智能工廠：以數(shù)據(jù)為中心，自動(dòng)化控制、生產(chǎn)調(diào)度優(yōu)化、資源計(jì)劃管理三位融合的智能制造過程控制管理。

智能工廠的特征

離散制造業(yè)首先在底層制造環(huán)節(jié)由于生產(chǎn)工藝的復(fù)雜性，如車、銑、刨、磨、鑄、鍛、鉚、焊對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的智能化要求很高，投資很大。特別是裝備制造業(yè)、家電、汽車、機(jī)械、模具、航空航天、消費(fèi)電子等產(chǎn)品大都要求產(chǎn)品智能化。 

因此，在中國制造2025及工業(yè)4.0信息物理融合系統(tǒng)CPS的支持下，離散制造業(yè)需要實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化、生產(chǎn)數(shù)據(jù)可視化、生產(chǎn)文檔無紙化、生產(chǎn)過程透明化、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)無人化等先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用，做到縱向、橫向和端到端的集成，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活的生產(chǎn)，從而建立基于工業(yè)大數(shù)據(jù)和“互聯(lián)網(wǎng)”的智能工廠。

企業(yè)發(fā)展智能制造的核心目的是拓展產(chǎn)品價(jià)值空間，側(cè)重從單臺(tái)設(shè)備自動(dòng)化和產(chǎn)品智能化入手，基于生產(chǎn)效率和產(chǎn)品效能的提升實(shí)現(xiàn)價(jià)值增長。因此其智能工廠建設(shè)模式為推進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備(生產(chǎn)線)智能化，通過引進(jìn)各類符合生產(chǎn)所需的智能裝備，建立智能工廠的車間級(jí)智能生產(chǎn)單元，提高精準(zhǔn)制造、敏捷制造、透明制造的能力。

●  數(shù)字化設(shè)計(jì)平臺(tái)：利用PLM專家知識(shí)庫，快速構(gòu)建數(shù)字化模型進(jìn)行智能化產(chǎn)品設(shè)計(jì)、參數(shù)化驅(qū)動(dòng)建模和CNC加工工藝指令管理; 數(shù)控編程人員可以在自己的計(jì)算機(jī)上進(jìn)行編程，將加工程序上傳至DNC服務(wù)器，設(shè)備操作人員可以在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)通過設(shè)備控制器下載所需要的程序，待加工任務(wù)完成后，再通過DNC網(wǎng)絡(luò)將數(shù)控程序回傳至服務(wù)器中，由程序管理員或工藝人員進(jìn)行比較或歸檔，整個(gè)生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、追溯化管理。

●  數(shù)字化制造平臺(tái)：利用ERP和智能工廠集成應(yīng)用使計(jì)劃、生產(chǎn)、資源三者密切配合，從而確保決策者和各級(jí)管理者可以在最短的時(shí)間內(nèi)掌握生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的變化，做出準(zhǔn)確的判斷并制定快速的應(yīng)對(duì)措施，保證生產(chǎn)計(jì)劃得到合理而快速的修正、生產(chǎn)流程暢通、資源充分有效地得到利用，進(jìn)而最大限度地發(fā)揮生產(chǎn)效率。 

●  可視化應(yīng)用平臺(tái)：利用這些數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)很多形式的分析，包括設(shè)備開機(jī)率、主軸運(yùn)轉(zhuǎn)率、主軸負(fù)載率、運(yùn)行率、故障率、生產(chǎn)率、設(shè)備綜合利用率(OEE)、零部件合格率、質(zhì)量百分比等。首先，在生產(chǎn)工藝改進(jìn)方面，在生產(chǎn)過程中使用這些大數(shù)據(jù)，就能分析整個(gè)生產(chǎn)流程，了解每個(gè)環(huán)節(jié)是如何執(zhí)行的。

離散行業(yè)智能工廠的連接與自動(dòng)化

●  現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層：主要功能是連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，例如分布式I/O、傳感器、驅(qū)動(dòng)器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和開關(guān)設(shè)備等，完成現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制及設(shè)備間聯(lián)鎖控制。

●  車間監(jiān)控層：車間監(jiān)控層又稱為單元層，用來完成車間主生產(chǎn)設(shè)備之間的連接，包括生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)的在線監(jiān)控、設(shè)備故障報(bào)警及維護(hù)等。還有生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)、生產(chǎn)調(diào)度等功能。傳輸速度不是最重要的，但是應(yīng)能傳送大容量的信息。

●  工廠管理層：車間操作員工作站通過集線器與車間辦公管理網(wǎng)連接，將車間生產(chǎn)數(shù)據(jù)送到車間管理層。車間管理網(wǎng)作為工廠主網(wǎng)的一個(gè)子網(wǎng)，連接到廠區(qū)骨干網(wǎng)，將車間數(shù)據(jù)集成到工廠管理層。

 基于輕量化應(yīng)用模式的用友離散智能工廠解決方案

通過APP的方式部署在現(xiàn)場(chǎng)的手持終端、工控平板，實(shí)現(xiàn)機(jī)臺(tái)的生產(chǎn)信息采集，機(jī)臺(tái)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)控制與數(shù)據(jù)傳輸，使生產(chǎn)效率最大化。

通過云端部署可以降低運(yùn)維成本；業(yè)務(wù)快速部署，不同地域工廠車間的業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)個(gè)性化；實(shí)現(xiàn)異地多工廠實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)同步，促進(jìn)業(yè)務(wù)協(xié)同，使運(yùn)營利益最大化 

新部署模式應(yīng)用下的生產(chǎn)過程中，將所有的設(shè)備及工位統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)管理，使設(shè)備與設(shè)備之間、設(shè)備與計(jì)算機(jī)之間能夠聯(lián)網(wǎng)通訊，設(shè)備與工位人員緊密關(guān)聯(lián)。 

●  USB/串口：適用的設(shè)備類型包括：1. 數(shù)字化量具如千分尺。2. 儀器儀表、磅重設(shè)備等。如電子秤、6D測(cè)角儀等。3.支持串口通訊的加工設(shè)備和生產(chǎn)線。

●  TCP/IP: 適用的設(shè)備類型包括：1.支持網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議的加工設(shè)備，如CNC等。2.機(jī)器人。

●  PLC: 適用的設(shè)備類型包括：1.生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)半自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備。2.自動(dòng)化的生產(chǎn)線。

●  數(shù)據(jù)庫/API：適用的設(shè)備/系統(tǒng)類型包括：1.智能檢驗(yàn)儀器，2.物流倉儲(chǔ)系統(tǒng)，如WMS，AGV，3.設(shè)備控制系統(tǒng)，如DCS。

●  云集成：適用的設(shè)備/系統(tǒng)類型包括：1.智能加工設(shè)備，2.智能感知系統(tǒng)，3.IOT設(shè)備。

 對(duì)于離散行業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)而言，按生產(chǎn)節(jié)拍等收集一次數(shù)據(jù)，一旦有某個(gè)流程偏離了標(biāo)準(zhǔn)工藝，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)報(bào)警信號(hào)，能更快速地發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤或者瓶頸所在，也就能更容易解決問題。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，還可以對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)過程建立虛擬模型，仿真并優(yōu)化生產(chǎn)流程，當(dāng)所有流程和績效數(shù)據(jù)都能在系統(tǒng)中重建時(shí)，這種透明度將有助于制造企業(yè)改進(jìn)其生產(chǎn)流程。再如，在成本分析方面，在生產(chǎn)過程中利用傳感器集中監(jiān)控所有的生產(chǎn)流程，對(duì)所有流程進(jìn)行分析將會(huì)大大降低成本，推出離散行業(yè)智能制造總體應(yīng)用框架。

僑興工業(yè)智能工廠實(shí)踐

1.  企業(yè)簡介

廈門僑興工業(yè)有限公司創(chuàng)建于1988年4月，隸屬連捷集團(tuán)，25年專業(yè)從事碳纖復(fù)合材料產(chǎn)品研發(fā)及制造，是最具規(guī)模的復(fù)合材料產(chǎn)品專業(yè)制造商之一，為世界知名品牌提供各種高檔碳纖復(fù)合材料產(chǎn)品。主要產(chǎn)品有網(wǎng)球拍、羽球拍、自行車車架、弓箭、棒球棒等。

2.  行業(yè)特點(diǎn)

3.  管理難點(diǎn)

■  如何徹底消除信息孤島？提升業(yè)務(wù)協(xié)同效率？

■  如何提升年產(chǎn)百萬支、單品信息采集點(diǎn)多115個(gè)、每年上億條數(shù)據(jù)的采集與歸檔效率？

■  如何實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)百萬支產(chǎn)品的單品質(zhì)量快速追溯？

■  如果讓采集到的海量數(shù)據(jù)發(fā)揮更大價(jià)值？

■  如何實(shí)現(xiàn)加工過程中智能防錯(cuò)？智能預(yù)警？減少人工失誤？

■  如何在競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的市場(chǎng)環(huán)境中，提升效率、降低成本、提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力？

4.  實(shí)現(xiàn)五大應(yīng)用

5.  用友智能工廠，助力僑興轉(zhuǎn)型智能制造

●  智能采集：通過在球拍手柄中植入RFID標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)每道工序?qū)η蚺膮?shù)的自動(dòng)采集。現(xiàn)場(chǎng)700多個(gè)RFID讀卡器、170多臺(tái)工業(yè)平板、20多臺(tái)智能手持終端、30臺(tái)智能打印機(jī)等設(shè)備與人、物、系統(tǒng)互聯(lián)。 

●  智能物流：為保證在正確的時(shí)間將正確的物料送到正確的位置，僑興設(shè)置下游要貨看板和上游備貨看板，通過下游主動(dòng)要貨、上游按需備貨、AGV小車送貨，實(shí)現(xiàn)上下游物流信息精準(zhǔn)傳遞與共享。

●  質(zhì)量管理：在品質(zhì)記錄中，一旦發(fā)生不良，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將不良信息記載到不良品記錄中，同時(shí)根據(jù)相應(yīng)規(guī)則，判定不同嚴(yán)重程度不良品的歸屬。 

●  智能防錯(cuò)：在生產(chǎn)、物流、質(zhì)檢這三個(gè)環(huán)節(jié)做系統(tǒng)異常報(bào)警，防錯(cuò)處理，有效的將錯(cuò)誤信息及時(shí)警告操作者，避免錯(cuò)誤向后工序傳遞并放大，提高了加工過程的流轉(zhuǎn)效率和品質(zhì)。

●  可視化監(jiān)控與分析：借助大數(shù)據(jù)智能分析系統(tǒng)，通過分析從生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)信息，呈現(xiàn)生產(chǎn)計(jì)劃看板、生產(chǎn)監(jiān)控看板、車間質(zhì)量看板等看板。

●  信息追溯：通過構(gòu)建的智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實(shí)時(shí)采集每個(gè)單品共115道加工工序的單品制程數(shù)據(jù)以及品質(zhì)數(shù)據(jù)，真正實(shí)現(xiàn)單品信息可追溯。

離散行業(yè)智能工廠應(yīng)用價(jià)值：、

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