智能制造系统架构培训

智能制造系统架构培训报告人：谢波研华（中国）有限公司IntelligentInformationSharingServer

ClusterAnalysis,

processing,storage工业4.0IMS中国制造2025工业互联网DATA

TSUNAMI工业云时代即将全面来临制造业全面服务化中国工业化投入远低于信息化投入工业化数控机床机械人AGVPLMMESERPSCM信息化59.5762.92自动化生产线53.8356.268.4674.3648.3659.7ERP普及率

MES普及率

PLM普及率

SCM普及率

采购电子商务销售电子商务装备数控化率工业应用指数2014中国两化融合工业应用指数数据来源：中国电子信息产业发展研究院C2BWMS立库工业4.0目标与集成横向成集端到端集

成横向集成涉及到企业所在产业链集成，（打通企业/供应商/经销商/客户的产业链条，实现产业链的竞争优势、数字化产业链）纵向集成主要在企业边界内来实现，应该是最为容易实现的。（智能制造、智慧工厂，数字化企业）纵向集成端到端集成实现起来最为困难，因产品全生命周期涉及到多条独立的产业链，以网状呈现。两大主题

: 智慧工厂智能制造三项集成：横向

纵向

端到端工业4.0系统的基因分子C2BO2OERPMRPSRMCRMBISCADAOEETPMAndonWMSEMS行业&标准APSPLM虚拟仿真IMSSPCMES3D打印智能机床智能物流人机交互智能传感机器人协同服务模式智

工慧厂企业/客户CloudC2B/O2O供应商智慧排程(APS)智慧现场

(FA/MES/SCADA)智能维运智能制造

(Big

Data)营运平台ERP/PLM1.线上下单2.实时收发3.交期询问生产排程4.排程试算6.在线答交1.计划发布出货计划2.线上采购3.交货通知5.交期回报4.原料交货5.工单发放2.投料派送6.进度回报A.产品交运4.实时数据收集8.出货指示7.完工回报9.交货通知3.机台参数7.出货派送5.制造信息6.状态资讯2.制程分析3.排程参数4.设备维护1.数据分析企业营运层现场管理层协同商务层作业控制层机台派工1.动态派工协同客户管理CRM供应链SCM智能仓储WMS远程运维IMS验收料品质入库品质入库发货检测组装机加收料看板设备看板检验看板送货看板配料看板生产看板智能制造蓝图企业面临转型分三阶段展开….设备及生产信息联网信息整合及数据关联分析及加值应用服务生产及商业信息全面整合并智能调整设备及生产条件Fully

Smart

ManufacturingIntelligent

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SimpleNetworkingERP管理计划MES管理生产执行信息系统目前还是孤岛！MESAGVANDONSCADAWMSEMSOEESPC企业信息系统核心企业经营管理系统ERP+ERPII

进销存财务核算MES（制造）SCADA生产过程管理系统数据采集与控制系统智能设备加工物流组装检测包装依据信息化管理目标不同，企业信息化系统的内容差异较大，一般地，企业信息化系统由以下三个主要层次组成。ERP

ERPII。ERP是MRPII（企业制造资源计划）下一代的制造业系 统和资源计划软件。除了MRPII已有的生产资源计划、 制造、财务、销售、采购等功能外，还有质量管理，实验 室管理，业务流程管理，产品数据管理，存货、分销与运 输管理，人力资源管理和定期报告系统。在我国ERP所代表的含义已经被扩大，用于企业的各类软件，已经统统被纳入ERP的范畴。因此ERPII跳出了传统企业边界，Gartner给ERPⅡ的定义引入了“协同商务”的概念。ERPII是通过支持和优化企业内部和企业之间的协同运作和财务过程，以创造客户和股东价值的一种商务战略和一套面向具体行业领域的应用系统。ERP相关系统企业经营管理系统用途：面向“供需链”的管理和优化。通过对“人流、物流、资金流”的整合，以财务控制为核心，实现企业业务的协同和增值。内容：包括企业资源规划管理系统（ERP）、客户关系管理系统（CRM）、产品生命周期管理（PLM）供应链管理系统（SCM)、高级计划系统（APS)、品质过程分析（SPC)、业务信息智能系统（BI)、智能仓储（WMS）电子商务（B2C/B2B

O2O)等等。制造执行系统——MES生产过程管理系统用途：面向生产制造平台的管理和优化。以对过程任务分配、业绩进行监视、统计、跟踪和分析等手段，实现过程的持续改进。内容：数据采集、效率评估、历史数据分析、物料跟踪、质量跟踪与分析、设备管理。——制造执行系统(MES)数据采集存储服务层数据采集与过程控制系统用途：面向企业生产工艺和动作过程的控制及生产状态数据采集，以供以工艺调节和逻辑控制为手段，保证过程输出达到预期的目标。内容：包括过数据采集监控系统（WEB-SCADA)、数据采集网关（GATEWAY）、分布式IO传感。智能设备&智能物流3D打印智能机床机器人智能分拣

AGV

智能堆垛智慧工厂企业/客户CommerceCloud供应商智慧排程(APS)智慧现场

(FA/MES/SCADA)智能维运智能制造

(Big

Data)营运平台ERP/PLM1.线上下单2.实时收发3.交期询问生产排程4.排程试算6.在线答交1.计划发布出货计划2.线上采购3.交货通知5.交期回报4.原料交货5.工单发放2.投料派送A.产品交运4.实时数据收集8.出货指示7.完工回报9.交货通知3.机台参数7.出货派送5.制造信息6.状态资讯2.制程分析3.排程参数维护6.进度回报4.设备1.数据分析企业营运层现场管理层协同商务层作业控制层机台派工1.动态派工协同客户管理CRM供应链SCM智能仓储WMS远程运维IMS业务流程展开ERP与MES是企业的核心制造企业关心三个问题“生产什么？，生产多少？如何生产？”ERP回答的是前两个问题,MES（制造执行系统）就是计划与生产之间承上启下的“信息枢纽”。只有在MES提供了详尽的生产状况反馈后，ERP才能有效地运作计划的职能。1、APS是ERP计划的核心2、MES管理的是生产执行调度3、制造过程数据的实时性是MES效果的关键4、围绕MES与ERP为核心的业务系统端到端集成 是两化深度融合的目标-智能制造的总结:MES解决方案为提高制造企业的竞争力所必要的国家智能制造试点项目样板面向智能制造的三个层面出货管理信息物料管理物料管理人力管理人力管理进度控制进度控制设备管理设备管理管理信绩效

管理绩效管理息销售/预测投料备料工序汇报 工单汇报产品入库作业现场电子管理看板作业现场电子管理看板设备智能化控制设备智能化控制触摸屏工作台生产领料 工序派工触摸屏工作台设备数据自动化采集设备数据自动化采集销售生产仓存采购生产现场信息化生产现场信息化生产自动化生产自动化设备智能化设备智能化中国制造现状对MES的需求离散制造业，小批量多样化

生产计划乱，临时插单变更

人员变动多，生产绩效难把控混线生产，换线频繁浪费高品质管控，生产过程履历追溯；如何通过低投入对智造透明化管理？MES-人机料法的信息串联关键特性一：移动扫描备料领料二维码、PDA设备出库发料特性应用场景仓库人员使用PDA扫描实物上的二维码，进行备料及出库等业务操作移动终端屏幕上，动态加载物料即时库存信息通过扫描进行物料先进先出控制客户价值移动端屏幕上直接显示出物料库存数量及存放位置，给予仓库人员明确指导方便生产领料人员及时了解到备料状况，按时领料免去领料单的手工录入工作，高效便利、且防出错领料工作台仓库备料关键特性二：移动扫描生产汇报工序加工汇报工单进度汇报特性应用场景产线工作人员通过PDA扫描实时进行生产汇报或工序汇报，及时更新生产进度手工确认实作数量，实现工单工序的分批汇报客户价值通过PDA实时汇报，完工数据更加真实准确，可供生产管理人员随时掌握最新的生产进度二维码、PDA设备关键特性三：移动扫描产品入库二维码、PDA设备产品入库特性应用场景仓库人员使用PDA扫描产品实物上的二维码，进行半成品、产成品的入库业务手工选择源单再扫描实物，可实现校对功能仓库和仓位支持批量扫描录入客户价值详情界面展示符合用户的操作习惯，突出层次感，数据易读，方面查看产品扫描并在PDA上确定无误后，系统自动实现入库，节省时间、高效便捷关键特性四：触摸屏工作台（物料出入库）领料出库产品入库特性应用场景车间现场机器机台设备上装置触摸屏，或单独设立触摸屏一体机生产人员利用触摸屏工作台，查询当前工序加工所需领用的原材料产品加工完后进行入库记录客户价值生产车间现场实行屏幕化管理，方便车间人员及时获取生产相关的物料信息缩短配料周期，提高物料周转效率，降低在制品库存工序派工生产汇报派工/待加工工序查询特性应用场景班组长利用触摸屏工作台进行工序的排班、派工操作工在工作台上刷卡查询分配给各自的生产任务生产人员在工作台上实时汇报工序/产品完工情况客户价值触摸屏工作台上，现场工序编排派工更加灵活，待加工信息方便查询，完工信息实时汇报，生产进度更具有实时性、透明化保障计时计件的准确性工序执行现场实施监控，提高产品交付率关键特性五：（工序派工查询汇报）关键特性六：安灯维护特性应用场景生产车间布局安灯系统后，当现场出现故障时，系统会立即捕获相应的故障信息，并以亮红灯、看板指示、鸣警告铃、现场故障语音播报等方式，及时发出故障信息客户价值便于故障处理人员快速确认故障类型，及时采取对应措施排除故障，缩短处理时间，将生产停机停工现象控制到最低限度，避免生产资源的浪费加速生产异常信息的传递，实现生产信息的透明化关键特性七：设备数据采集（工艺状态效率能耗）特性应用场景配置智能化的数据采集处理

器，对机器设备的异常停机、故障、等料时间、运行有效时间等数据进行自动采集，全面监视设备的运行情况。客户价值避免人工记录采集的错误干预，保障数据的可靠性帮助企业分析设备效率低下的原因，优化生产秩序和流程，提高设备的利用率和管理水平，提高产线整体产能，节约生产成本。物料备料、领料、工序退补料、材料消耗、在制品看板关键特性八：贯穿生产全过程的电子看板备料领料生产检验入库设备特性应用场景企业生产车间或公共办公区域设立大型电子屏幕，显示生产各个环节的统计数据包括物料流转情况、生产计划与执行进度、质检合格率/不良率、设备运行数据客户价值全面的电子看板显示信息，供企业全员查看到，使整个生产工程透明化，充分暴露出生产短板，高效的传达信息，指导工厂的生产运作，改善物料的流通效率，提高及时交货的能力，提高生产回报率。生产计划与执行差异率看板、生产进度看板质检合格

生产完成

设备异常率看板

率看板

停机率看板MES普遍实施功能十二大功能：图形排程电子派工工序流转自动报工人员绩效ESOP设备管理工序检验Andon数据采集生产看板过程追溯设备数据对智能制造的意义离散制造工厂的现状车间设备种类繁多

接口没有统一标准性信息不具备实时性与准确性很难掌握设备的健康状态

老设备数据无法提取分析

设备浪费能耗成本无法统计单的加工节拍无法计算车间多样化生产设备-建立信息标准化采集方案按行业属性：离散设备：加工设备组装设备

检测设备 包装设备

物流设备及机械手流程设备：PLC

DCSPAC系统按控制属性：专用控制器CNCPLC控制器IPC控制运动控制器按协议属性：工业总线通讯，工业串口通讯，以太网通讯（工业协议OPC

UAWEBSEVICE）设备信息采集与联网综合解决方案自动数采系统针对生产过程中的加工，检测，包装，物流设备，模具夹具的日常管理研华提供全面的数据采集方案，通过分布式网络架构，多样化的传感，采集，通讯产品直接布局在现场各个机床，冲压，注塑等加工设备旁，各种协议的透明传输将设备的开停机，异常故障及代码，模具调试，等料时间，设备维护，正常生产有效时间，以及加工参数实时上传至管理系统。避免少工录入和人为错误干预，保障数据真实。全面保障生产维护基于自动化的数据采建立全方位的软件管理与看板提示系统。提升事后维修，设备点检，预防维护，计划保养的手段。全员参与培训，提高维护意识与维护技能。绩效管理目标通过建立OEE系统对设备稼动率，人员绩效，物料品质做综合分析，通过图表和数据找出人员出现的问题和影响设备综合效率和生产效率的原因，并量化分析，从而提高产线的整体产能，提升设备维护保养管理水平。QMS质量在线控制QMS质量管理系统已成为企业对产品质量主流管理模式。从供应商管理,进货检验管理,制造质量管理到售后质量管理。完善的QMS质量管理系统方案包含产品的加工过程ATE检测设备解决方案（含环境试验,疲劳测试,机器视觉检测）,同时也包含手持终端巡检、现场质检站点等硬件设备，可以直接采集来自生产一线的质量数据，实现IQC、PQC、OQC等工厂内部质检活动的全过程覆盖，并提供SPC采集分析手段，从而大大节省质检人员的日常工作量，提高质检人员的响应速度。设备数据采集与联网功能规划电子工厂智能制造应用SMT管理SMT制程线-生产设备管理系统SMT线设备制程节拍品质昆山工厂SMT线设备网络信息化整合电子制造车间全局管理空压机环境及设施监控SMT线制程节拍分析SMT线制程图像监控AGV自动化物流提升生产效率AGV代替人工生产物流效益：可避免人工不规范操作易造成的货物损坏；比叉车更适应车间道路运输，可随时随地更改路径规划；

通过众多工艺连接，更直观发现站点工艺的安排的合理性；可减少人力资源浪费，节约成本控制；可替代人员在不适应或有害危险环境下工作；AGV常用系统方案EKI-1361AGV监控生产调度软件无线通讯管理EKI-6311GNAGV代替人工生产物流需要应对：现场运行轨迹复杂处理任务及时性要求高

基于无线对通讯环境复杂小车调度优化策略小车控制系统智能装备：数控机床设备联网市场服务机床装备行业2014年累计完成工业产值8026.3亿元制造业80%以上的数控机床加工方式在车间靠人工操作，独立运行。金属配件全自动化精加工品质在线追溯管控，现状：金属制品精加工生产中机床独立运行，人工上下料工艺参数无法信息化管理，造成人力成本增加，生产效率降低，造成高成本低产出的困境。通过改造实现

1：金属生产加工过程工艺信息可追溯2：机器人上线与机床联动过程自动化3：机床操作通过DNC设定实现少人设备数采机器人机床联动二维码和比对系统追溯系统与MES融合金属加工数控机床联网管理系统EMS能源管理系统整个能源管理系统由能源计量设备、能源采集设备、能源网络、能源监控中心管理分析软件等组