智能工厂方案与体系
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智能工厂整体建设方案随着科技的发展和智能化的推进,智能工厂作为一种新型的生产制造模式,正逐渐成为现代工业发展的趋势。
智能工厂的建设不仅是对传统生产模式的转变,更是对生产效率和质量的提升,以及资源利用的最大化。
本文将就智能工厂的整体建设提出一套方案,帮助企业实现高效、智能、可持续发展。
一、智能化设备引进智能工厂的核心是智能化设备的应用。
因此,在整体建设方案中,首先需要对目标产线的设备进行评估和升级,引进先进的智能化设备。
这些设备可以通过自动化、机器人技术、机器视觉等手段实现智能化生产,从而提高生产效率,并降低人为因素对质量的影响。
二、数据集成和互联网应用智能工厂的核心是数据。
对生产过程中的数据进行采集、分析和应用,是提高生产效率、优化生产布局的关键。
在整体建设方案中,需要引入先进的数据采集和处理系统,将设备、工序、物料等方面的数据进行集成,并通过互联网技术实现数据的共享和调度。
这样可以实现生产过程的全程监控,及时发现问题,减少浪费,提高效率。
三、人机协同和智能决策支持智能工厂的建设不仅仅局限在设备和技术的引进方面,还需要注重人与机器的协同作业。
在整体建设方案中,应该充分考虑如何通过人机协同的模式,提高人员的工作效率和生产能力。
同时,引入人工智能技术,通过对数据的分析和模型的建立,为生产决策提供智能支持,增强企业的决策能力和竞争力。
四、安全管理和技术培训智能工厂的建设还需要关注安全管理和技术培训。
在整体建设方案中,应该设立科学的安全管理制度,确保工作环境的安全和员工的健康;同时,组织员工参与相关的技术培训,提高员工对智能化设备操作和维护的能力,确保智能工厂的稳定运行。
五、可持续发展和资源循环利用智能工厂的建设也需要考虑可持续发展和资源循环利用的问题。
在整体建设方案中,应该注重节能减排和资源利用的最大化。
通过应用清洁能源、优化生产工艺和产品设计,降低能源消耗和环境污染。
同时,通过回收再利用和废物处理等手段,实现资源的循环利用,提高资源利用效率,降低生产成本。
智能工厂建设方案智能工厂建设方案:一、前期准备1. 需要进行市场调研,确定智能工厂的建设目标和需求。
2. 完成人员招聘,组建专业团队,包括研发、技术、生产和管理等方面的人才。
3. 与相关政府部门和企业合作,获得政策支持和资金支持。
二、基础设施建设1. 建立高速、稳定、安全的网络系统,实现机器之间的数据共享和通信。
2. 配备高性能的服务器和数据存储设备,提供大数据分析和运算能力。
3. 优化车间布局和设备配置,确保生产过程的高效和安全。
三、装备采购和升级1. 购买先进的生产设备和机器人,实现智能化生产和自动化操作。
2. 通过物联网技术,实现设备和系统的互联互通,提高生产效率和质量。
3. 配备智能传感器和监控设备,实现对设备和生产过程的实时监测和管理。
四、数据管理和分析1. 建立完善的工厂信息管理系统,实现对生产数据、质量数据和设备数据的实时收集和分析。
2. 运用大数据分析技术,提取和挖掘有价值的信息,优化生产调度和决策。
3. 建立数据安全和隐私保护机制,确保数据的安全和合规使用。
五、人员培训和管理1. 组织员工进行智能化技术培训,提升员工的技能和知识水平。
2. 建立绩效评估体系,激励员工的积极性和创造力。
3. 加强内部沟通和合作,营造良好的工作氛围和团队精神。
六、可持续发展1. 引入清洁能源和节能技术,降低能耗和环境污染。
2. 探索循环经济模式,实现废材料的再利用和资源的最大化利用。
3. 鼓励研发和应用新型材料和工艺,提高产品的品质和附加值。
通过以上的方案,可以实现智能工厂的高效、智能、绿色和可持续发展。
同时,智能工厂的建设还可以推动传统制造业向智能制造业转型升级,提高企业的竞争力和市场地位。
智能工厂实施方案智能工厂实施方案智能工厂是指利用先进的技术和设备,以信息化技术为核心,实现工厂内部的数字化、智能化管理和控制的先进制造体系。
在智能工厂中,机器、设备和系统能够实现自主决策和协同工作,从而提高生产效率和产品质量。
以下是一个智能工厂的实施方案。
1. 设立工厂内部信息化平台建立一个统一的信息化平台,用于收集、存储和处理整个工厂的生产数据。
这个平台可以包括工厂生产设备的监控系统、生产过程中的传感器、工厂生产计划和调度系统等。
通过这个平台,可以实现工厂内部各个系统之间的数据共享和协同工作。
2. 引入物联网技术将工厂内部的设备和系统连接到互联网,实现设备之间的自动化和远程监控。
可以使用传感器和智能设备来监测设备的状态和运行情况,并及时反馈给管理人员。
通过物联网技术,可以实现设备的远程控制和故障预警,从而提高设备的可靠性和运行效率。
3. 开发智能制造系统利用人工智能和机器学习等技术,开发一个智能制造系统,用于管理和控制工厂内的生产过程。
这个系统可以根据产品需求和工厂产能进行生产计划和排程,实现对工厂生产进程的实时监控和调整。
通过智能制造系统,可以最大限度地提高生产效率和产品质量。
4. 培训工厂员工为工厂员工提供培训,使他们掌握智能工厂所需的知识和技能。
培训内容可以包括物联网技术、人工智能应用、数据分析和管理等方面的知识。
通过培训,可以提高员工的工作效率和技术水平,保证智能工厂的顺利运行。
5. 进行试点项目在实施智能工厂之前,可以选择一个小规模的试点项目进行测试和评估。
通过试点项目,可以验证智能工厂的可行性,并根据试点结果对实施方案进行调整和优化。
同时,试点项目也可以为其他工厂的智能化转型提供经验和借鉴。
6. 逐步推广智能工厂在试点项目取得成功后,可以逐步推广智能工厂的实施。
可以选择一些关键性的生产环节进行转型,并在转型过程中继续优化和改进方案。
同时,吸取前期试点项目的经验和教训,确保智能工厂的顺利推广和运行。
智能工厂建设方案
一、智能工厂建设背景
随着科技逐步发展,智能工厂正在变得越来越普及,国家也在给予它
更多的支持,为了满足当前企业的需求,我们做出了这一建设计划,以期
实现企业的智能化变革。
1、实施ERP管理系统,首先要进行ERP软件的安装,然后进行ERP
模块的定义,最后实施ERP系统,这样可以全面改善管理流程,提高企业
的经营效率。
2、实施信息化系统。
通过信息化系统实现企业内部的统一管理,为
企业的信息化建设奠定坚实的基础,更好地满足企业的信息化需求。
3、立体库存技术。
库存技术是智能工厂建设计划中必不可少的一环,它可以满足企业对高度精确控制库存的需要,以便提高物流效率。
4、实施物联网技术。
物联网的普及会加快信息的传输速度,智能工
厂将获得更多的数据和信息,从而实现生产线的实时监控,更高效地提升
生产效率。
5、机器人技术。
通过机器人的投入,可以有效提高企业的生产能力,降低成本,改善企业的核心竞争力,实现更高效率的经营。
三、智能工厂建设建议
1、以ERP系统为基础。
智慧工厂系统解决方案目录一、内容描述 (3)1.1 背景与意义 (4)1.2 目的与范围 (5)二、智慧工厂概述 (6)2.1 智慧工厂的定义 (8)2.2 智慧工厂的特点 (8)2.3 智慧工厂的应用场景 (9)三、智慧工厂系统架构 (11)3.1 数据采集层 (12)3.2 通信层 (13)3.3 数据处理层 (15)3.4 决策与应用层 (16)四、智慧工厂主要功能 (18)4.1 生产过程监控 (19)4.2 质量管理 (20)4.3 设备管理与维护 (22)4.4 能源管理 (23)4.5 安全与环境管理 (25)五、智慧工厂实施步骤 (26)5.1 需求分析与规划 (28)5.2 系统设计与开发 (29)5.3 系统集成与测试 (30)5.4 部署与上线 (31)5.5 运维与优化 (32)六、智慧工厂的优势与效益 (33)6.1 提高生产效率与质量 (35)6.2 降低生产成本与能耗 (36)6.3 增强企业竞争力 (37)6.4 提升员工工作效率与满意度 (39)七、智慧工厂案例分析 (39)7.1 案例一 (41)7.2 案例二 (42)7.3 案例三 (44)八、智慧工厂发展趋势与挑战 (45)8.1 发展趋势 (46)8.2 挑战与应对策略 (48)九、结论与展望 (49)9.1 结论总结 (50)9.2 未来展望 (51)一、内容描述设备自动化与智能化:通过引入先进的自动化设备和传感器技术,实现生产过程的自动化控制和监测,提高生产效率和产品质量。
通过对设备数据的实时采集和分析,为企业提供设备运行状态的实时信息,便于企业进行设备的维护和优化。
生产计划与调度:通过对生产过程中的各种数据进行实时收集和分析,为企业提供精确的生产计划和调度建议,帮助企业实现生产资源的合理配置和利用,降低生产成本。
质量管理与改进:通过引入先进的质量管理体系和数据分析技术,实现对生产过程中的质量数据的实时监控和管理,及时发现和解决质量问题,提高产品质量。
智能工厂设计方案智能工厂是指通过应用先进的信息技术和自动化设备,实现生产过程的智能化和自动化,提高生产效率和质量的工厂。
智能工厂设计方案应该包括以下几个方面的内容:1.智能化设备:智能工厂的核心是应用先进的自动化设备。
可以引入机器人、自动化生产线、无人驾驶搬运车等设备,实现生产过程的自动化。
这些设备可以自动完成生产任务,并且可以通过互联网进行远程监控和管理,提高生产效率和质量。
2.智能仓储系统:智能工厂的仓储系统应该具备自动化和智能化的功能。
可以采用自动化仓库、智能堆垛机、智能输送带等设备,实现货物的自动入库、出库和分拣。
同时,可以采用RFID(无线射频识别)等技术,实现对货物的实时追踪和管理。
3.智能物流系统:智能工厂的物流系统应该具备高效、准确和可追溯的特点。
可以采用物联网技术,实现对运输车辆、货物和仓库等的实时监控和管理。
同时,可以利用大数据分析和人工智能算法,对物流过程进行优化和调度,提高物流效率和降低成本。
4.智能监控系统:智能工厂的监控系统应该具备全方位的监控能力。
可以采用高清摄像头、传感器等设备,监控生产过程中的温度、湿度、压力等参数。
可以通过云计算和大数据分析技术,实时监控生产过程,及时发现异常,并进行预警和处理。
5.智能管理系统:智能工厂的管理系统应该具备高效和智能的特点。
可以采用ERP(企业资源计划)系统、MES(制造执行系统)系统等,实现生产计划、物料管理和质量控制等的自动化和信息化。
可以通过大数据分析和人工智能算法,对生产过程进行优化和改进,提高生产效率和质量。
总之,智能工厂设计方案应该充分利用先进的信息技术和自动化设备,实现工厂生产过程的智能化和自动化。
通过引入智能化设备、智能仓储系统、智能物流系统、智能监控系统和智能管理系统等,可以提高生产效率和质量,降低成本和风险,实现工厂的可持续发展。
智能工厂整体解决方案智能工厂整体解决方案1.背景介绍1.1 工厂自动化的发展现状1.2 智能工厂的概念与特点1.3 智能工厂的优势与挑战2.智能工厂解决方案概述2.1 智能制造执行系统(MES)a. MES的定义与功能b. MES在智能工厂中的作用c. MES的技术架构与关键组成部分2.2 自动化生产线与技术a. 自动化生产线的概念与特点b. 不同类型的自动化生产线c. 技术在智能工厂中的应用2.3 物联网与传感器技术a. 物联网与智能工厂的关系与作用b. 传感器技术在智能工厂中的应用2.4 数据分析与a. 数据分析在智能工厂中的作用b. 技术在智能工厂中的应用3.智能工厂解决方案实施步骤3.1 需求分析与评估a. 确定智能工厂的关键需求与目标b. 对现有工厂资源进行评估3.2 智能化系统设计与集成a. 设计智能工厂的整体架构与系统模块b. 选择与集成合适的智能化设备与软件3.3 设备安装与调试a. 确定设备安装位置与布局b. 进行设备的安装与调试工作3.4 系统测试与优化a. 进行系统的功能与性能测试b. 优化系统的稳定性与效率3.5 智能工厂解决方案的上线与维护a. 正式上线智能工厂系统b. 进行定期的维护与升级工作4.法律名词及注释●智能制造执行系统(MES):是一种用于管理和协调生产过程的实时信息系统,包括计划和排程、执行生产活动、监控生产过程、分析生产数据等功能。
●物联网:指通过互联网将日常生活中的各种物理对象连接起来,使其能够交换数据和互相通信的一种网络。
●传感器:是一种能够测量并感知外部环境参数并将其转换为电信号输出的器件。
●数据分析:是通过对数据进行收集、处理、分析和解释,获取有用信息的一种技术和方法。
●:指通过模拟人类智能行为与思维的机器和计算机系统,以完成具有智能水平的各种任务。
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制造业智能化工厂规划与生产管理方案第1章智能化工厂建设背景与目标 (3)1.1 制造业发展现状与趋势 (3)1.2 智能化工厂建设的意义与价值 (4)1.3 智能化工厂建设目标与规划 (4)第2章工厂布局规划 (5)2.1 工厂总体布局设计 (5)2.1.1 设计原则 (5)2.1.2 布局目标 (5)2.1.3 布局步骤 (5)2.2 生产线布局设计 (5)2.2.1 设计原则 (5)2.2.2 布局目标 (5)2.2.3 布局步骤 (6)2.3 物流系统布局设计 (6)2.3.1 设计原则 (6)2.3.2 布局目标 (6)2.3.3 布局步骤 (6)第3章设备选型与采购 (6)3.1 设备选型原则与方法 (6)3.1.1 设备选型原则 (6)3.1.2 设备选型方法 (7)3.2 关键设备选型与比较 (7)3.2.1 关键设备选型 (7)3.2.2 设备比较 (7)3.3 设备采购策略与实施 (7)3.3.1 设备采购策略 (7)3.3.2 设备采购实施 (8)第4章智能制造系统设计 (8)4.1 智能制造系统架构 (8)4.1.1 系统层级结构 (8)4.1.2 系统模块划分 (8)4.2 数据采集与监控系统 (9)4.2.1 数据采集 (9)4.2.2 数据传输 (9)4.2.3 数据处理与分析 (9)4.3 生产执行系统 (9)4.3.1 生产计划管理 (9)4.3.2 生产调度 (9)4.3.3 工艺管理 (9)4.3.4 设备控制 (9)4.3.5 质量管理 (10)第5章自动化与技术应用 (10)5.1 自动化生产线设计 (10)5.1.1 生产线布局 (10)5.1.2 设备选型与配置 (10)5.1.3 控制系统设计 (10)5.2 系统集成 (10)5.2.1 选型 (10)5.2.2 编程与调试 (10)5.2.3 应用案例 (10)5.3 机器视觉与检测技术应用 (11)5.3.1 机器视觉系统设计 (11)5.3.2 检测技术应用 (11)5.3.3 检测数据分析与处理 (11)第6章信息化系统建设 (11)6.1 企业资源规划(ERP) (11)6.1.1 生产计划管理 (11)6.1.2 物料管理 (11)6.1.3 财务管理 (11)6.1.4 人力资源管理 (12)6.2 制造执行系统(MES) (12)6.2.1 生产过程监控 (12)6.2.2 生产调度 (12)6.2.3 质量管理 (12)6.2.4 设备管理 (12)6.3 产品生命周期管理(PLM) (12)6.3.1 产品设计管理 (12)6.3.2 工艺管理 (12)6.3.3 生产数据管理 (13)6.3.4 服务与维护 (13)第7章智能物流与仓储管理 (13)7.1 智能物流系统设计 (13)7.1.1 系统概述 (13)7.1.2 系统架构 (13)7.1.3 关键技术 (13)7.2 仓储管理系统(WMS) (13)7.2.1 系统功能 (13)7.2.2 系统架构 (14)7.2.3 关键技术 (14)7.3 物流设备选型与应用 (14)7.3.1 设备选型原则 (14)7.3.2 常用物流设备 (14)7.3.3 设备应用案例 (14)第8章生产过程质量控制 (14)8.1.1 建立质量管理组织结构 (15)8.1.2 制定质量管理规章制度 (15)8.1.3 质量管理流程设计 (15)8.1.4 质量管理体系文件编写 (15)8.2 过程质量控制方法 (15)8.2.1 预防性控制 (15)8.2.2 过程控制 (15)8.2.3 反馈控制 (15)8.2.4 持续改进 (15)8.3 质量数据采集与分析 (15)8.3.1 质量数据采集 (15)8.3.2 质量数据分析 (16)8.3.3 质量数据可视化 (16)8.3.4 质量预警机制 (16)第9章能源管理与优化 (16)9.1 能源管理策略与体系 (16)9.1.1 能源政策与制造业能源消费特点 (16)9.1.2 能源管理体系的构建 (16)9.1.3 能源管理策略的实施 (16)9.2 能源监控系统设计 (16)9.2.1 能源监控系统功能需求 (16)9.2.2 能源监控系统架构设计 (16)9.2.3 能源监控系统关键技术 (16)9.3 能源优化与节能措施 (16)9.3.1 能源消耗环节分析 (17)9.3.2 能源优化与节能技术应用 (17)9.3.3 节能措施及效果评估 (17)第10章人才培养与团队建设 (17)10.1 人才培养机制与政策 (17)10.2 员工培训与技能提升 (17)10.3 团队建设与激励机制 (17)第1章智能化工厂建设背景与目标1.1 制造业发展现状与趋势全球经济一体化的发展,我国制造业面临着激烈的国内外市场竞争。
智能⼯⼚的体系架构及建设模式⼩易说智能⽣产是智能制造的主线,⽽智能⼯⼚是智能⽣产的主要载体。
选型替代、查料问货、拓展供应商就上易容⽹,戳我⼀键查料号⽂ / 易容⽼司机智能⼯⼚建设模式:(⼀)从⽣产过程数字化到智能⼯⼚(⼆)从智能制造⽣产单元(装备和产品)到智能⼯⼚(三)从个性化定制到互联⼯⼚⼀、智能⼯⼚的内涵及建设重点智能⼯⼚是实现智能制造的重要载体,主要通过构建智能化⽣产系统、⽹络化分布⽣产设施,实现⽣产过程的智能化。
智能⼯⼚已经具有了⾃主能⼒,可采集、分析、判断、规划;通过整体可视技术进⾏推理预测,利⽤仿真及多媒体技术,将实境扩增展⽰设计与制造过程。
系统中各组成部分可⾃⾏组成最佳系统结构,具备协调、重组及扩充特性。
已系统具备了⾃我学习、⾃⾏维护能⼒。
因此,智能⼯⼚实现了⼈与机器的相互协调合作,其本质是⼈机交互。
法环是对全⾯质量管理理论中的五个影响产品质量的主要因素的简称。
⼈,指制造产品的⼈员;机,制造产品所⽤的设备;料,指制造产品所使⽤的原材料;法,指制造产品所使⽤的⽅法;环,指产品制造过程中所处的环境。
⽽智能⽣产就是以智能⼯⼚为核⼼,将⼈、机、法、料、环连接起来,多维度融合的过程。
在智能⼯⼚的体系架构中,质量管理的五要素也相应的发⽣变化,因为在未来智能⼯⼚中,⼈员、机器和资源能够互相通信。
智能产品“知道”它们如何被制造出来的细节,也知道它们的⽤途。
它们将主动地对制造流程,回答诸如“我什么时候被制造的”、“对我进⾏处理应该使⽤哪种参数”、“我应该被传送到何处”等问题。
企业基于CPS和⼯业互联⽹构建的智能⼯⼚原型,主要包括物理层、信息层、⼤数据层、⼯业云层、决策层。
其中,物理层包含⼯⼚内不同层级的硬件设备,从最⼩的嵌⼊设备和基础元器件开始,到感知设备、制造设备、制造单元和⽣产线,相互间均实现互联互通。
以此为基础,构建了⼀个“可测可控、可产可管”的纵向集成环境。
信息层涵盖企业经营业务各个环节,包含研发设计、⽣产制造、营销服务、物流配送等各类经营管理活动,以及由此产⽣的众创、个性化定制、电⼦商务、可视追踪等相关业务。
智能工厂建设方案智能工厂是指利用先进的科技手段和智能化设备来提高生产效率、降低生产成本、提高产品质量的工厂。
以下是一个关于智能工厂建设的方案,包括智能设备的引入、数据集成、智能化控制等方面。
一、智能设备的引入1.机器人:引入多功能机器人来替代繁重、危险的工作任务,如物料搬运、焊接、装配等工序。
机器人可以实现自动化操作,提高生产效率,并且减少因为人员操作不当而引起的质量问题。
2.物联网设备:将物联网设备引入生产线,实现设备之间的联动和数据传输。
例如,在生产线上安装传感器和智能监测装置,可以实时监测设备运行状况和生产环境,及时发现并处理问题。
3.3D打印机:引入3D打印机来进行原型制作和小批量生产。
可以根据产品需求,通过3D打印机实时制作产品零件,减少生产周期和库存成本,并且可以快速调整产品设计。
4.虚拟现实技术:运用虚拟现实技术来进行产品设计和模拟制造,可以减少实体样品制作的时间和成本,提高产品设计能力和生产效率。
二、数据集成1.数据采集:通过传感器和监测设备,实时采集和记录生产数据和设备状态。
包括温度、湿度、压力、振动等数据。
可以通过连接设备和系统,将数据集中到一个平台,进行统一管理和分析。
2.数据分析:通过数据采集和分析平台,对生产数据进行实时监控和分析。
可以及时发现问题,并进行预测和优化。
例如,通过对设备运行数据的分析,可以提前预测设备的维护时间,减少停机时间和维护成本。
3.数据挖掘:通过对生产数据的挖掘和分析,可以发现隐藏在数据中的规律和价值。
例如,通过历史数据的分析,可以优化产品设计、生产工艺和供应链管理,提高产品质量和生产效率。
三、智能化控制1.自动化控制:通过引入PLC、SCADA等自动化控制系统,实现对工艺流程和设备运行的自动化控制。
可以提高产品制造的一致性和稳定性,减少人为操作的错误和损失。
2.远程监控:通过远程监控系统,可以实现对生产线和设备的远程监控和管理。
可以远程查看设备运行状态、查看生产数据和报警信息,及时处理问题并进行调整。
制造业智能化工厂规划与实施方案第一章智能化工厂概述 (2)1.1 智能化工厂的定义与意义 (2)1.1.1 定义 (2)1.1.2 意义 (2)1.2 智能化工厂的发展趋势 (3)1.2.1 网络化 (3)1.2.2 自主化 (3)1.2.3 柔性化 (3)1.2.4 绿色化 (3)1.2.5 智能化服务 (3)1.2.6 跨界融合 (3)第二章智能化工厂规划原则 (3)2.1 安全生产原则 (3)2.2 经济效益原则 (4)2.3 技术创新原则 (4)第三章智能化工厂布局规划 (5)3.1 工厂平面布局 (5)3.2 设备布局 (5)3.3 信息流布局 (5)第四章生产流程优化 (6)4.1 生产流程分析与优化 (6)4.2 生产节拍优化 (6)4.3 物流优化 (6)第五章智能制造系统 (7)5.1 智能制造系统架构 (7)5.2 关键技术与应用 (7)5.3 系统集成与互联互通 (7)第六章信息化建设 (8)6.1 信息化基础设施建设 (8)6.1.1 网络设施建设 (8)6.1.2 服务器与存储设施 (8)6.1.3 数据中心建设 (9)6.2 数据采集与处理 (9)6.2.1 数据采集 (9)6.2.2 数据处理 (9)6.3 信息安全与隐私保护 (9)6.3.1 信息安全策略 (9)6.3.2 隐私保护措施 (10)第七章自动化设备选型与应用 (10)7.1 自动化设备分类与特点 (10)7.1.1 自动化设备分类 (10)7.1.2 自动化设备特点 (10)7.2 设备选型原则与方法 (11)7.2.1 设备选型原则 (11)7.2.2 设备选型方法 (11)7.3 自动化设备应用案例 (11)第八章人员培训与管理 (12)8.1 人员培训体系构建 (12)8.2 人员技能提升 (12)8.3 管理机制创新 (13)第九章项目实施与管理 (13)9.1 项目组织与管理 (13)9.2 项目进度与质量控制 (14)9.3 项目风险与应对策略 (14)第十章智能化工厂评估与改进 (15)10.1 智能化工厂评估指标体系 (15)10.2 智能化工厂运行监测与评估 (15)10.3 持续改进与优化 (16)第一章智能化工厂概述1.1 智能化工厂的定义与意义1.1.1 定义智能化工厂,是指通过集成现代信息技术、自动化技术、网络通信技术、大数据分析等手段,对生产过程进行智能化改造,实现生产要素的高效协同和资源优化配置的现代化生产模式。
智能工厂方案与体系
随着产品需求及随之而来的设计制造过程转变,全球制造业发生了前所未有的改变,智能产品的复杂性被视为对创新领导者在制造上的全新挑战,这势必会加速全球竞争。
但是,以往的制造技术、制造理念以及对于制造过程的管控能力已经跟不上时代需求,无法承担起产品自主创新的重任,而软件工程和电子技术正在驱动产品创新与制造走向新的水平,这势必会掀起新的产品创新机遇。
智能特性作为现行制造系统的核心功能,是构成智能制造系统的核心与主要驱动力。
在智能制造系统中,人类的部分脑力劳动被机器所替代,计算机能够模仿人的思维方式,进行条件判断、数据分析、资源管理、调度决策等行为。
人类与机器之间的关系也不是对立的,而是相互合作、共同协作的,从而有助于建立起高度柔性的智能系统。
智能制造系统不是简单的人工智能系统,而是在人工智能的辅助下,人与机器和谐相处,各自发挥自己的优势,其中人依然是整个过程的核心。
智能制造系统的关键体现在智能工厂上,而产品制造从诞生开始,经历了自动化、数字化过程,在此基础上,借助物联网技术可实现设备的互联互通,实现智能工厂架构的纵向集成,并借助跨层级的数据传输能力建立自下而上的数据通道,为绿色、节能且环保的生态型智能工厂的建立提供组件基础。
基于此,智能工厂已经初步具有自律、自组织能
力,可采集底层数据并对其进行详细分析,还可针对特定条件下的生产情形进行判断以及逻辑推理。
同时,通过三维建模等可视化技术,现实物理世界可与虚拟世界进行无缝融合,将仿真融入产品的设计与制造过程中。
并且,各个子系统之间能够相互协调、动态重组,整体上具备了自我诊断、自行维护能力,更好地为制造产业提供实现手段。
1 智能工厂的体系架构
1.1 智能工厂的架构与功能定义
智能工厂是实现智能制造的基础与前提,它在组成上主要分为三大部分(见图2-1)。
在企业层对产品研发和制造准备进行统一管控,与ERP进行集成,建立统一的顶层研发制造管理系统。
管理层、操作层、控制层、现场层通过工业网络(现场总线、工业以太网等)进行组网,实现从生产管理到工业网底层的网络联接,满足管理生产过程、监控生产现场执行、采集现场生产设备和物料数据的业务要求。
除了要对产品开发制造过程进行建模与仿真外,还要根据产品的变化对生产系统的重组和运行进行仿真,在投入运行前就要了解系统的使用性能,分析其可靠性、经济性、质量、工期等,为生产制造过程中的流程优化和大规模网络制造提供支持。
(1)企业层——基于产品全生命周期的管理层
企业层融合了产品设计生命周期和生产生命周期的全流程,对设计到生产的流程进行统一集成式的管控,实现全生命周期的技术状态透明化管理。
通过集成PLM系统和MES、ERP系统,企业层实现了全数字化定义,设计到生产的全过程高度数字化,最终,实现基于产品的、贯穿
所有层级的垂直管控。
通过对PLM和MES的融合实现设计到制造的连续数字化数据流转。
(2)管理层——生产过程管理层
管理层主要实现生产计划在制造职能部门的执行,管理层统一分发执行计划,进行生产计划和现场信息的统一协调管理。
管理层通过MES 与底层的工业控制网络进行生产执行层面的管控,操作人员/管理人员提供计划的执行、跟踪以及所有资源(人、设备、物料、客户需求等)的当前状态,同时获取底层工业网络对设备工作状态、实物生产记录等信息的反馈。
(3)集成自动化系统
自动化系统的集成是从底层出发的、自下而上的,跨越设备现场层、中间控制层以及操作层三个部分,基于CPS网络方法使用TIA技术集成现场生产设备物理创建底层工业网络,在控制层通过PLC硬件和工控软件进行设备的集中控制,在操作层有操作人员对整个物理网络层的运行状态进行监控、分析。
智能工厂架构可以实现高度智能化、自动化、柔性化和定制化,研发制造网络能够快速响应市场的需求,实现高度定制化的节约生产。
图1 智能工厂的架构
1.2 智能工厂的雏形——安贝格数字化工厂
西门子基于工业4.0概念创建安贝格数字化工厂的目的是实践工业4.0概念并诠释未来制造业的发展,在产品的设计研发、生产制造、管理调度、物流配送等过程中,安贝格工厂都实现了数字化操作。
安贝格数字化工厂突出数字化、信息化等特征,为制造产业的可持续发展提供了借鉴与启迪。
安贝格数字化工厂已经完全实现了生产过程的自动化,在生产过程的制造研发方面与国际化的质量标准相对接。
安贝格数字化工厂的理念是将企业现实和虚拟世界结合在一起,从全局角度看待整个
产品的开发与生产过程,推动每个过程步骤都实现高能效生产,覆盖从。