2024年制造企业数化工厂蓝图规划、智能车间及应用场景规划设计方案

制造企业数字化工厂蓝图规划、智能车间及应用场景规划设计方案1、数字化工厂需求背景制造业转型升级的外在驱动力国际形势驱动力国家政策驱动力前沿技术驱动力“再工业化”计划“工业4.0”计划“新机器人战略”计划欧美高端制造业回归低端制造业转移供给侧改革新旧动能转换两化深度融合制造业数字化转型工业互联网创新发展工业互联网5G、物联网大数据、人工智能云计算、工业机器人区块链、3D打印利润缩减人民币增值人工上涨售价降低材料上涨产品具有可追溯性快速的交付需求产品品质要求客户需求个性化快速响应需求库存积压设备异常成本居高不下材料异常工艺异常资金周转率低资源浪费生产不均衡质量不稳定交货不及时制造周期长物料管理失控数据难采集过程难管控产品难追溯生产进度难查询生产效率低技术资料更新传递不及时排产不科学异常处理不及时经营环境压力增大客户需求不断增多内部管理问题迫切管理落后信息不畅创新不足企业内在驱动力制造业转型升级的内在驱动力利润成本质量效率交付安全环保人员制造企业转型升级发展路径智能制造产品智能化服务智能化生产智能化管理智能化设备智能化标准化精益化自动化信息化数字化网络化智能化标识准确、操作规范数据统一、权责清晰流程完整、体系健全夯实基础统一规范提高效率持续改善杜绝浪费、降低库存流程优化、降低成本提高质量、闭环管理互联互通数据赋能状态感知、实时分析科学决策、精准执行学习提升、智能运营自动执行信息集成机器换人、省时省力智能感知、精确控制高效传递、信息共享整理制作：郎丰利1519制作时间：2023年睿利而行整理制作：郎丰利1519制作时间：2023年睿利而行整理制作：郎丰利1519制作时间：2023年睿利而行动态调度高效化系统协调网络化10设计制造一体化02计划执行一体化图文表单数字化05业务财务一体化数字化工厂应用目标和价值事务管理透明化质量管理全面化生产指挥科学化资源管控精细化现场作业少人化141207080301决策支持智能化04数据采集实时化异常响应敏捷化13过程管控精益化110609整理制作：郎丰利1519制作时间：2023年睿利而行整理制作：郎丰利1519制作时间：2023年睿利而行整理制作：郎丰利1519制作时间：2023年睿利而行2、数字化工厂总体规划及价值数字化工厂蓝图规划统计与分析集中控制状态实时监控智能物流智能仓储智能设备多端化展示物料数据采集无纸化作业生产计划与调度质量追溯与分析能耗监控与分析移动化事务处理制造过程可视化自动化数字化网络化智能化数字化工厂功能总览SCADA生产计划导入生产计划接收生产计划修改生产计划下发生产计划撤销进度查询…计划管理生产准备计划工序级计划数量批次管理序号批次管理派工改派外协管理…任务分派任务接收生产准备检查报工管理数据采集外协加工工时统计…作业执行模型定义首件检验工序检验委托检验巡检总检问题记录…品质管理DNC/MDCAGVRobots…APSWMSERPQMS物料管理领料管理出入库管理齐套管理调拨管理退料接收记录查询…设备管理台账管理状态监控数据采集点检巡检维修保养备品备件…工装工具管理档案管理借出归还生产准备周期定检维修报废履历管理…基础数据管理物理建模工艺建模产品建模人员班组工厂日历系统配置…工艺路线维护工艺路线审核工艺问题处理工时维护图文档管理…工艺管理异常管理异常定义异常监控异常预警异常推送异常处理异常分析…统计报表生产进度报表质量分析报表工时统计报表生产异常报表人员绩效报表…要货看板备货看板配送看板交接确认AGV对接缺料叫料…物流管理MOMPLMPLC传感器RFID条码AIoT平台工艺预测劣化分析视觉检测…AIITOT…成本分析Portal门户质量分析BI生产分析…智能分析基于统一数据源的设计工艺制造一体化协同PDM/PLMERPCRMSCMSRMWMSQMSCAD/CAE设计BOM工艺BOM制造BOMCAMCAPP三维模型、二维图纸等几何信息工艺路线、工艺信息材料定额、工时定额数控程序文件加工动态仿真等MESAPSDNC项目管理文档管理产品管理过程管理变更管理配置管理程序编程程序下发程序仿真流程审批版本管理程序查询远程下载程序统计远程上传日志管理任务查询自动备份销售管理供应链管理采购管理质量管理库存管理人力管理物料管理财务管理成本管理工程管理生产制造资产管理作业执行出入库管理质量管理异常管理工艺管理基础数据设备管理统计报表计划管理调度管理通过将PLM、ERP、MES、DNC等多个系统的集成化应用，实现基于统一数据源的设计制造一体化协同制造平台。3、数字化工厂应用场景及方案智能感知-数据采集移动互联网技术物联网技术借助移动互联网，通过工业平板、智能终端，实现作业任务实时下达、质量数据实时采集、生产进度实时反馈借助物联网技术，实现工艺数据、产品数据、生产进度数据、设备状态数据智能采集、动态分析数据采集设备数据物料数据质量数据人员数据其他数据人员基础信息人员权限管理上岗离岗管理个人工时统计个人产量统计个人良率统计设备状态信息开关机台时信息加工数量统计点检巡检记录设备运行参数异常报警信息综合利用率批次数量信息位置物流信息在制品数据出入库记录物料库存信息物料消耗数据物料异常数据来料检验数据首件检验数据工序检验数据生产巡检数据计量检测数据成品检验数据出货检验数据生产能耗数据加工工艺数据刀具量具数据工装模具数据辅料消耗数据废品废料数据售后数据人、机、料、工装、表单、质量、工艺等数据智能采集条形码RFID和读卡器工业相机员工卡二维码激光刻码传感器工业平板移动终端条码扫描枪IoT平台实现设备和系统的物联及数据智能采集PLC控制器DCS系统液位计、流量计电能表可燃气体报警火灾报警电子磅电子秤加工中心数控车床搬运机器人包装机器人磁条式AGV激光式AGV立体仓库码垛机、穿梭车智能燃气表燃气流量仪表智能水表水处理设备中央空调楼宇照明系统扫地机、净水机割草机工业相机环境传感器电能仪表IoT平台实现连接DCS、PLC、数控机床、AGV、立体库、智能仪表、质检设备、计量仪表等；设备与设备间通信；与数字化/智能化设备/系统集成USB/串口TCP/IPPLC数据库/APII/O终端集成适用的设备类型包括：1.数字化量具如千分尺。2.仪器仪表、磅重设备等。如电子秤、6D测角仪等。3.支持串口通讯的加工设备和生产线。适用的设备类型包括：1.支持网络通讯协议的加工设备，如CNC等。2.机器人适用的设备类型包括：1.生产现场半自动生产设备。2.自动化的生产线适用的设备/系统类型包括：1.智能检验仪器2.物流仓储系统，如WMS，AGV3.设备控制系统，如DCS适用的设备/系统类型包括：1.智能加工设备2.智能感知系统3.IOT设备与各类检验设备集成进行品质参数采集数字化量具智能仪器通讯方式对于数字化量具通过串口或U口方式连接工业平板进行品质数据直接采集。如电子秤、千分尺等。交互方式首先，读取物料标识信息，然后使用量具进行实测，量具返回测量数据后系统自动记录。对于智能化仪器通过数据库或API方式实现异构系统集成。首先，读取物料标识信息，然后使用智能仪器进行实测，智能仪器返回测量数据后系统自动记录。

检验设备PLM集成数字化工厂传递BOM、工艺路线和技术图文档设计BOM转化为工艺BOM工艺路线设计与审批下发工艺技术图文档工艺BOM转化为制造BOMMES拖拉拽快速创建临时工艺路线通过PLM与数字化工厂集成，实现基于统一数据源的产品管理，BOM、工艺规程、工艺文档等可在系统中无缝对接，工艺人员可在数字化工厂系统中快速创建临时工艺路线，现场工人可在车间现场查看图文档指导作业。计划执行一体化，及时响应需求变化计划管理实现计划制定流程规范化、审批高效化、数据客观化，生产计划制定后自动生成相应物料采购计划与生产订单，生产工单执行后系统自动统计跟踪计划的执行情况，为管理人员提供直观分析数据。车间一车间二车间三ERPMESERP系统销售订单订单评审周计划日计划计划执行执行反馈产量数据质量数据人力工时物料消耗统计设备利用率能源消耗统计……生产计划、物料、BOM、工艺路线、标准工时、标准产能……生产准备物料领用生产调度工艺监控生产报工异常反馈……生产准备与资源使用与消耗记录物料/零件工艺规程文件设备、工装质检器具检测仪器流程、规范……资源使用与消耗设备、工装及物料需求计划工装及物料的使用和消耗物料消耗信息反馈至ERP系统中工装使用信息存档追溯资源申请与确认流程作业计划生产计划和工单的资源配套生产准备计划生产作业执行管理工序一工序二工序三工序四…工序N清洗人员扫码上下岗物料需求申请质检扫码报工设备扫码点检工艺参数记录质量异常反馈质检工艺异常报警生产任务报工生产准备确认基于移动端的应用，数据采集、流程处理、业务沟通等更加高效便捷；工业移动应用根据后续业务流程需求，灵活增加满足各种场景；入库设备扫码报修工装异常报修投料实时统计工艺图纸查看任务查看接收产品缺陷拍照通知消息推送转产统计危险源上报提案上报待处理流程…….班组长生产管理APP通过生产管理APP的使用，达到线边派工、订单开工完工、报交、开停机、异常记录数字化、实时化。机台派工报工模式工序流转卡模式单品流转模式派工单（工票）模式四大派工报工模式应用场景在线查看工艺图文档（E-SOP）现场数据采集——人员、设备、物料、工时、工装、质量等数据通过扫码、手工录入、IoT数据采集、系统集成接口等方式来获取并更新与生产管理相关的各种数据和参数，包括产量、工时、批次流转、质量参数、工艺参数、设备运行参数、异常处理跟踪、维护历史记录以及其它参数，并能对各种数据进行统计分析，看板展示，从而替代人工统计工作。人员数据设备数据物料数据质量数据工时及产量数据各种数据的统计分析问题处理跟踪现场工艺参数及设备状态等信息采集通过APP采集现场生产的工艺参数，通过IOT采集设备开关机、运行状态、加工数量等信息常规设计变更和临时工艺变更一：常规变更在PLM中走完正常的变更流程后通过接口将新的工艺下发MES进行生产。生产过程中的各类设计和工程变更如何在第一时间下发现场，并确保现场按照最新的工艺要求完成加工、装配和检验是满足生产不停线的重点，因此需要常规变更和临时变更两种模式下的工程数据衔接。二：临时变更根据各种（临时设计更改、临时工艺更改等）在MES中建立临时工艺以支撑生产。人员信息管理对人员的基本信息的管理，包括人员的编号、姓名、所属事业部、资质、工种、技能、上岗离岗等信息。人员权限管理为不同人员分配相应权限。人员技能要求须与工序要求的匹配，不满足工序资质要求的人员不能开工。人员产量统计可对人员的每日产量、每小时产能、产出良率等进行统计分析，找出问题，针对性培训。可对人员工时统计，以数据驱动业务，作为员工考核和后续调整生产节拍优化提供数据支持。人员工时统计人员及绩效管理通过对人员、权限、工时、产量的管理，实现为绩效考核和生产计划制定提供数据基础的目的。全面质量管理知识驱动的全生命周期检验与质量分析平台检验方式检验规则检测指标定义数据采集定义不合格项定义事件定义（如异常报警）检验指标质量检验数据采集SPC统计分析质量数据包质量分析评价质量知识库工序检验工步检验过程抽检委托检验特性检验不合格品管理返修报废电子签章强制检验人员信息工时信息物料信息设备信息工装工具信息质量检验结果设备检验参数多媒体采集外厂数据采集附件上传KPI指标质量控制规则质量控制事务报警停线离线分析在线分析数据包文件归档（质量BOM）数据包文件追溯统计分析焊缝建挡关键特性参数分析质量知识归档质量知识检索推送规则定义质量知识推送质量分析评价模型质量分析评价报表质量问题分析与改善全过程品质管理与质量追溯品质管理质量追溯12345678对不同的检验过程策划确定采集哪些数据，建立不同质量模型质量策划来料信息从ERP传给MES，进行收货，来料检验，入库等来料检验在生产过程中，对产品进行首件检验、工序检验、巡检过程检验对最后加工完的成品进行总检，开具合格证，出货时进行出货检验成品检验对事先确定的各过程中需要采集的质量数据进行采集记录质量数据采集将判定为不合格的产品进行审理判定给出处理意见，超差使用、返修、报废不合格品审理对采集的质量数据进行分析，是否存在异常或找出质量提升的措施质量分析对生产的产品进行全过程的质量追溯，正向追溯或反向追溯质量追溯从来料到出货全流程检验数据采集与管理现场质量问题记录与处理现场不合格零件及时系统记录，并将缺陷照片结合现场检验进行上传记录。根据问题类型系统上生成问题单处理流程。①生产事件记录现场缺陷物料/过程②问题单分配系统内分配给指定处理人员，消息推送③问题单处理进行问题分析及举证，最终由问题发起者进行验证关闭质量管理——质量数据采集更快速、更智能缺陷类型条码缺陷位置条码质量管理——不合格品审理流程不合格品审理过程中会记录工艺和质检人员等相关人员对该不合格品的审理意见，最终需要根据检验结果确认是返工、返修还是报废等，同时可建立临时工艺流程以应对该不合格审理和返修或返工的流程，在系统中需要指定返工或返修流程编号、批次号、产品序号、返修人员编号、物料信息等，与各产品以前各工位的制造过程追踪结果融合为产品的完整加工流程。现场质检发现不合格品在系统中填写不合格品审理单判定不合格等级报废超差品返修及时隔离系统开具报废单系统开具不合格品返修单按要求进行审签流程并开具不合格品利用单重新提交检验，合格后返回原批次实物隔离做报废标记1级不合格品审理单2级不合格品审理单3级不合格品审理单不合格品审理单需记载日期、时间、产品条码、批次、检验人员、车间、工序、检验结果、问题描述、返修或让步接收的记录，各级领导对不合格品的审理意见等，根据不同审理意见定制下一步审批流程；通过不合格审理单统计分析,得到一段期间内的不合格原因分析、不合格产品分析、不合格项目分析等，为进一步获取信息，分析原因并为优化设计提供参考数据。巡检功能巡检应用通过系统对质量检验类型、检验方案定义建档。与每个物料及过程进行系统匹配，建全唯一的检验标准。通过扫描原材料条码、产品条码及工位条码等，实现对产品全过程的扫码检验作业。实现质量人员通过条码及手持终端灵活方便准确的完成现场质量检验工作。通过产品批次号或序列号追溯整个生产制造过程通过工人自检、互检、专检、终检记录的产品数据，可正向和反向追溯产品生产的整个过程正向追溯反向追溯通过系统内部批次号及项目号、图号追溯产品生产加工信息、流转信息及加工设备信息等通过原材料系统批次号及供应商生产批次号，追溯原材料入库检验信息、库存量、及被使用产品加工信息实验室检验检测相关应用实现材料试验、金相及三坐标的文件系统解析，检验检测数据系统存档，实现快速历史数据查阅对比功能仓库库位管理数字化通过工业平板快速完成仓储日常业务：收发明细查询、移库、盘点等，取代纸质物料卡。条码工业平板通过工业平板实时显示每个库位的物料数据，便于查找及核对物料配送模式配送模式看板拉动物流配送计划推送到仓库看板，物流按看板配送节拍拉动按照后工序生产节拍和进度生成配送任务完工推动上序完工通知物流向下序转移看板拉动的精益物流下游工序上游工序123456要货看板备货看板备货完毕，备货检查，通知取货看板显示待取货，人工驱动AGV取货AGV取货AGV取回货，收货确认车间工人物流人员124配送看板接受配送任务，清点配送物料，确定

清点无误，交接确认。人工/AGV送货3车间物流供应物流数字化工厂精益物流自动化立体仓库拣选系统AGVRGV数字化工厂系统可与立体仓库、机器人、AGV、RGV、拣选系统、输送系统等集成互联，可实现基于工序作业拉动的、全过程物料配送精益化、智能化、无人化。立库轨道车AGVRGVAGV立库轨道车机器人数字化工厂工序1工序2工序3工序4工序5机器人全程精细化物料跟踪管理从采购入库、生产加工到成品出货，对物料按数量批次和序号批次进行管理，通过条码/RFID等识别技术，准确记录物料在整个生产过程中发生的所有信息，完成对物料的整个生产加工、形态变化全过程的跟踪与追溯，实现全程精细化的物料跟踪和集中管控。采购管理合同管理计划管理质量管理发货管理物料异常全程物料管控与质量追溯现场作业执行仓库系统物流系统收货入库异常退货准时交付保质保量生产计划物料计划化学成分物理性能表面质量成品发货成品退货报废处理返修处理超差使用生产准备齐套分析数据采集物料消耗装配对比缺料补料入库出库调拨入库调拨出库调度指令物料搬运过程质量进度查询收料确认设备管理(与ERP系统结合)IoT平台设备远程监控设备运行数据设备能耗数据备件管理备件计划备件消耗设备点检设备巡检维修派工费用结算故障报修设备台账管理资产盘点设备报废设备处置设备变更管理调入调出设备保养设备统计、分析、预警设备清晰运行可视运维及时高效利用增加产出设备管理流程全面的设备管理功能异常预警报警设备故障诊断OEE效率分析设备履历管理设备状态监控设备数据采集设备维修管理备品备件管理设备点巡检管理设备台账管理全面的设备管理功能设备管家APP实现设备异常时的敏捷响应和维修保养现场设备监控异常报警或人工扫描设备条码报修时，快速将异常信息反馈给设备维修人员，实现设备的快速报修、敏捷响应、维修工时统计、保养数据的实时采集，提高设备可靠性和利用率，规范维护维修保养的规范化流程。设备管家APP实现设备异常时的敏捷响应和维修保养通过移动端APP进行维修保养任务的接单和相关数据采集，并对维修工时、原因等内容进行记录。通过扫码快速采集停机部位及停机原因停机部位右传动部件左传动部件停机原因故障原因：震动

磨损/破坏生锈/腐蚀

速度/流量异常温度/压力异常根本原因：备件质量

程序/通讯故障变频器故障

根本原因未明磨损

润滑不良生锈/腐蚀

工作环境脏乱差预防措施：润滑/清洁、

操作员监控、加强检查、

检修、改造

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