北京蘭光創(chuàng)新科技有限公司MES技術(shù)經(jīng)理 王志偉
一、工業(yè)4.0對(duì)智能工廠的定義
“工業(yè)4.0”概念包含了由集中式控制向分散式增強(qiáng)型控制的基本模式轉(zhuǎn)變,目標(biāo)是建立一個(gè)高度靈活的個(gè)性化和數(shù)字化的產(chǎn)品與服務(wù)的生產(chǎn)模式。該戰(zhàn)略將首先從兩個(gè)方向展開(kāi):一是“智能工廠”,重點(diǎn)研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過(guò)程,以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn); 二是“智能生產(chǎn)”,主要涉及整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機(jī)互動(dòng)以及3D技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用等。
智能工廠是德國(guó)實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化生產(chǎn)之后,提出的新概念,它的理念優(yōu)勢(shì)在于推動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)智能化,從而實(shí)現(xiàn)科幻般的工業(yè)生產(chǎn)模式。智能化自動(dòng)生產(chǎn)線可監(jiān)控設(shè)備總和效率(Overall Equipment Effectiveness,即OEE),促使其達(dá)到最高的質(zhì)量與效率,并可將停機(jī)時(shí)間降到最低。
二、如何打造中國(guó)特色的智能工廠
北京蘭光創(chuàng)新科技有限公司是致力于為高端離散制造企業(yè)提供DNC/MDC/APS/MES等智能工廠解決方案的專(zhuān)業(yè)技術(shù)公司,在國(guó)內(nèi)500多家航空、航天、兵器、機(jī)車(chē)、汽車(chē)零部件、外資等高端客戶(hù)。蘭光創(chuàng)新是世界兩大著名品牌——丹麥CIMCO公司和德國(guó)FAUSER 公司的全球戰(zhàn)略合作伙伴和中國(guó)獨(dú)家總代理。
蘭光創(chuàng)新結(jié)合國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)理念,提出了 “六維智能理論”,即要從6個(gè)維度的“智能”打造中國(guó)特色的智能工廠(圖1):智能計(jì)劃排產(chǎn)、智能生產(chǎn)過(guò)程協(xié)同、智能設(shè)備互聯(lián)互通、智能生產(chǎn)資源管控、智能質(zhì)量過(guò)程控制、智能大數(shù)據(jù)分析與決策支持。該理論分別從計(jì)劃源頭、過(guò)程協(xié)同、設(shè)備底層、資源優(yōu)化、質(zhì)量控制、決策支持等6個(gè)方面著手,實(shí)現(xiàn)全面的精細(xì)化、精準(zhǔn)化、自動(dòng)化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化的智能化管理與控制,既很好地符合了德國(guó)智能工廠的定義,又能與美國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、以及中國(guó)制造2025等理念完全吻合。
圖1 智能工廠6維理論
圖2是蘭光創(chuàng)新智能工廠的典型示意圖。智能工廠由四部分組成,分別是展現(xiàn)集成部分、數(shù)據(jù)采集部分、資源管理部分、生產(chǎn)管理部分,如圖3。
圖2 智能工廠典型示意圖
圖3 蘭光智能工廠模塊組成
蘭光MES是實(shí)現(xiàn)”智能工廠“的軟件載體,蘭光MES系統(tǒng)聚焦以下三點(diǎn):
焦點(diǎn)一 : 通過(guò)科學(xué)、快速的排產(chǎn)計(jì)劃,將計(jì)劃準(zhǔn)確地分解為設(shè)備生產(chǎn)計(jì)劃,是計(jì)劃與生產(chǎn)之間承上啟下的“信息樞紐“ , 即”數(shù)據(jù)下的來(lái)” 。
焦點(diǎn)二 :采集從接收計(jì)劃到加工完成的全過(guò)程的生產(chǎn)數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息,優(yōu)化管理,對(duì)過(guò)程中隨時(shí)可能發(fā)生變化的生產(chǎn)狀況作出快速反應(yīng)。它強(qiáng)調(diào)的是精確的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),即”數(shù)據(jù)上的去” 。
焦點(diǎn)三 :體現(xiàn)協(xié)同制造理念,減少生產(chǎn)過(guò)程中的待工等時(shí)間浪費(fèi),提升設(shè)備利用率,提高準(zhǔn)時(shí)交貨率,即“協(xié)同制造,發(fā)揮合作的力量” 。
蘭光智能工廠的五大關(guān)鍵技術(shù)分別是智能互聯(lián)互通、智能計(jì)劃排產(chǎn)、智能生產(chǎn)協(xié)同、智能資源管理、智能決策支持:
智能的互聯(lián)互通:指智能設(shè)備的互聯(lián)互通,包括設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化分布式通訊、加工程序集中式管理、程序虛擬化制造、基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的智能化的數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)工藝參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和動(dòng)態(tài)預(yù)警等方面。
智能排產(chǎn)計(jì)劃:支持多種高級(jí)自動(dòng)排產(chǎn)算法,具有按交貨期、精益生產(chǎn)、生產(chǎn)周期、最優(yōu)庫(kù)存、同一裝夾優(yōu)先、已投產(chǎn)訂單優(yōu)先等多種排產(chǎn)方式,可最大程度地滿(mǎn)足各類(lèi)復(fù)雜的排產(chǎn)要求;圖形化的界面形象直觀,通過(guò)手工拖拽就可調(diào)整計(jì)劃,易于掌握和使用;高級(jí)排產(chǎn)中的能力平衡通過(guò)直觀的圖形、數(shù)字表示,系統(tǒng)提供機(jī)床負(fù)荷以及每臺(tái)機(jī)床生產(chǎn)任務(wù)的視圖及分析功能,以便優(yōu)化生產(chǎn)和平衡機(jī)床負(fù)荷;高級(jí)排產(chǎn)中的預(yù)警機(jī)制對(duì)于還未執(zhí)行的計(jì)劃,系統(tǒng)會(huì)計(jì)算分析出可能要拖期的零件和工序,使現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度人員有針對(duì)性地關(guān)注其進(jìn)度并做出快速響應(yīng);對(duì)逾期計(jì)劃,系統(tǒng)可提供工序拆分、調(diào)整設(shè)備、調(diào)整優(yōu)先級(jí)、外協(xié)加工、等處理措施。
智能生產(chǎn)協(xié)同:協(xié)同制造使與加工任務(wù)相關(guān)聯(lián)的材料、刀具、夾具、數(shù)控程序等信息,也同時(shí)傳遞給相關(guān)人員,并行準(zhǔn)備相關(guān)工作,實(shí)現(xiàn)車(chē)間級(jí)的協(xié)同制造;實(shí)現(xiàn)了3D可視化,支持CATIA、PRO/E、UG等多種數(shù)據(jù)文件無(wú)需轉(zhuǎn)換的直接瀏覽,實(shí)現(xiàn)3D圖形、工藝直接下發(fā)到現(xiàn)場(chǎng),實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程的無(wú)紙化生產(chǎn)管理。
智能資源管理:包含生產(chǎn)資源(物料、刀具、量具、夾具)出入庫(kù)、查詢(xún)、盤(pán)點(diǎn)、報(bào)損、并行準(zhǔn)備、切削專(zhuān)家?guī)、統(tǒng)計(jì)分析等功能,實(shí)現(xiàn)庫(kù)存的精益化管理。
智能決策支持:提供各種直觀的統(tǒng)計(jì)、分析報(bào)表,為相關(guān)人員決策提供幫助,包括計(jì)劃制訂情況、計(jì)劃執(zhí)行情況、質(zhì)量情況、庫(kù)存情況等。用戶(hù)可在手機(jī)、IPAD等移動(dòng)設(shè)備上對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)情況、設(shè)備運(yùn)行情況、質(zhì)量情況的數(shù)據(jù)瀏覽、異常處理。
本文根據(jù)北京蘭光創(chuàng)新科技有限公司MES技術(shù)經(jīng)理王志偉在2015陜西智能制造MES應(yīng)用論壇的發(fā)言整理而成,未經(jīng)本人確認(rèn)!
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