制造业智能化实际案例及应用软件

制造业智能化实际案例及应用软件主讲讲师：董海滨讲师照片讲师简介LECTURERINTRODUCTION董海滨老师国家工信部智能制造特聘专家讲师清大大学、山东大学总裁班特聘讲师青岛工业互联网创新中心特聘专家原海尔集团海尔软件公司副总经理无锡睿城和创自动化有限公司总经理智能工厂/数字化车间项目实施顾问01汽车行业智能化案例及应用软件02家电行业智能化案例及应用软件03钢铁行业智能化案例及应用软件04其他行业智能化案例及应用软件目录CONTENTS一、汽车行业智能化案例及应用软件智能设计智能生产智能物流智能产品智能服务智能管理智能制造六大内容智能制造六大内容汽车行业智能化-智能（数字化）设计产品设计工艺规划生产工程产品运维退役回收CADCAECAPPCAMMROPLM设计仿真生产仿真运维仿真PLM在汽车产品设计中的应用LS-DYNA仿真系统：汽车碰撞实例仿真结果与真实试验结果对比产品详细设计产品功能定义概念设计CAE产品前期设计产品设计完成模具设计机加工工艺过程规划机加工工艺过程仿真验证工艺过程验证工艺过程仿真车间工艺资源设计加工设计装配工艺过程规划装配工艺过程仿真生产实施汽车发动机制造工艺过程管理在生产中的实现天窗系统仪表板传动系统空调/暖风车轮前座椅电子系统门锁系统制动器控制悬挂吉利汽车产品开发协同吉利拥有瑞典哥德堡、杭州湾两大研发中心、上海设计中心在内的四大设计中心。研发人员超过1万人，全球化多点布局的研发体系，协同开发高品质汽车产品。吉利汽车产品开发协同吉利公司制造工程中心数字化工厂部部长张喆四个领域实现数字化仿真：产品设计数字化仿真生产工艺数字化仿真生产过程数字化仿真物流数字化仿真所有的生产节拍所有的误差控制在了0.5秒；所有机器人在仿真里面的数据跟现场是完全一样的；在控制室里面可以控制现场任何一台机器人的启动、停止，可以调动现场任意一个程序。现场所有的信号、程序都可以实时反馈到监控室里面，让监控室实时同步的对生产现场环境进行模拟监控。吉利公司的虚拟仿真与数字孪生应用汽车行业智能化-智能（数字化）设计汽车行业智能化-智能（数字化）设计ModelS定制9种车身颜色车顶轮毂内饰应用案例：特斯拉汽车定制汽车装配线上，RFID标签被放置在承载车身的托盘上，并且可以随着托盘移动；根据需求和装配工艺，在装配线相关位置安装读写器，完成汽车的装配，保证装配的准确性。汽车智能总装线RFID的应用冲压白车身总装动力系统喷漆质量汽车制造过程汽车行业工业机器人的应用：四大制造过程冲压焊接涂装总装冲压设备（模具、切割、压铸）01焊接设备（点焊、凸焊、缝焊、弧焊）02喷漆设备03装配设备04检测设备05清洗设备06自动化设备运输设备（线体、吊装、AGV、搬运）07固定工装08自动化设备1横梁总成托架点焊2传动轴平衡片凸焊3汽车燃油箱缝焊4汽车轮圈连续闪光对焊5汽车转向臂、消声器、净化器壳体的电弧焊等。自动化设备-焊接设备每辆汽车车身上，大约有3000~4000个电阻点焊焊点。在汽车车身装焊工艺中，点焊工艺仍处于主导地位，电阻点焊技术的应用实现了汽车车身制造的量产化与自动化。1焊接车间：452台焊接机器人；2喷涂车间：108台喷涂机器人;3冲压车间：生产线每分钟冲压60次，整条生产线还可在生产中自动同步更换模具，更换一次仅需3分钟;4在线检测：全程自动化检测；5AGV智能物料配送；上海通用武汉基地一期竣工投产6整个基地自动化率已达97%。智能化：汽车制造过程产品设计与工艺设计智能化生产排产智能化质量检测智能化设备管理与维护智能化冲压智能化（同步换模具）焊接智能化（焊接机器人）涂装智能化（喷涂机器人）总装智能化（个性化装配）车间内智能物流（AGV+智能供料）基础数据维护MES

PCS层

检测设备物料拉动效率管理系统集成生产追溯计划下达装配指导生产跟踪质量管理

ERP条码识别控制系统生产统计BOM订单

某汽车公司软件应用宇通客车涂装车辆实时追踪显示系统汽车行业智能化-智能（数字化）产品第一代福特福克斯电动车，车辆的加速度、刹车、电池充电和位置信息。实时数据传回福特工程师那里，以了解客户的驾驶习惯。大数据为福特电动车产品的功能升级和新品研发提供了依据。基于用户和产品使用数据的产品创新一、硬件与软件技术1卫星全球定位(GPS)2无线通信3网络访问智能汽车的功能4语音识别5平面显示6夜视技术7人工神经网络等技术二、主要功能1自动驾驶2车辆控制3远程诊断智能汽车的功能4移动办公5汽车网址6道路导航等1.重点产品1基于网联的车载智能信息服务系统2驾驶辅助级智能汽车3部分或高度自动驾驶级智能汽车智能汽车和关键零部件4完全自主驾驶级智能汽车5智慧出行用车2.关键零部件1车载光学系统2车载雷达系统3高精定位系统智能汽车和关键零部件4车载互联终端5集成控制系统01车内网02车外网03车际网智能汽车和关键零部件二、家电行业智能化案例及应用软件家电行业智能工厂的探索与实践个性化定制与模块化生产人气明星宋佳曝光自己的个性定制冰箱PART1项目介绍2015年5月23日,海尔冰箱“定我所爱”首批定制用户私享体验会在郑州举行，由首批20名幸运粉丝用户参与设计的20款“个性”定制冰箱全部亮相，通过互联工厂定制的20款个性冰箱各具特色，代表了20名粉丝用户对品质生活的不同审美。定制冰箱粉丝会家电产品定制家电产品定制家电产品定制大规模制造成本低效率高交货快标准化产品单一成本高效率低交货慢个性化品种多个性化制造大规模定制【智能工厂要实现的目标：大规模定制】家电产品是如何实现定制的？冰箱定制模块固定模块箱体制冷方式内部结构箱门抽屉外观图案直冷风冷控制系统压缩机蒸发器冷凝器风机温湿器毛细管外形尺寸冰箱产品采取模块化设计，整机由原来354个零件整合为24个模块，新产品开发和上市周期缩短30%以上。产品模块化设计【图片来源：海尔官方网站及官方微博】空调产品采取模块化生产和装配，加工工时减少40%。产品模块化生产生产区域分为上下两层：一楼主要生产空调室内机和室外机的固定模块，如蒸发器和冷凝器，采用高速度自动化生产模式；二楼对产品进行装配，包括检验、抽检、包装、下线等环节，采用高柔性自动化生产模式。产品平台A产品平台B产品平台C产品平台D不变模块可变模块高速度自动化生产线高柔性自动化生产线智能物流用户需求产品交付产品模块化生产模块化推动的新品创新与用户体验提升设计模块化生产模块化大规模定制大幅缩短产品开发周期，产品创新更高效。大幅缩短产品生产和加工时间，实现更快的订单交付。满足用户个性化定制需求，提供用户全流程最佳体验。从大规模制造到大规模定制智能设计与智能产品跌落试验数字仿真压缩机震动数字仿真制冷量数字仿真仿真软件ANSYS：结构、流体、电场、磁场、声场分析。仿真软件ANSYS：空调产品研发中的应用

功能结构验证（装配设计模块）

搭建概念模型（自顶向下设计理念）分析产品结构分解/详细结构设计（曲面、实体混合设计）优化

关联修改、变更

装配总成、分析（装配设计模块）

运动机构仿真分析（运动机构仿真模块）力学特性分析（分析与模拟模块）

人机工程分析（人机工程学设计与分析模块）数字样机/校核验证（数字样机模块）

设计需求/技术文档结构功能设计输出结果

产品工程图/物料清单（工程制图模块）产品说明书产品虚拟展示（运动仿真、装配仿真模块）数字样机：基于计算机系统对产品的描述，对产品设计、制造、服务、维护直至回收的整个过程所需功能进行实时数字仿真，通过计算机技术对产品的各种属性进行设计、分析与仿真。家电产品的智能研发（基于数字样机）质量成本

↓

45%产品工程变更

↓

30%产品上市周期

↓

25%设计质量

↑25%仿真产品设计

仿真工艺设计

仿真制造3D产品设计数字化样机3D建模、3D标注3D公差仿真分析（VSA）产品CAE仿真分析产品装配工艺

装配工艺仿真装配工艺BOP尺寸规划及验证（DPV）装配工艺仿真工厂布局验证 虚拟制造工厂布局、工厂物流仿真VSM价值流、动态LOB人因工程、机器人仿真产品工艺准备时间

↓

25%产品投产效率↑

25%某家电企业智能工厂仿真应用的三大领域地铁车厢内风道设计仿真海尔（GE）冰箱智能提示客户更换冰箱取水器的滤芯等消耗性材料，用户可以一键下单即可采购。仅每年更换的两个滤芯的利润能抵得上一台冰箱本身的利润。智能冰箱成为流量入口，增加企业收入PART1项目介绍基于智慧卧室场景，空调产品从卧室空气质量、温度、湿度、洁净度、光线等方面入手，为用户提供智慧、健康、舒适的空气环境。智能空调智能调温、智能清洁空气【资料来源：海尔馨厨官网】智能冰箱与用户智慧交互MESERP完工反馈生产计划PLM产品数据工艺数据WMS库存数据配送需求入库需求NC程序设备状态工艺参数SCADA工业软件（五大系统集成）智能设计智能生产智能物流智能产品智能服务智能管理智能制造六大内容工业软件（五大系统集成）三、钢铁行业智能化案例及应用软件能源消耗占成本20-30%，一体化计划和调度，连铸连轧，提升效率。钢铁生产工艺流程1.现场操作无人化

2.工序操作一键化3.生产安全无优化

4.工厂管理精细化5.服务支持远程化

6.质量成本可视化7.制造管理集控化

8.供需服务协同化现场维度管理维度钢铁工业-智能工厂的“八化”进一步优化智能装备、智能节能、智能可视、智能模型、智能诊断、智能物流六大模块的作用。实现生产过程进一步稳定，效率进一步提升。第一阶段第二阶段第三阶段搭建自动化、信息化、可视化平台，实现板坯库管理智能化、行车无人化。策划六大类实施模块：智能装备、智能节能、智能可视、智能模型、智能诊断、智能物流。在公司层面搭建自动化、无人化、智慧化平台，实现产品的生产管理。贯通沟通订单到生产管理立项，到过程制造，甚至到成品出厂、技术服务等，为用户提供更好的产品。宝钢股份1580智能车间改造三个阶段1.自动识别板坯信息2.板坯可自动吊装至指定位3.实时调控炉内燃烧状态，节省能耗4.翘扣头检测，保持中间坯的质量5.实时动态智能调整轧制过程6.根据过程参数，实现成品性能预报钢铁厂智能化—生产过程控制、质量控制、提升设备和能源效率智能物流解决方案质量管理解决方案炼铁区解决方案炼钢区解决方案安全管理解决方案冷轧区解决方案能源管理解决方案基于场景的智能钢厂解决方案危险人群危险区域重点部位危险作业01危险人群智能监督人员实时定位、区域人员分布探测、活动轨迹跟踪、高风险人群甄别。02危险区域/重点部分（涉密）智能防范近边风险提示、门禁权限设置、人员闯入报警、视频自动追踪、有毒有害气体监测、高温高压装备数据与图像监测、作业人员监控监测、员工作业行为监控、紧急情况一键呼救。03危险作业智能协同作业画面集中监控、语音对讲、远程支持与监护、作业风险警示、作业流程与关键操作确认。智能工厂安全管理解决方案带钢表面检测系统带钢针孔检测系统管线材表面检测系统在线检测装备-视觉技术冷轧钢卷表面质量检测系统炼铁炼钢热轧酸洗冷轧退火平整电镀前后工序信息传递推送P质量策划流程管理D过程监测动态控制C在线检测自动判定A成因分析预警预测持续改进剪切在线质量管理平台入口段少人化、无人化钢卷号自动识别拆除捆带机器人机械对中装置焊缝质量自动判别酸洗段少人化表面质量仪自动判定优化圆盘剪机械设计酸洗工艺模型优化轧机段少人化智能排程工艺模型优化轧机备辊标准化支撑辊备辊标准化乳化液自动检测出口段少人化、无人化表面质量仪自动判定卷钢打捆机器人取样贴标机器人钢卷贴标机器人或喷印机退火短流程化直火加热纵横磁感应加热喷气辐射复合加热起雾冷却锌锅无人化电磁撇渣机器人捞渣自动加锌锭操作监控集中化冷轧区域解决方案铁区集控中心料场无人化烧结少人化，配矿自动化焦炉车无人化高炉炉前自动化胶带安全本质化堆取料机无人化皮带物流智能化料场管理智慧化配料分析与控制实时化人员高效化四大车驾驶无人化炼焦控制智能化炉前作业无人化高炉管控集中化炉况调整智能化炼铁区域解决方案铁区集控中心铁水预处理操作一键化测温取样、扒渣机器人化转炉炼钢一键化出钢一键化炼钢连铸集控平台铁钢包物流智能管控精炼操作一键化测温取样取样机器人化连铸平台无人化板坯修模智能化库场无人化炼钢区域解决方案1.模拟多晶硅锭定向凝固生长的流速与温度场分布。2.模拟多晶硅锭定向凝固生长中氧与碳的浓度分布。【FEMAG/DS

材料晶体生长

多物理场仿真分析软件】智能设计-仿真分析四、其他行业智能化案例及应用软件富士康已经成功改造了多家“熄灯工厂”。以深圳的“熄灯工厂”为例，单条生产线从318名工作人员降低到38名工作人员，减员接近90%，但是生产效率却提升了30%，库存周期降低15%。在2018年，富士康完成改造的“熄灯工厂”共实现营收47.66亿元，其中，产能提升18%，人力耗用减少84%，实现每百万营收制造费用降低11%，管理费用降低8%。郭台铭“百万机器人计划”创维彩电装配线，RFID标签固定在产品对应的工装板上。工位通过读写器读取每台电视机的锁螺丝作业信息，发给锁螺丝机器人。锁螺丝机器人根据作业信息完成作业，并将作业结果写入对应的RFID标签。彩电智能生产线案例PART1项目介绍创维彩电装配线，RFID标签固定在产品对应的工装板上。工位通过读写器读取每台电视机的锁螺丝作业信息，发给锁螺丝机器人。锁螺丝机器人根据作业信息完成作业，并将作业结果写入对应的RFID标签。彩电智能生产线案例截止2018年3月：经营租赁方式4400台,资产规模9.5亿元，利润1.8亿元；融资租赁方式1200台，资产规模2.5亿元，利润0.5亿元。与23个地方政府合作5D智造谷。沈阳机床：“共享经济”推动数字化转型PART1项目介绍为波音、空客等飞机制造企业供应航空发动机，并不直接向他们出售发动机，而以“租用服务时间”的形式出售。为客户提供三大服务：发动机维护、发动机租赁和发动机数据分析管理等服务。2017年收入209亿美金，其中服务收入占比超过50%。罗尔斯-罗伊斯公司：从卖产品卖服务超过2万台葆德空压机与“葆德云”相连。在这张巨大的物联网上，每台机器每隔1分钟就会生成排气量、运行温度等关键数据，并自动上传到“葆德云”。基于数据的用户预测性维修和售后服务体验增强。东莞葆德空压机的数据服务序号过程输出成果完成时间1第一阶段智能工厂整体方案设计输出2016年12月2厂区无线网络覆盖2017年04月3MES系统功能优化升级2017年07月4第二阶段CAXA网络DNC、MDC实施2017年10月5MES系统与PDM、ERP、DNC、MDC高度集成2017年12月6第三阶段柔性加工生产线、智能仓储物流系统建设2018年07月7MES系统与柔性线、智能仓储物流系统实现高度集成2018年10月8上下游系统深度集成，实现智能工厂建设目标2018年12月徐工传动智能工厂实现计划进度2015年2016年2017年2018年工作重点基础平台搭建自动化为主信息化为辅信息化为