當前，我國大多數企業(yè)、大多數行業(yè)的智能制造系統都是處于局部應用階段，只有少數大企業(yè)單項業(yè)務(wù)信息技術(shù)覆蓋面較高，關(guān)鍵業(yè)務(wù)環(huán)節應用系統之間實(shí)現了一定的協(xié)同和集成。從制造企業(yè)生產(chǎn)力水平來(lái)看，大量企業(yè)處于工業(yè)2.0階段，有些企業(yè)處于工業(yè)3.0待普及階段，有個(gè)別意識和行動(dòng)很強的企業(yè)處于工業(yè)4.0要示范階段。
數字化工廠(chǎng)是在計算機虛擬環(huán)境中，對整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行仿真、評估和優(yōu)化，并進(jìn)一步擴展到整個(gè)產(chǎn)品生命周期的新型生產(chǎn)組織方式。是現代數字制造技術(shù)與計算機仿真技術(shù)相結合的產(chǎn)物，要緊作為溝通產(chǎn)品設計和產(chǎn)品制造之間的橋梁。從定義中能夠得出一個(gè)結論，數字化工廠(chǎng)的本質(zhì)是實(shí)現信息的集成。
智能工廠(chǎng)是利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和監控技術(shù)加強信息管理服務(wù)，提高生產(chǎn)過(guò)程可控性、減少生產(chǎn)線(xiàn)人工干預，以及合理計劃排程。同時(shí)，集初步智能手段和智能系統等新興技術(shù)于一體，構建高效、節能、綠色、環(huán)保、舒適的人性化工廠(chǎng)。智能工廠(chǎng)實(shí)現了人與機器的相互協(xié)調合作，其本質(zhì)是人機交互。
智能工廠(chǎng)是實(shí)現智能制造的重要載體，主要通過(guò)構建智能化生產(chǎn)系統、網(wǎng)絡(luò )化分布生產(chǎn)設施，實(shí)現生產(chǎn)過(guò)程的智能化。企業(yè)基于CPS和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)構建的智能工廠(chǎng)原型，主要包括物理層、信息層、大數據層、工業(yè)云層、決策層。其中，物理層包含工廠(chǎng)內不同層級的硬件設備，從最小的嵌入設備和基礎元器件開(kāi)始，到感知設備、制造設備、制造單元和生產(chǎn)線(xiàn)，相互間均實(shí)現互聯(lián)互通。以此為基礎，構建了一個(gè)“可測可控、可產(chǎn)可管”的縱向集成環(huán)境。信息層涵蓋企業(yè)經(jīng)營(yíng)業(yè)務(wù)各個(gè)環(huán)節，包含研發(fā)設計、生產(chǎn)制造、營(yíng)銷(xiāo)服務(wù)、物流配送等各類(lèi)經(jīng)營(yíng)管理活動(dòng)，以及由此產(chǎn)生的眾創(chuàng )、個(gè)性化定制、電子商務(wù)、可視追蹤等相關(guān)業(yè)務(wù)。在此基礎上，形成了企業(yè)內部?jì)r(jià)值鏈的橫向集成環(huán)境，實(shí)現數據和信息的流通和交換。
中科華智專(zhuān)為制造企業(yè)量身打造的“設備自動(dòng)化+設備集成化+車(chē)間管理數字化”智能化車(chē)間管控系統。系統集中體現了智能工廠(chǎng)將來(lái)的發(fā)展趨勢，即車(chē)間管理數字化、生產(chǎn)排產(chǎn)自動(dòng)化、數據采集自動(dòng)化和集成化、車(chē)間物料管理可視化、生產(chǎn)過(guò)程可追溯、全面質(zhì)量管控、車(chē)間實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)可視化。
智能工廠(chǎng)的構成
1、生產(chǎn)計劃和排程
從生產(chǎn)計劃源頭上集成ERP，進(jìn)行APS高級排產(chǎn)，可明顯縮短交化期、提升設備利用率，使生產(chǎn)計劃更科學(xué)。
生產(chǎn)計劃是車(chē)間生產(chǎn)管理的重點(diǎn)和難點(diǎn)。提高計劃員排產(chǎn)效率和生產(chǎn)計劃準確性是優(yōu)化生產(chǎn)流程以及改進(jìn)生產(chǎn)管理水平的重要手段。
車(chē)間接收主生產(chǎn)計劃，根據當前的生產(chǎn)狀況（能力、生產(chǎn)準備和在制任務(wù)等），生產(chǎn)準備條件（圖紙、工裝和材料等），以及項目的優(yōu)先級別及計劃完成時(shí)間等要求，合理制訂生產(chǎn)加工計劃，監督生產(chǎn)進(jìn)度和執行狀態(tài)。 高級排產(chǎn)工具（APS）結合車(chē)間資源實(shí)時(shí)負荷情況和現有計劃執行進(jìn)度、能力平衡后形成優(yōu)化的詳細排產(chǎn)計劃。其充分考慮到每臺設備的加工能力，并根據現場(chǎng)實(shí)際情況隨時(shí)調整。在完成自動(dòng)排產(chǎn)后，進(jìn)行計劃評估與人工調整。在小批量、多品種和多工序的生產(chǎn)環(huán)境中，利用高級排產(chǎn)工具可以迅速應對緊急插單的復雜情況。
2、車(chē)間資源的管理
車(chē)間資源是車(chē)間制造生產(chǎn)的基礎，也是MES系統運行的基礎。車(chē)間資源管理主要對車(chē)間人員、設備、工裝、物料和工時(shí)等進(jìn)行管理，保證生產(chǎn)正常進(jìn)行，并提供資源使用情況的歷史記錄和實(shí)時(shí)狀態(tài)信息。
3、車(chē)間作業(yè)的管理
生產(chǎn)過(guò)程管理實(shí)現生產(chǎn)過(guò)程的閉環(huán)可視化控制，以減少等待時(shí)間、庫存和過(guò)量生產(chǎn)等浪費。生產(chǎn)過(guò)程中采用條碼、觸摸屏和機床數據采集等多種方式實(shí)時(shí)跟蹤計劃生產(chǎn)進(jìn)度。生產(chǎn)過(guò)程管理旨在控制生產(chǎn)，實(shí)施并執行生產(chǎn)調度，追蹤車(chē)間里工作和工件的狀態(tài)，對于當前沒(méi)有能力加工的工序可以外協(xié)處理。實(shí)現工序派工、工序外協(xié)和齊套等管理功能，可通過(guò)看板實(shí)時(shí)顯示車(chē)間現場(chǎng)信息以及任務(wù)進(jìn)展信息等。
4、質(zhì)量管理
生產(chǎn)制造過(guò)程的工序檢驗與產(chǎn)品質(zhì)量管理，能夠實(shí)現對工序檢驗與產(chǎn)品質(zhì)量過(guò)程追溯，對不合格品以及整改過(guò)程進(jìn)行嚴格控制。其功能包括：實(shí)現生產(chǎn)過(guò)程關(guān)鍵要素的全面記錄以及完備的質(zhì)量追溯，準確統計產(chǎn)品的合格率和不合格率，為質(zhì)量改進(jìn)提供量化指標。根據產(chǎn)品質(zhì)量分析結果，對出廠(chǎng)產(chǎn)品進(jìn)行預防性維護。
5、物料管理
針對車(chē)間內的所有庫存物資進(jìn)行管理。車(chē)間內物資有自制件、外協(xié)件、外購件、刀具、工裝和周轉原材料等。其功能包括：通過(guò)庫存管理實(shí)現庫房存貯物資檢索，查詢(xún)當前庫存情況及歷史記錄；提供庫存盤(pán)點(diǎn)與庫房調撥功能，對于原材料、刀具和工裝等庫存量不足時(shí)，設置告警；提供庫房零部件的出入庫操作，包括刀具／工裝的借入、歸還、報修和報廢等操作。
6、圖文檔管理
對生產(chǎn)現場(chǎng)，車(chē)間加工人員需要看的工藝流程卡、工藝圖紙文檔等進(jìn)行管理，針對不用產(chǎn)品在加工過(guò)程中，可以通過(guò)工業(yè)電腦、平板電腦查詢(xún)圖紙，實(shí)現無(wú)紙化的辦公。
7、設備管理
設備互聯(lián)互通，智能是CPS信息，物理系統在制造企業(yè)的具體體現，實(shí)現數控機床等數字化生產(chǎn)設備的分布式網(wǎng)絡(luò )化通訊，實(shí)現加工程序集中管理與設備狀態(tài)實(shí)時(shí)監控等功能。
8、數據采集
生產(chǎn)監控實(shí)現從生產(chǎn)計劃進(jìn)度和設備運轉情況等多維度對生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監控，實(shí)現對車(chē)間報警信息的管理，包括設備故障、人員缺勤、質(zhì)量及其他原因的報警信息，及時(shí)發(fā)現問(wèn)題、匯報問(wèn)題并處理問(wèn)題，從而保證生產(chǎn)過(guò)程順利進(jìn)行并受控。結合分布式數字控制DNC系統、MDC系統進(jìn)行設備聯(lián)網(wǎng)和數據采集。
9、車(chē)間看板和智能分析報表
能夠對生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的數據進(jìn)行統計查詢(xún)，分析后形成報表，為后續工作提供參考數據與決策支持。生產(chǎn)過(guò)程中的數據豐富，系統根據需要定制不同的統計查詢(xún)功能，包括產(chǎn)品加工進(jìn)度查詢(xún)、車(chē)間在制品查詢(xún)、車(chē)間和工位任務(wù)查詢(xún)、產(chǎn)品配套齊套查詢(xún)、質(zhì)量統計分析、車(chē)間產(chǎn)能（人力和設備）利用率分析、廢品率／次品率統計分析等。
10、第三方系統的集成
MES系統不是孤立存在的，它在整個(gè)制造企業(yè)的數字化建設中是非常重要的一環(huán)。MES需要和ERP系統、WMS系統，升級PLM系統實(shí)現互聯(lián)互通。
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