离散制造企业智慧工厂解决方案

智慧工厂解决方案建设背景建设背景高度离散制造企业的困局造行业的深度发展，这种制造模式显然不能满足企业高质量的发展需求。为破解这一困局，积极工程机械企业多品种、高效率、高质量、低成本工业4.0与中国制造2025别是新一代信息技术与制造业的深度融合，以促进制造模式、生产组织方式和产业形态的深刻变革，改变全球制造业的发展续出台“互联网+”、绿色制造、工业强基、智能制造、服务性制造、智能硬件等相关产业政策，为产业发展、制造企业转国家智能制造标准体系建设指南2021年11月份颁布《国家智能制造标准体系建设指南》建设目标建设目标重要意义重要意义1、实现智能制造技术引领和创新驱动；2、是智能制造实现互联互通的必要条件；3、是产品、装备、生产管理等实现智能化的技术保障；4、是促进我国制造业参与竞争国际制高点的重要手段。1、确定了标准化建设的总体目标及建设路径；2、明确了标准化所涉及的领域，并划分体系；3、对主要核心标准的建设目标给出了定性的指导；4、从组织、人才、合作等方面提供了保障措施。智慧工厂规划智慧工厂规划智慧工厂定义智能工厂是一种赛博(cyber)物理深度融合的生产系统，它通过数字孪生、CPS等的设计与实施，进行工业4.0的横向集成、纵向集成和端到端集成的3大集成，实现制造系统构成可定义、可组合，制造工艺流程可配置、可验证，从而在个性化生产任务驱动下，可自主重构生产过程和场景，构建出高效、节能、绿色、环保、舒适的个性化工厂，降低生产系统组织难度，提高制造效率及产品质量。智能工厂具有自主能力，可采集、分析、判断、规划；通过整体可视技术进行推理预测，利用仿真及多媒体技术，将实境扩增展示设计与制造过程，系统中各组成部分可自行组成最佳体系结构，具备协调、重组及扩充特性，具备自我学习、自行实时分析对获取的实时运行状态数据进行快速、准实时分析对获取的实时运行状态数据进行快速、准确的加工、识别、处理等智能工厂是数字化工厂的升级，又是智能制造的载体按照数据分析的结果，按照设定的规则，自动做出判断和选择状态感知准确感知企业、车间、设备、系统的实时运行状态精准执行执行决策，对设备状态、车间和生产线的计划做出调整智慧工厂总体结构智能工厂总体结构图智慧工厂技术架构设计智能工厂总体结构图智慧工厂建设核心要素 核心功能：基于三维仿真的数字化规划在规划层面的仿真模型实验过程中实现产能核心功能：基于三维仿真的数字化规划在项目实施之前：依据设计、装备、工艺等数据模型，对产品未来的制造、乃至全生命周期的过程进行虚拟仿真，达成对未人工等进行精准的分析与改进，并完成产线布局及信息化模拟,在项目实施之前即对方案做出最优化的决策。项目投产之后：将实际生产过程的大数据导入虚拟仿真系统,通过优化的控制方案及经验累积，不断地加快研发进度、提升产品质量及生产效率、降低生产成本及能耗、增强企业管理决策与生产控制水平。实际制造过程中：虚拟仿真系统通过与实际工厂生产过程数据的交互，可展示产品制造流程的全方位、多角度、无限接近真实工况的各项信息，以展现生产过程的透明度、提升对企业先进制造能力的可信度。核心功能：工业物联网与智能产线核心功能：工业物联网与智能产线基于物联网平台集成的现场设备数据、生产管理数据和人工智能等大数据分析与挖提供生产工艺与流程优化、设备预测性维护、智能排产工业生产物联网应用结构核心功能：MES和ERP无缝集成下达到生产制造、产品交付以及售后追踪的全流互。客户的个性化需求可以第一时间到达计划、生产现场以MES系统为主线，辅助智能派工、现场LED看板等可视化信息，集成化计划/物流作业标准查询、质量管理等维度进行在线管控，实现了人员、资源实时调度，生产制造现场与生产管控中心的实时交互MES系统结构图核心功能：公共资源精细化管理公共资源定位系统是智能工厂的一个重要支撑。公共制造资源定位平台融合不同的定位方式并满足不同的业务需求的同时，实现基础设施的共用，达到减少重复建设、提高基础设施利用率的目的。通过物联网技术实现对在制品、叉车、人员、设备资源的实时定位、追踪与监控；实时获取物料和运输工具的状态和位置等信息，并可以通过对这些信息的分析实现对物料的高效调度；综合运用WSN、RFID和GPS等多种定位技术，满足不同制造资源的定位需求。核心功能：智能化立体仓库和物流运输系统智能化立体仓库和物流运输系统实现泵车、拖泵、车载泵装配线及部装线所需物料的暂存、拣选、配盘功能，并与AGV配套实现工位物料自动配送至各个工位。仓储模式采用自动化立体仓库存储（主要储存中小件为主）+垂直升降库存储（主要储存小件为主）+平面仓库储存（主要储存大件等其他特殊物资）很大程度地缓和了自动化立体仓库的出入库作业压力，有效地提高了整个系统的作业能力。智能化立体仓库和物流运输系统结构图核心功能：生产控制中心PCC核心功能：SPC质量在线检测与分析通过GSP、MES、CSM及QIS的整合应用，实现了涵盖供应商送货、零件制造、整机装配、售后服务等全生命周期的质检数字化，以及SPC系统结构图SPC应系统用示意图数字孪生技术★数字孪生模型是虚拟现实相结合的全新技术。它是把工厂的物理空间用虚拟空间来展示。建立虚拟样机★数字孪生模型是虚拟现实相结合的全新技术。它是把工厂的物理空间用虚拟空间来展示。建立虚拟样机、虚拟制造的特征，能够融合集成结构的几何、物理、行为及规则四维模型。全域指多粒度的空间域，地理上包含地上、地下、地表，管理上包含工厂、车间、设备系统，构造上包含系统、单元、构件；全要素指全生命周期所有业务涉及的要素，从产品设计、生产规划与生产执行的全生命周期不同阶段。数字孪生技术架构体系数字孪生智慧厂房数字孪生数据底座厂区厂房、生产车间、办公楼、室外生产管道、地数字孪生数据底座根据生产车间相关图纸及数据采集，对内部空间结构进行数字孪生数据制作。数字孪生数据底座纯水系统、废水系统、工艺冷却水系统、中温冷却水系统、排风系统、工艺真空系统、清扫真空系统等生产管线。基于数字孪生智慧工厂功能应用设备运维管理厂区可视化管理设备运维管理厂区可视化管理生产线虚拟演练厂区安全管控生产线虚拟演练厂区安全管控厂区可视化管理监测火灾报警点设备，监测点设备状态、报警类别、历史报警信息产讯。监测室内外运行设备，信息发布屏、公共广播、电梯、空调通风、网络设备等，实时展示设备运行状态。监测安防相关设备视频、入侵、门禁、巡更、无线对讲等，并获取实时状态。监测停车场、能耗数据、环境数据，并对停车数量、电力消耗、环境参数进行实时展示。厂区可视化管理厂区可视化管理设备运维管理设备运维管理对设备运行和管理情况数据进行间管理和厂级管理的多层需求提设备运维管理为企业提供精准、高效的设备管维环境可视化、设备质量问题可设备运维管理厂区安全管控厂区安全管控视频监控集成技术智能视频融合分析技术生产线虚拟演练生产线虚拟演练生产线虚拟演练生产线虚拟演练生产线虚拟演练生产线虚拟演练生产线虚拟演练生产线虚拟演练生产线虚拟演练实施方案规划实施方案规划实施路径阶段划分通过改造、升级、研发、新增等方式实现车间关键重大工艺节点制造设备的自动化、数通过改造、升级、研发、新增等方式实现车间关键重大工艺节点制造设备的自动化、数建立一套符合企业未来智能工厂生产管控需求、功能全面、集成性高、技术先进及运行稳定的智慧工厂智能工厂建设实施步骤数字化车间计划排产信息码应用数字化车间计划排产信息码应用生产可视化自动化物流精细化成本工艺\质量分析能源\排放管理两化融合信息化\自动化基础数字化研发生产资源信息化工艺\装备建模精益化生产智能装备升级工艺\质量数据采集物联网\工业总线智能工厂智能工厂MES(3)\PLM(1)智能排产工艺\材料导入智能诊断智能物流成本优化工艺\质量优化供应链优化智能制造智能制造MES(4)\PLM(2)智能设计智能优化柔性制造深度协同智能决策远程运维远程服务10-15%15-30%30-60%60-100%信息化实施方案及规划信息化实施方案及规划信息化实施方案及规划基础信息平台智能制造信息平台数字化制造信息平台基础信息平台智能制造信息平台数字化制造信息平台