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    2. 公司新聞

      普朗克智能工廠建立的11大要素

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      在當前智能制造的熱潮之下,很多企業都在規劃建設自己的智能工廠。那么,智能工廠的規劃要考慮哪些核心要素?硬件和軟件需具備什么特質?關注哪些維度?

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      總述

      為貫徹國務院部署加快推進實施“中國制造2025”以提質增效為中心,以加快新一代信息技術與制造業深度融合為主線.....實現智能制造。

      智能工廠建設的核心需求就是降本增效(提質增效)。因此,圍繞在智能工廠建設的規劃、設計、實施、軟硬件功能、管理模式等核心環節,都需要從核心需求出發,從而實現“機器與人更親近”或“機器換人”的智能工業生產場景,降低人力使用成本,并通過智能機械生產線提高產品質量,并最終實現降本增效。



      目前,在工業4.0的浪潮下,西門子、博世、日立等國際智能生產線廠家均開始或初步實現了部分智能設備、智能系統的開發創新。在智能制造趨勢下,智慧工廠的建設務必跟隨新的技術發展方向,讓機器與人更親近,通過機械智能勞作減少人類勞動,為生產釋放更多資源。那么,有什么核心環節和重要因素需要關注呢?

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      智慧型工廠設計


      智慧工廠規劃服務涉及三個層面的內容,我們將從三個層面簡單概述如何實現智慧工廠規劃:

      技術層面:我們將以融合了信息技術、先進制造技術、自動化技術、智能化技術以及先進的企業管理技術為核心,為您提供實現智能化工廠的技術規劃。

      實施層面:我們將從涵蓋車間、產品、裝備、研發、供應鏈、管理、服務與決策等方面,進行提供專業度高、可行性強的智能化改造實施規劃。

      創新層面:我們將基于新一代信息通信技術,對傳統的管理理念、生產方式、商業模式等帶來顛覆性改善,讓管理層面和生產層面得到融合升華。

      同時,智能廠房要規劃中央監控管理系統、采用中央監控管理系統,判斷監控車間內設備的異常情況,并以最快和最佳的方式發出警報或觸發其它動作。

      整個廠房的車間的工作分區(倉儲間、乳化間、制水間、清洗間、配料間、緩沖間、靜置間等)應根據車間布局的合理性規劃進行分析,可以使用數字化制造仿真軟件對設備布局、產線規劃、車間物流進行仿真。

      在廠房設計時,還應當思考如何降低噪音,如何能夠便于設備靈活調整布局,多層廠房如何進行物流輸送等問題。

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      智能產線規劃

      智能產線是智能工廠規劃的核心環節,企業需要根據生產線要生產的產品組、產能和生產節拍,采用價值流圖等方法來合理規劃智能產線。

      設計智能產線需要考慮如何節約空間,如何減少人員的移動,如何進行自動檢測,從而提高生產效率和生產質量。

      智能產線的特點是:

      1、在生產和裝配的過程中智能采集生產、質量、能耗、設備績效(OEE)等數據,并通過電子看板顯示實時的生產狀態,防呆防錯;

      2、生產線能夠實現柔性自動化;

      3、能夠支持多種產品的混線生產,靈活調整工藝,適應小批量、多品種的生產模式;

      4、具有一定冗余,保障在設備出現故障的情況下調整到其他設備生產;

      5、同時課程種類資源豐富,各行各業都有,總有人需要。

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      精益生產

      精益生產的核心思想是消除一切浪費,確保工人以最高效的方式進行協作。很多制造企業采取按訂單生產或按訂單設計,滿足小批量、多品種的生產模式。

      智能工廠需要實現零部件和原材料的準時配送,成品和半成品按照訂單的交貨期進行及時生產,建立生產現場的電子看板,通過拉動方式組織生產,采用安全系統及時發現和解決生產過程中出現的異常問題。

      推進精益生產是一個持續改善的長期過程,要與信息化和自動化的推進緊密結合。

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      制造執行系統

      MES(制造執行系統)是智能工廠規劃落地的著力點,MES是面向車間執行層的生產信息化管理系統,上接ERP系統,下接現場的PLC程序控制。普朗克以日化、醫藥制造的業務需求為導向、智能化生產為基礎,打造普朗克MES微服務平臺;依托普朗克MES微服務平臺賦能日化、醫藥行業細分領域工業互聯網平臺。

      MES服務器以前沿科技為開發導向,智能連接機器與人,對生產需求進行智能的設計、安排、執行和改進。普朗克MES功能設計包括:工廠、部門、車間管理,設備、物料管理,生產、產品、質量管理,終端設備、能源管理,還有多圖形多因素的生產大數據分析,以及人機交互、AI人工智能的智慧服務。


      普朗克MES微服務平臺部分頁面展示

      1、生產管理——工單管理

      2、車間管理——工位信息

      3、設備管理——設備組信息

      4、工藝管理——工藝信息

      5、配方管理——配方信息

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      防差錯配料系統

      Planck防差錯配料系統是MES系統的組成部分之一,防差錯配料管理在接收到配料任務后,會調用配料任務中所需的配料配方并且自動尋找空閑的配料站下達配料任務。

      防差錯配料系統功能包括:配料任務管理、配料配方管理、設備組態、生產分析、生產報表以及配料過程數據上傳給MES服務器。自動化控制系統功能包括:生產任務管理、生產工藝配方管理、設備組態、物料防差錯對比、生產分析、生產報表以及生產過程數據上傳給MES服務器,實時反饋生產進展。

      普朗克防差錯配料站接收到的配料配方的每一條目標物料都包含物料名稱、批次、重量、誤差范圍以及條碼信息,操作人員按照目標物料的配料要求將相應的原料進行稱料、混合,目標物料配好后配料站將按生產任務提供的相應的條碼數據生成相應的條碼,操作人員將生成的條碼粘在目標物料的桶上。

      配料站在配料過程中把操作用戶、操作過程以及報警信息等將會以過程數據同步到防差錯配料系統服務器。防差錯配料系統服務器把接收到的各個站的配料過程數據實時上傳給MES服務器。同時也能按生產要求的數據作分析和報表。防差錯配料系統可以以數據庫SQL為接口接入其他第三方的系統,方便廠家客戶的升級改造。


      智能防差錯配方系統由三部分組成: 服務器、配料站和投料站


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      配料站是包含了觸摸屏一體機, 秤臺, PDA, 條碼打印機和以太網接口的設備, 通過連接服務器獲取配料任務和上傳操作過程數據。

      2

      投料站是包含了掃描槍或PDA, 通過連接服務器獲取生產任務和操作過程數據。

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      工作站:工程師工作站可以進行基礎信息管理,如物料管理、設備管理、人員管理、配方管理、容器管理;還可以進行工單管理,對工單進行添加、停止等操作。


      具體操作:

      1、面向生產一線工人:指令做什么、怎么做、滿足什么標準,什么時候開工,什么時候完工,使用什么工具等等;記錄“人、機、料、”等生產數據,建立可用于產品追溯的數據鏈;反饋進展、反饋問題等;

      2、面向班組:發揮基層班組長的管理效能,班組任務管理和派工;

      3、面向一線生產保障人員:確保生產現場的各項需求,如原料及其他輔助材料及工具的周轉等等。


      為提高產品準時交付率、提升設備效能、減少等待時間,MES系統需導入生產作業排產功能,為生產計劃安排和生產調度提供輔助工具,提升計劃的準確性。

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      數據采集

      生產過程中需要及時采集產量、質量、能耗、加工精度和設備狀態等數據,并與訂單、工序、人員進行關聯,以實現生產過程的全程追溯。

      出現問題可以及時報警,并追溯到生產的批次、零部件和原材料的供應商。此外,還可以計算出產品生產過程產生的實際成本。

      企業需要根據采集的頻率要求來確定采集方式,對于需要高頻率采集的數據,應當從設備控制系統中自動采集。

      企業在進行智能工廠規劃時,要預先考慮好數據采集的接口規范,以及監控和數據采集系統的應用。

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      生產無紙化


      生產過程中工件配有圖紙、生產過程記錄卡、更改單等紙質文件作為生產依據。

      隨著信息化技術的提高和智能終端成本的降低,在智能工廠規劃可以普及信息化終端到每個工位。

      結合中央監控管理系統和MES系統,操作工人在工位上登錄自己的帳號將可在HMI(人機交互界面)查閱工作指令,查看工藝、更新數據,可以靈活的適應生產計劃變更、圖紙變更和工藝變更。

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      設備管理


      設備是生產要素,發揮設備的效能(OEE—設備綜合效率)是智能工廠生產管理的基本要求,OEE的提升標志產能的提高和成本的降低。

      生產管理信息系統需設置設備管理模塊,使設備釋放出最高的產能,通過生產的合理安排,使設備尤其是關鍵、瓶頸設備減少等待時間。

      在設備管理模塊中,要建立各類設備數據庫,設置編碼,及時對設備進行維保;通過實時采集設備狀態數據,為生產排產提供設備的能力數據;企業應建立設備的健康管理檔案,根據積累的設備運行數據建立故障預測模型,進行預測性維護,最大限度地減少設備的非計劃性停機;要進行設備的備品備件管理。

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      生產質量管理


      提高產品質量是工廠管理永恒的主題,在智能工廠規劃時,生產質量管理更是核心的業務流程。

      質量保證體系和質量控制活動必須在生產管理信息系統建設時統一規劃、同步實施,貫徹質量是設計、生產出來,而非檢驗出來的理念。

      質量控制在信息系統中需嵌入生產主流程,如檢驗、試驗在生產訂單中作為工序來處理;質量審理以檢驗表單為依據啟動流程開展活動;質量控制的流程、表單、數據與生產訂單相互關聯、穿透。

      按結構化數據存儲質量記錄,為產品單機檔案提供基本的質量數據,為質量追溯提供依據,構建質量管理的基本工作路線:質量控制設置-檢測-記錄-評判-分析-持續改進。

      質量管理還應關注質量損失,以便從成本的角度促進質量的持續改進。對于采集的質量數據,可以利用SPC系統進行分析。制造企業應當提升對QIS(質量管理信息系統)的重視程度。

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      能源管理


      為了降低智能工廠的綜合能耗,提高勞動生產率,特別是對于高能耗的用電單元,進行能源管理是非常有必要的。

      采集能耗監測點(烘箱、變配電、照明、空調、電梯和重點設備)的能耗和運行信息,形成設備能耗的分類、分項、分區域統計分析,可以對設備運行統一排產,達到對設備優化合理的使用。

      同時,通過采集重點設備的實時能耗,還可以準確知道設備的運行狀態(關機、開機還是在加工),從而自動計算OEE。對于非生產時間的能耗進行追溯,對生產線每個工位的能耗進行檢測,將節能的責任分配到班組,從而節約能源。

      科興電器對烘箱、澆注設備、空調系統等耗能設備進行重點監控,對于非生產時間的能耗進行追溯,對生產線每個工位的能耗進行檢測,將節能的責任分配到班組,從而節約能源。

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      數字分析與應用


      通過大數據中心可以查看生產線上各個設備和儀表的狀態,但絕大多數離散制造企業還沒有建立生產監控與指揮系統。

      實際上,制造企業也非常需要建設集中的生產監控與指揮系統,planck中央監控系統,在系統中呈現關鍵的設備狀態、生產狀態、質量數據,以及各種實時的分析圖表。

      數據是智能工廠建設的血液,在各應用系統之間流動。在智能工廠運轉的過程中,Planck MES管理系統會產生倉儲、制造、工藝、設計、物流、質量、人員等相關業務數據。

      總之,要做好智能工廠的規劃,要從各個視角綜合考慮。從投資預算、技術先進性、投資回收期、系統復雜性、生產的柔性等多個方面進行綜合權衡、統一規劃,才能確保做出真正可落地;Planck智能工業既具有前瞻性,又具有實效性的智能工廠規劃方案。同時,還可以基于這些維度來建立智能工廠實施的評估體系。

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