制造业信息智能化生产互联网+科研实验室建设可行性方案

1、制造业信息智能化生产互联网+科研实验室建设可行性方案信息化智能工厂实训实验室方 案指导思想以中国制造2025指导思想为主体”融合”互联网+ ”将工业领域新一憐命技术的硏 发与创新技术成果、互联网的创新成果深度融合于信息化智能工厂领域之中,提升实体经 济的创新力和生产力,形成更广泛的以互联网为基础设晦口实现工具的经济发展新形态。促进以云计算、物联网、大数据为代表的新T弋信息技术与现代制造业、生产性服 业等的融合创新，发展壮大新兴业态，打造新的产业增长点，为大众创业、万众创新提供 环境,为产业信息化智制七提供支撑,增强新的经济发展动力”促进国民经济提质增效升 级。尺二 -匚一亡篦応兰合需空中国制造

2、刃025M入、信息化智能工厂实训实验室方 案方案概述将企业生产制造车间由集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变,目标是建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服勢的生产模式。重点研究信息化智制七生产系统及过程,以及网络化分布式生产设施的实现，主要涉及整 个企业的生产物流管理和人机互动在工业生产过程中的应用。结合企业生产物流运营模式，结合学校电子技术.机电一体化.电气自动化.生产管理.物流管理及其相关专业现阶段建设情况,以及信息化智能工厂实验埶划理念,进行综合且专业化的设计，以中国制造2025和互联网+”模式为实训教学研究载体，构建Y高端精细化实体制造运作模式的实验室。让学生足不出校就能真实

3、体验中国制造2025和互联网+ “在生产制造企业的运营模式,増强学生的社会实践能力提高学生社会竞争力。通过校企合作”校方教师与企业共 同从项目调研、产品研发、项目实施、试运行到实训课程建设，获得成果共享为社会 创造价值,从而増强师资教学水平与科研思维意识；提高学校的社会知名度。第十章信息化智能工厂实验室设计规划第十章信息化智能工厂实验室设计规划1.1实训室建设目标通过建立信息化智能工厂实验室，能 够实现以下目标：理论与社会实践相结合;提高学生社会就业竞争力；教豁口硏究化；打造“校中企“的实i丿I模式”创新信息化智能工厂综合实训教学模式；打造成信息化智能工厂综合实训示范基地丄学生实训后具备制造企

4、业中层管理决策 能力；瞬具备高删罰域运作模咖数字化 控制技术的高级人才；培养具备”互联网+ “业态创新思维与信息 化智能工厂整合能力的复合型管理人才。l2j实训教学设计规划认识一使学生对信息化智能工厂的认识从观念上升到实际。理论一从认知层面学习掌握理论、原理、创新思维和技术知识。实操一通过信息化智能工厂实训信息化智能装备与数字化软件系统相结合对所学 腿与技术进行实践，掌握信息化智能工厂运作中信息化智能制造、信息化智能生产 、信息化智能物流运营藕以及信息流通活动协侑支能。演练一根据实验设计,学生通过动脑和动手提升理论与实际的紧密结合能力, 深入信息化智能工厂跨领域活动各个环节团队运作能力。应用一

5、以满足行业市场需求为任务，圍以高端制造企业实际场景,完成应用 操练，形成工业制造生产企业的产前物流、产中物流、第三方物流、 信息化智能工厂、互联网+企业运作的战略意识。集成一培养学生科技创新意识z利用所学原理知识和掌握的硏发技能训练,形成 整体信息化智能工厂战略布局,转化为更为符合中国制造2025战略 的层面,提升知河支能系统化。13信息化智能工厂优势特点以冠件环境建设、软侑猱境搭建以及课程体系建设并重的方式实施，确保学 校在信息化智能工厂硬件设备投入的情况下，通过互联网及其软件平台以及丰富 的实践教学课程体系,开展信息化智能化生产、信息化智能制造、信息化智能物 流实训实验，充分培养学生在机电

6、一体化.电气工程.电子技术.生产管理.物 流工程.工业工程及其相关专业的综合实践应用和科研创新能力。传统实训室如工业工程、电气自动化实训室等信息化智能工厂实训室IEI/技术落后，功能单一/与外界最新技术发展趋势脱节/缺少生产管理方面的教学内容/教学手段陈旧/集成了最新的自动化、信息化技术， 如”互联网+”、物联网等/体现了生眉里、运维等完整的企业 管理思路”实现学习到工作的无缝51寸接 /集成了信息化的教学手段，提高学生 的学习积极性第十章信息化智能工厂实验室设计规划第!章信息化智能工厂实验室设计规划工业性:A硬件产品配置的标准件均采用工业一线品牌，日倂示件的加工和电气配线均符合国际化工 业标

7、准”软件系统均经过世界五百强制造企业运行验证合格,符合”互联网+ “行动计划 中的数据实时和协同创新理念，最大程度的缩短了与工业级设备的差距。A该系统可全自动化、髙效率、高精度的制造产品,并可通过射频技术存储并追踪各工序 生产信息。A具审藪銓车床、加工中心、工业机器人、工业总线、工业柔性传输线、检测系统等设备 与控制系统均与ZDlk生产应用相T ,将现代化工迥场的各项先进生产制造技术充分融 合并展现。开放性：产品开放了电路气路礎、机械装调等功能”使学生可以真正实现动手实操。电气部分的扩展体现在接口自由,各从控单元均可外接控制器来实现控制功能。机械部分的扩展体现在系统可通过添加新的模块单元来完成

8、系统升级。技术先进性：A系统所涉及矗工业机器人、多轴运动控制系统、工业柔性传输线、RFID射频识系统等 ,物联网数据传输可追溯性管理等先进技术均充分体现了系统技术应用的先进型。产品高端性：产品主要电气元件和传动机构均选用德.日进口_线工业品牌产品；机械加工零件如钢 制、铝制零件均在保证高标准加工精度的同时,进行了表面氧化、喷涂等处理方式。可确 保设备在保证质寄口稳定性的同时”达到夕朋美观的特点。系统采用了德国西门子可编程控制器、变频器；日本欧姆龙工业传感器与RFID射频识 系统；德国西门子或日本松下数控系统；日本松下或安川工业机器人柔性生产性:A可根据生产计划执行全自动化原料检测、识别、加工、

9、后处理、装配 包装、成品入库 的系统功能。A从软件上,通过上位机自动化生产管磬统”可实现生产信息存储追踪功能”和柔性排 产计划功能,从而有效记录、统计、追踪、变换生产质量和效率；从硬件上,系统可通过 简单的更换一些工装夹具和加工程序Z改变生产产品。系统模块化：;枭充中的单亢设备（上料系统、数码车床、机器人、检测系统、封箱模块、码垛模块等 ）具有联机/单机两种操作模式。所有的单元设备的都可以独立操作可以单机设备为 平台，进行单项技术的研发。第!章信息化智能工厂实验室设计规划综合性：整套系统从机械传动的精心设计、控制元 件类型的选用、数据采集的实时、软件系 统的集成、产品的柔性化和控制类型上, 均

10、体现具特点特14,以多元化为出发点，避免重复使用，使学生可以在一套系统中 最大可能的掌握更多知识点。高精度高品质多品种小用户可以根据这一套系统同时设立多门实 训课程，从而达到同类几套产品的实训功智能工厂位于城市 的城市生产绿色生产：清洁I资源 利用率高的可持续发展能够实现的技术实训内容包括：系统集成技术、物流工程技术、PLC控制技术、总线技术 、电气控制技术、呦技术、液压技术、伺服控制技术、变频控制技术、电子技术、纟醱技术、运动控制技术、电机拖动技术、直流调速技术、步进闭环控制技术、PID控制技术、机械传动与执行机构技术、故障检测与排除技术、传感技术、测控技术、组态技术、 HMI人机交互技术、

11、自动化仓储管輙术、信息化智能仪表控制技术、題控制技术、图 像视觉处型支术、RFID肆濒识别技术。便捷性:产品由i总控单元和各类从控单元等组成，其组成形式采用模块化设计理念，每个从控单元均由支撑平台、配电板、执行部分组成。具备结构风格统一、升级扩展灵活 等特点。各单元分为手动/自动两种模式，可单站训练也可整体运行，使得实训能够更 加安全便捷的进行。安全性：设备具有接地保护、过载保护、短路保护、漏电保护功能、具有词臬作保护功能、安 全性符合相关的国标标准、所有材质均符合环保标准。所有元器件满足国家CCC认证。本实训室最大亮点在于改进常规的软/硬件脱节与只做不硏或者只硏不做的弊端,通过软件集成实训室

12、所有的信息化智能设备,建设创新、信息化智能、自 动、系统的信息化智能工厂实验室。最大的特色在于移植企业运营管理模式，将传统制造业通过互联网思维优化 整合与信息物联无缝集成，并且转化为高校实用教学。第十章信息化智能工厂实验室设计规划第十章信息化智能工厂实验室设计规划1 -4实训室布局安全护栏混线装配RFID读写生产管理系视觉显 示器二环形流水8kg六轴机器立体仓库（含 不良品仓位）机器视觉原科供应系示意图（仅供参考）此信息化智能工厂实验室布局灵 活,可以系统性布局也可以模块化布 局，建议实训室场地在100平方米以 o第二章信息化智能工厂实验室系统构成第二章信息化智能工厂实验室系统构成2-1信息化

13、智能工厂管理系统信息化智能工厂管理系统龛吉合生产制造企业的咨询规划的实际,同时基于 ERP、MES（制樹I行系统）、控制系统及供应链管理于一体实现整体无缝的 信息互联的一个透明化信息化智能工厂管理系统。7可用性验证/授权验证/物料验证/完整性验证d存在性验证/冲突性验证/状态验证/兼容性验证信息化智能工厂管理系统为在激烈的全球竞争中保持优势,制造企业要最大 化利用资源，将生产变得更加高效;为适应不断变化的客户需求，制造企业必须 尽可能的缩短产品上市时间，对市场的响应更加快速;为满足市场多元化的需求 ,制造企业还要快速实现各环节的灵活变动,将生产变得更加柔性。而高效.快 速.柔性，正是信息化智能

14、化企业为制造业带来的最大变化。计划曾理产猊监控追懑询Lex资料采集物料管理设备管理质鳖管理M成品岀入库管理通过信息化智能化的工厂规划，可以减少产品上市时间至少30% ；通过优化 规划质量，可以降低制造成本20%。而在新产品上市比例、设备生产兹率、产品 交付能力及营运利润率等多个方面，信息化智能化工厂的指标均远远高于传统制 造企也信息化智能制造带来的不只是炫目的科技,还有实实在在的收益,以及支撑企业长远发展的竞争力。主要勺含以下功能特点。2.1.1基础数据管理基于生产管理的决策，需要采集大量的辅助生产数据。这些数据可以采用数据采集系统、条形码匚维码/射频标签（RFID）等方式获得。系统根据实际需

15、要可以灵活的采用自动收集（采用条形码/二维码/RFID）以及 手工录入的方式提供必要的基础数据，以符合国家要求和生产管理的需要。2.1.2生产计划和排产根据混流平衡的原则实现排产，由日计划排定上线顺序计划,并计算出装配 过程中各个相关工位所需要的物料信息，实现物料的拉动管理。订单管理将允许 进行次序的调整（包括改序，插序等）。2.1 -3物料拉动管理生产物料管理实现对整个生产过程的物料信息的全面实时管理。生产物料管 理的功能与生产计划和生产跟踪管理紧密结合，通过设备状态和生产监控的实时 数据，对物粹肖耗的情况进行及时的监控和报告。物料管理采购收14仓储发退料产咸品呆废料$1 HSJ与幢正 ；l

16、.m4.存制1 采村汁潮 业收科作疊鞭收件业 （島）工入挥作业WSL績运件盘1用嵐一致1洛弭.发料1i.出屛远眾1.产轄逍出也1. MUtt 用 iB 据M科世存2.3忻与対懐吐理2.1.4采购管理包括采购计划、采购订单、采购结算、采购费用、价格及供货信息资料等功 能模块”基于工作流驱动对采购业务的物流进行有效的跟踪和管理。采购过程的记录与监控流程战賂寻源管理流程来购交易 执行流程供应坏境衡量及优化2J .5订单管理订单是整个系统的内在动力之一z针对不同客户具有多种订单接收策略, 常用的XML、EMAIL. TXT文件等方式;订单管理主要包括订单的接收/录入 执行情况跟踪等功能。2.1.6仓储

17、管理仓储是供应帥行过程的核心环节,仓储管理包括仓储资源的管理和业务运 作流程的实现。主要包括收货、品检、上架、拣选、流通加工、装运、补货、库存控制、可 视化监控、移库、盘点等功能。217供应商管理供应商评估,支持对供应商在的质量、价格、交期、月艮务、可持续性的改进 等各方面进行综合评估；全程的合同纪录和跟踪；建立供应商存货价格体系, 实现采购询价、比价、筛选、分析等。WO accept库存备货 供应商RN accept作业备料亦woreleaseRNreleaseDN 其無式 DN 岭 g - release 供应商删強供应商VMI强辱供应商3PLftKANBAN供应商isw沧KANBAN a

18、ccept ASNKANBAN2-1-8产品跟踪管理在生产过程中,产品跟踪很重要。产品生产动态队列是物料拉动和订单跟踪 的基础。跟踪方式以条形码.二维码和射频标签为主，进行生F毁料、生产装配 、检测,收集生产数据，建立生产信息档案和生产线的监控。2.1.9生产现场管控即时资料处理(Real Time):生产过程的数据可以进行实时反馈，保障实时 对生产现场的管控。2.1.10现场无纸化作业(Paperless)全部采用电子设备采集生产数据,不需要再填写大量的书面报告。2.1.11现场资源追踪仃racking)可以及时了解生产现场包括人力、设备、材料等资料的利用情况。2.1.12生产状况监控(Mo

19、nitoring)可以通过系统及时了解产品情况，实时把握生产的最新状况。2.1.13自动化设备控制(Control)可与生产自动化设备进行对接，使系统与设备真正一体化。2.1.14 及时现场管理(Jit Management)及时反馈现场生产谿居给管理者,让管理者及时对生产过程进行调控。2/M5SPC （统计工凉控制）质量管理对于产品生产质量数据 ,当发现有质量问题的时候,操作员可选择相应的质量问题原因，完成整个记录过 程。质量问题的原因内容可9!域信畋试设备授口IPQU抽楼K DQ根据需要做自定义的修改。 需要查询质量数据，只要输 入产品的ID号,即可显示产 品的相关质量信息。IQCffl（

20、不泊格率分话*苏R廉因（不直oQCft&waOQCW （不）合格率IQCR （不）台格率不良現簸 不良位怎良组件堆修股露明0IPQCtefSffiiaOQCftZX （不）白格率OQCttRfH蛭随分柘IQC检捡明妬费任部门工序试. 不浪率IPQCWFSC不）復率OQC人员玄效OQCK* 水平趋舲建立产品生产全过程档 案（工艺、时间、人员、部 件、检测等）；建立质量追 溯链，实现正反向追溯，追 溯至供应商和人员。2.1.16全程追溯体系从原材料的供应商,生产批号资讯,到生产中的人员设备资讯,生产测试 记录，维修记录以及产品出货后的位址，数量等资讯，信息化智能工厂管理系统 都会忠实的进行记录以建

21、立完整的追溯档案。当发生问题时,可以提供精确的资 料来给分析人员提供帮助来确定问题和确定影响的范围。物桝移入库年一出货计划材料采购入库产品和数星 岀货蜒 收骼户 发货日期2117信息化智能预警管理通过系统的预警功能，我们可以透过Mail ,短信，报警灯等方式可以让相关 人员及时发现问题,在问趣广大之前就将问题消灭，减少由此造成的损失。系统通过现场采集的即时生产资料中发现异常,然后通知到相关责任人并且停线防止问趣广大而停线,相关人员如果措施正确可以继续生产,否则停线整顿。2-1.18 IS管理视觉化在产品生产过程中，提供生产工艺路线视觉化查询，直观的显示产品应该走的工序，已经走过哪些工序，以及生

22、产详细资料。2.1.19配送管理以最大限度的降低生产物流成本.提高运作效率为目的，按照实时配送原则 ,在多购买商并存的环境中，通过在购买商和各自的供应商之间建立实时的双向 溜妾,构筑一条顺畅、高效的物流通道，为购买、供应双方提供高度集中的、功 能完善的和不同模式的配送信息服务。2.1.20协同管理是以集中管控、协同应用的企业管理模式为背景，满足制造企业管理模式变 革平稳过渡需要，符合企业管理发展趋势,形成了制造供应链和典型离散制造模 式。2.1.21现场设备管理通过二维码、RFID或蓝牙等现场设备与移动终端（手机、Pad ）的组合，实 现设备维护、点巡检等管理流程的信息化和跨平台处理。用户使用

23、移动终端,可以在任意一台设备旁边实时查看运行相关数据,调取 设备手册和检修流程等文档资料，维护工作完成后，系统自动将维护人员、维护过程等信息上传至服务器，实现程序闭环。2.1.22客户管理通过对客户资料的收集、分类、存档、检索和管理,全面掌握不同客户群体 、客户性质、客户需求、客户信用等客户信息。以提供最佳客户服务为宗旨,为客户提供物流运作、方案、价格、市场、信 息等各种服务内容，及时处理客户在合作中遇到的各类问题，妥善解决客户合作 中发生的问题,培养长期的忠诚的客户群体,为企业供应链的形成和整合提供支 持。同时包括对客户服务渠道和业务查询的管理,通过客户服务渠道,客户可以通过多种方式（如网上

24、查询、电话查询、短信通知、EMAIL通知等）或者客户 订单的状态及其作业情况。2.2信息化智能生产流水线该实验室实训用流水线是实现了螺丝+垫片+螺帽的产品组装的整个生产流程。A主要包括上料.组装.产品检查.产品装箱.码垛.产品入库的工序。RFID电子标签已埋在原料工件内部,检测距离约为140mm。RFID检测系统可 以准确地读取工件内的标签信息，进而实现了产品分拣和全程数据跟踪。A通过更换机器人夹具,即可对应不同规格的螺丝、垫片和螺帽。（软件上，通 过识SURFID信息”自动进行分别处理）并且采用了先进的Profibus工业现场总线控制方式，配有主控德国西门子S7 300PLC.人机界面、组态

25、软件等，系统更大程度上的展现了工业现场的工作状 态及现代制造工业的发展方向。系统工作流程：在总控界而输入生产需求后，系统会自动检查料仓库存情况，并按照生产需求 ,根据上述流程自动传输、识别、装配、入库等，从而打造缩小版具有中国制造 2025特征的柔性化、信息化智能化、网络化生产线。2.2.1上料由料库、上料振动盘（或上料机器人）组成,用于将工件库中的工件（螺丝 、垫片、螺帽）分别按照生产需要依次推出到组装设备中。原料工件中已经含有 RFID电子标签，以便于产品质量跟踪。三工位的供料设计，使得供料方式多样化,可以进行单一的上料,也可以进 行不同编型号的组合上料，以及对上料速度快曼控制，实现上料形式的多样化。222组装该割空机床把垫片套入到螺丝上，并且拧紧螺帽。设有多个传感器,可以检测原料件是否正确到位。检测工件的RFID的信息，自动识不同规格的原料工件，从而进行不同 的处理（比如说拧紧的力度调整,拧的转数的调整等）。把加工信息实时傩给上雌制电脑。I2.2.3产品检查信息化智能视觉检测系统采用CCD照相机将被检测的目标转换成图像信号,传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化 信