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【壓縮機網】什么是智能制造
智能制造在各行各業有自己的理解，在不同的國家，也有自己對這個領域的定義和探索。比如在日本，更偏重于精益制造，在德國，更偏重于自動化；在美國，更偏重與大數據的挖掘。在中國，國家也制定了《國家智能制造標準體系建設指南(2018版)》，指南里分三個維度對智能制造進行了定義：系統層級維度，包括設備、單元、車間、企業、協同；產品生命周期維度，包括設計、生產、物流、銷售、服務；智能特征維度，包括資源要素、互聯互通、融合共享、系統集成、新興業態。
強時工廠自我診斷與分析
智能制造是個相對較大的概念，強時工廠探索智能制造并非是為了趕潮流、做表象，智能制造的根本目的是提高生產效率，提升產品與服務品質。基于此，按照國家智能制造標準體系建設指南要求，結合空壓機行業本身特點，對企業進行自我診斷與分析：蘇州強時屬于空壓機的整機制造廠，是典型的離散型制造企業，工廠具有訂單小批量，多品種的明顯特點。面對客戶需求，需要具備迅速交貨、品質保證、個性化定制等能力。
從建設指南的要求來看，強時更著重于產品生命周期維度，結合系統層級維度與智能特征維度，對強時工廠現狀進行評價與改善規劃。經過詳細數據分析與統計，強時工廠計劃以工廠層面的ERP為基礎，以建設數字化車間為重心，在強時工廠推行實務性的智能車間。
強時工廠的數字化車間探索
為什么需要數字化車間？經過梳理，發現目前的工廠管理存在以下問題：
1.生產管理問題
管理手段：紙面文件、手工管理工作量大、費時費力；
計劃調度：依靠人工經驗，計劃趕不上變化，生產調度臨時性，隨意性和盲目性大；
生產準備：車間物料、工裝、設備、資料等制造資源與生產計劃脫節，延長生產周期；
進度與過程管理：需要跑現場詢問了解，信息滯后，不能全面及時掌握所有生產數據；制品周轉和等待時間長，混亂無章；成本控制缺乏準備依據；
質量保證與追溯：過程數據收集困難。
2.生產能力問題
設備利用率低；
交貨期長；
缺乏快速響應能力；
質量與成本控制困難。
綜上所述：車間的數字化、信息化、網絡化是智能制造的薄弱環節。
強時數字化車間建設要點
要點1：車間/工廠的總體設計、工藝流程及布局建立數字化模型，并進行模擬仿真，實現規劃、生產、運營的全流程數字化管理。
措施：強時制造車間為裝配類車間，強時擬按實際車間比例，建造二維模型，并模擬各流程物料流轉情況，實際運行數據從ERP數據抓取，并以電子看板形式在車間展示。電子看板顯示倉庫發料進度，車間綜合運轉情況，各工位實際裝配數量，測試間在測試數量、入庫數量等信息，主要展示計劃、發料、裝配、測試等實際狀態。
要點2：應用數字化三維設計與工藝技術進行產品、工藝設計與仿真，并通過物理檢測與實驗進行驗證與優化。建立產品數據管理系統(PDM)，實現產品設計、工藝數據的集成管理。
措施：強時研發部采用數字化三維設計軟件進行產品設計，在三維軟件上進行裝配模擬仿真，運動部件裝配仿真，結構件應力仿真。設計完成后，通過設計評審，可自動輸出產品BOM，并上傳至ERP系統。使用PDM系統進行產品版本管理，更改管理。
要點3：制造裝備數控化率超過70%，并實現高檔數控機床與工業機器人、智能傳感與控制裝備、智能檢測與裝配裝備、智能物流與倉儲裝備等關鍵技術裝備之間的信息互聯與集成。
措施：強時制造車間主要為裝配性車間，具備小批量，多規格的顯著特點，在裝配自動化實施方面較為困難，在產品測試階段進行了數字化改造，產品性能檢測數據實時上傳至ERP系統，并和產品整機序列號進行綁定，以備后期追溯。在材料倉庫進行了庫位管理，并使用PAD進行掃碼出入庫，可有效監控物流情況及收發料效率。
要點4：建立生產過程數據采集和分析系統，實現生產進度、現場操作、質量檢驗、設備狀態、物料傳送等生產現場數據自動上傳，并實現可視化管理。
措施：強時在制造全流程均實行條碼管理，占全部料件的70%的原材料，均用唯一的條碼進行標識，從收貨開始，到倉儲、生產發料、生產裝配各工序，到性能測試直至成品出庫，各流程均以條碼方式進行記錄，在后期檢索中可實現下列功能：產品生命周期的各類信息檢索，包括部件供應商，出入庫時間，部件進貨檢驗信息，制程裝配信息，性能檢驗數據等，部分數據實現可在手機端進行查詢。
要點5：建立車間制造執行系統（MES），實現計劃、調度、質量、設備、生產、能效等管理功能。建立企業資源計劃系統（ERP），實現供應鏈、物流、成本等企業經營管理功能。
措施：強時已經建立公司層面的管理軟件ERP，及制造層面的MES，從產能配置、生產計劃排程、質量數據、用電數據等各項數據的自動存儲與查詢。并使用供應鏈平臺對供應商進行評價與管理，在平臺上進行采購與統計分析。
要點6：建立工廠內部網絡架構，實現設計、工藝、制造、檢驗、物流等制造過程各環節之間，以及制造過程與制造執行系統（MES）和企業資源計劃系統（ERP）的信息互聯互通。
措施：強時工廠內部網絡由核心路由器-核心交換機+防火墻-局域交換機-無線AP等核心部件構成，并鏈接至外部網路，內部建立NAS存儲服務器，進行內部數據存儲，ERP、MES等核心管理軟件采用華為私有云，并使用WEB服務器與數據服務器分開存儲的架設方式，既保證了訪問的便利性，又保證了數據的安全性。
要點7：建有工業信息安全管理制度和技術防護體系，具備網絡防護、應急響應等信息安全保障能力。建有功能安全保護系統，采用全生命周期方法有效避免系統失敗。
措施：強時工廠內部部署有華為防火墻軟件，核心軟件部署在華為私有云，借助華為強大的數據安全能力，有效減輕工廠內部機房的投入及管理成本，并租用華為云OSS存儲，以做ERP數據庫數據備份，確保數據的安全性。
小結
目前，在上述7項內容里，根據總體進度安排，強時已經完成總進度的70%，預計到2019年年底，將完全達成目標并投入使用。屆時，強時將在產品行內領先的基礎上，再增加一項管理領先的殊榮——在空壓機行業首家完成數字化改造，初步建設成空壓機行業的數字工廠典范。
參考文獻
[1]《智能制造國內外標準化》，機械工業儀器儀表綜合技術經濟研究所 丁露博士
來源：本站原創
【壓縮機網】什么是智能制造
智能制造在各行各業有自己的理解，在不同的國家，也有自己對這個領域的定義和探索。比如在日本，更偏重于精益制造，在德國，更偏重于自動化；在美國，更偏重與大數據的挖掘。在中國，國家也制定了《國家智能制造標準體系建設指南(2018版)》，指南里分三個維度對智能制造進行了定義：系統層級維度，包括設備、單元、車間、企業、協同；產品生命周期維度，包括設計、生產、物流、銷售、服務；智能特征維度，包括資源要素、互聯互通、融合共享、系統集成、新興業態。
強時工廠自我診斷與分析
智能制造是個相對較大的概念，強時工廠探索智能制造并非是為了趕潮流、做表象，智能制造的根本目的是提高生產效率，提升產品與服務品質。基于此，按照國家智能制造標準體系建設指南要求，結合空壓機行業本身特點，對企業進行自我診斷與分析：蘇州強時屬于空壓機的整機制造廠，是典型的離散型制造企業，工廠具有訂單小批量，多品種的明顯特點。面對客戶需求，需要具備迅速交貨、品質保證、個性化定制等能力。
從建設指南的要求來看，強時更著重于產品生命周期維度，結合系統層級維度與智能特征維度，對強時工廠現狀進行評價與改善規劃。經過詳細數據分析與統計，強時工廠計劃以工廠層面的ERP為基礎，以建設數字化車間為重心，在強時工廠推行實務性的智能車間。
強時工廠的數字化車間探索
為什么需要數字化車間？經過梳理，發現目前的工廠管理存在以下問題：
1.生產管理問題
管理手段：紙面文件、手工管理工作量大、費時費力；
計劃調度：依靠人工經驗，計劃趕不上變化，生產調度臨時性，隨意性和盲目性大；
生產準備：車間物料、工裝、設備、資料等制造資源與生產計劃脫節，延長生產周期；
進度與過程管理：需要跑現場詢問了解，信息滯后，不能全面及時掌握所有生產數據；制品周轉和等待時間長，混亂無章；成本控制缺乏準備依據；
質量保證與追溯：過程數據收集困難。
2.生產能力問題
設備利用率低；
交貨期長；
缺乏快速響應能力；
質量與成本控制困難。
綜上所述：車間的數字化、信息化、網絡化是智能制造的薄弱環節。
強時數字化車間建設要點
要點1：車間/工廠的總體設計、工藝流程及布局建立數字化模型，并進行模擬仿真，實現規劃、生產、運營的全流程數字化管理。
措施：強時制造車間為裝配類車間，強時擬按實際車間比例，建造二維模型，并模擬各流程物料流轉情況，實際運行數據從ERP數據抓取，并以電子看板形式在車間展示。電子看板顯示倉庫發料進度，車間綜合運轉情況，各工位實際裝配數量，測試間在測試數量、入庫數量等信息，主要展示計劃、發料、裝配、測試等實際狀態。
要點2：應用數字化三維設計與工藝技術進行產品、工藝設計與仿真，并通過物理檢測與實驗進行驗證與優化。建立產品數據管理系統(PDM)，實現產品設計、工藝數據的集成管理。
措施：強時研發部采用數字化三維設計軟件進行產品設計，在三維軟件上進行裝配模擬仿真，運動部件裝配仿真，結構件應力仿真。設計完成后，通過設計評審，可自動輸出產品BOM，并上傳至ERP系統。使用PDM系統進行產品版本管理，更改管理。
要點3：制造裝備數控化率超過70%，并實現高檔數控機床與工業機器人、智能傳感與控制裝備、智能檢測與裝配裝備、智能物流與倉儲裝備等關鍵技術裝備之間的信息互聯與集成。
措施：強時制造車間主要為裝配性車間，具備小批量，多規格的顯著特點，在裝配自動化實施方面較為困難，在產品測試階段進行了數字化改造，產品性能檢測數據實時上傳至ERP系統，并和產品整機序列號進行綁定，以備后期追溯。在材料倉庫進行了庫位管理，并使用PAD進行掃碼出入庫，可有效監控物流情況及收發料效率。
要點4：建立生產過程數據采集和分析系統，實現生產進度、現場操作、質量檢驗、設備狀態、物料傳送等生產現場數據自動上傳，并實現可視化管理。
措施：強時在制造全流程均實行條碼管理，占全部料件的70%的原材料，均用唯一的條碼進行標識，從收貨開始，到倉儲、生產發料、生產裝配各工序，到性能測試直至成品出庫，各流程均以條碼方式進行記錄，在后期檢索中可實現下列功能：產品生命周期的各類信息檢索，包括部件供應商，出入庫時間，部件進貨檢驗信息，制程裝配信息，性能檢驗數據等，部分數據實現可在手機端進行查詢。
要點5：建立車間制造執行系統（MES），實現計劃、調度、質量、設備、生產、能效等管理功能。建立企業資源計劃系統（ERP），實現供應鏈、物流、成本等企業經營管理功能。
措施：強時已經建立公司層面的管理軟件ERP，及制造層面的MES，從產能配置、生產計劃排程、質量數據、用電數據等各項數據的自動存儲與查詢。并使用供應鏈平臺對供應商進行評價與管理，在平臺上進行采購與統計分析。
要點6：建立工廠內部網絡架構，實現設計、工藝、制造、檢驗、物流等制造過程各環節之間，以及制造過程與制造執行系統（MES）和企業資源計劃系統（ERP）的信息互聯互通。
措施：強時工廠內部網絡由核心路由器-核心交換機+防火墻-局域交換機-無線AP等核心部件構成，并鏈接至外部網路，內部建立NAS存儲服務器，進行內部數據存儲，ERP、MES等核心管理軟件采用華為私有云，并使用WEB服務器與數據服務器分開存儲的架設方式，既保證了訪問的便利性，又保證了數據的安全性。
要點7：建有工業信息安全管理制度和技術防護體系，具備網絡防護、應急響應等信息安全保障能力。建有功能安全保護系統，采用全生命周期方法有效避免系統失敗。
措施：強時工廠內部部署有華為防火墻軟件，核心軟件部署在華為私有云，借助華為強大的數據安全能力，有效減輕工廠內部機房的投入及管理成本，并租用華為云OSS存儲，以做ERP數據庫數據備份，確保數據的安全性。
小結
目前，在上述7項內容里，根據總體進度安排，強時已經完成總進度的70%，預計到2019年年底，將完全達成目標并投入使用。屆時，強時將在產品行內領先的基礎上，再增加一項管理領先的殊榮——在空壓機行業首家完成數字化改造，初步建設成空壓機行業的數字工廠典范。
參考文獻
[1]《智能制造國內外標準化》，機械工業儀器儀表綜合技術經濟研究所 丁露博士
來源：本站原創
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