以物联网、互联网、大数据等技术为基础,集成各类制造资源,通过对生产制造及物流系统的升级改造,逐步实现制造过程、物流驱动、控制模式、决策方式等方面的智能化,构建一体系化的信息平台,打造数字化、透明化的智能制造运作实现。
 
责任编辑:李欢
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