离散型制造业智能化之路
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智博科技:中国制造2025离散制造业智能工厂的五个方向智博科技:中国制造2025离散制造业智能工厂的五个方向“中国制造2025” 旨在加快推动新一代信息技术与制造技术融合发展,把智能制造作为两化深度融合的主攻方向。
在重点领域建设智能工厂/数字化车间,加快人机智能交互、工业机器人、智能物流管理等技术和装备在生产过程中的应用,促进制造工艺的仿真优化、数字化控制、状态信息实时监测和自适应控制。
欧美最早针对流程工业提出了“智能工厂”概念。
由于自身的自动化水平较高,因此实施智能工厂相对比较容易。
与流程工业相比,离散制造业在底层制造环节,生产工艺复杂,如车、铣、刨、磨、铸、锻、铆、焊对生产设备的智能化要求很高,投资很大。
因此,在中国制造2025及工业4.0信息物理融合系统CPS的支持下,离散制造业需要实现生产设备网络化、生产数据可视化、生产文档无纸化、生产过程透明化、生产现场无人化等先进技术应用,做到纵向、横向和端到端的集成,以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产,从而建立基于工业大数据和“互联网+”的智能工厂。
1.生产设备网络化,实现车间“物联网”工业物联网的提出给“中国制造2025”、工业4.0提供了一个新的突破口。
物联网是指通过各种信息传感设备,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息,其目的是实现物与物、物与人,所有的物品与网络的连接,方便识别、管理和控制。
物联网通过Things to Things 的通信方式实现人、设备和系统三者之间的智能化、交互式无缝连接。
在离散制造企业车间,数控车、铣、刨、磨、铸、锻、铆、焊、加工中心等是主要的生产资源。
在生产过程中,将所有的设备及工位统一联网管理,使设备与设备之间、设备与计算机之间能够联网通讯,设备与工位人员紧密关联。
如:数控编程人员可以在自己的计算机上进行编程,将加工程序上传至DNC服务器,设备操作人员可以在生产现场通过设备控制器下载所需要的程序,待加工任务完成后,再通过DNC网络将数控程序回传至服务器中,由程序管理员或工艺人员进行比较或归档,整个生产过程实现网络化、追溯化管理。
智能制造发展规划(2024-2025年)智能制造是基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合,贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节,具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的新型生产方式。
加快发展智能制造,是培育我国经济增长新动能的必由之路,是抢占将来经济和科技发展制高点的战略选择,对于推动我国制造业供应侧结构性改革,打造我国制造业竞争新优势,实现制造强国具有重要战略意义。
依据《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》《中国制造2025》和《国务院关于深化制造业与互联网融合发展的指导看法》,编制本规划。
一、发呈现状和形势全球新一轮科技革命和产业变革加紧孕育兴起,与我国制造业转型升级形成历史性交汇。
智能制造在全球范围内快速发展,已成为制造业重要发展趋势,对产业发展和分工格局带来深刻影响,推动形成新的生产方式、产业形态、商业模式。
发达国家实施“再工业化”战略,不断推动身展智能制造的新举措,通过政府、行业组织、企业等协同推动,主动培育制造业将来竞争优势。
经过几十年的快速发展,我国制造业规模跃居世界第一位,建立起门类齐全、独立完整的制造体系,但与先进国家相比,大而不强的问题突出。
随着我国经济发展进入新常态,经济增速换挡、结构调整阵痛、增长动能转换等相互交织,长期以来主要依靠资源要素投入、规模扩张的粗放型发展模式难以为继。
加快发展智能制造,对于推动我国制造业供应侧结构性改革,培育经济增长新动能,构建新型制造体系,促进制造业向中高端迈进、实现制造强国具有重要意义。
随着新一代信息技术和制造业的深度融合,我国智能制造发展取得明显成效,以高档数控机床、工业机器人、智能仪器仪表为代表的关键技术装备取得主动进展;智能制造装备和先进工艺在重点行业不断普及,离散型行业制造装备的数字化、网络化、智能化步伐加快,流程型行业过程限制和制造执行系统全面普及,关键工艺流程数控化率大大提高;在典型行业不断探究、逐步形成了一些可复制推广的智能制造新模式,为深化推动智能制造初步奠定了肯定的基础。
基于精益管理的离散型制造业数字化生产体系构建和实施摘要:随着数字化企业建设的演进,离散型制造业的传统生产制造管理模式已经无法适应企业改革发展的需求。
利用精益管理理论、信息化技术以及数字化技术重新构建科研生产管理体系,可以促使各业务系统高度集成、信息深度共享、业务深度融合,实现工作高效协同开展,助力企业转型升级。
关键词:精益管理;信息化;数字化;生产体系一、背景介绍离散型制造业是制造业的重要组成部分,是推动经济发展和技术进步的重要力量。
随着信息化和数字化的不断发展和演进,离散型制造业的传统生产制造管理模式已经无法适应企业改革发展的需求,在生产管理过程中面临着一系列的问题[1]。
首先,传统制造管理模式存在产品数据分类紊乱、生产组织缺乏数字支撑、生产过程缺乏控制、业务流程复杂冗余等管理问题;再则,顾客需求多品种小批量定制化产品逐渐增多,低成本、高质量、按时履约成为制约企业高质量发展的关键因素;最后,在企业长期寻求管理变革的同时,推行了多个单点、单业务的信息化系统,在企业内部形成诸多信息孤岛[2]。
因此,如何解决这些问题,是离散型制造业在在信息化和数字化的背景下应对时代变化,实现转型升级的关键性挑战[3]。
精益管理作为一种有效的管理方法,已经在离散型制造业中得到了广泛应用[4]。
精益管理是一种以客户为中心的管理理念,旨在通过消除浪费、提高生产效率和质量,实现企业的可持续发展。
在离散型制造业中,精益管理的应用可以帮助企业优化生产流程,提高生产效率和产品质量。
因此,引入精益管理理念是离散型制造业信息化数字化科研生产体系构建的第一步。
精益管理的基本原则包括价值流分析、流程优化、浪费消除、标准化、持续改进。
在离散型制造业中,可以基于精益管理的基本原则,通过价值流图、5S、Kanban等工具的应用,对生产流程进行优化,提高生产效率和产品质量。
本研究旨在探讨基于精益管理的离散型制造业信息化数字化科研生产体系的构建和实施,以提高离散型制造业的生产效率和质量,推动离散型制造业的可持续发展。
智能制造新模式关键要素离散型智能制造模式1工厂的附件1智能制造新模式关键要素一、离散型智能制造模式1. 工厂的总体设计、工艺流程及布局均已建立数字化模型~并进行模拟仿真~实现规划、生产、运营全流程数字化管理。
2. 应用数字化三维设计与工艺技术进行产品、工艺设计与仿真~并通过物理检测与试验进行验证与优化。
建立产品数据管理系统,PDM,~实现产品数据的集成管理。
3. 实现高档数控机床与工业机器人、智能传感与控制装备、智能检测与装配装备、智能物流与仓储装备等关键技术装备之间的互联互通与集成。
4. 建立生产过程数据采集和分析系统~充分采集生产进度、现场操作、质量检验、设备状态、物料传送等生产现场数据~并实现可视化管理。
5. 建立车间制造执行系统,MES,~实现计划、调度、质量、设备、生产、能效等管理功能。
建立企业资源计划系统,ERP,~实现供应链、物流、成本等企业经营管理的优化。
6. 建立工厂内部互联互通网络架构~实现设计、工艺、制造、检验、物流等制造过程各环节之间~以及与制造执行系统,MES,和企业资源计划系统,ERP,的信息互联互通与集成。
— 1 —7. 建有工业信息安全管理制度和技术防护体系~具备网络防护、应急响应等信息安全保障能力。
建有功能安全保护系统~采用全生命周期方法有效避免系统失效。
通过持续改进~实现企业设计、工艺、制造、管理、物流等环节的集成优化~推进企业数字化设计、装备智能化升级、工艺流程优化、精益生产、可视化管理、质量控制与追溯、智能物流等方面的快速提升。
二、流程型智能制造模式1. 工厂总体设计、工艺流程及布局均已建立数字化模型~并进行模拟仿真~实现生产流程数据可视化和生产工艺优化。
2. 实现对物流、能流、物性、资产的全流程监控与高度集成~建立数据采集和监控系统~生产工艺数据自动数采率达到90%以上。
3. 采用先进控制系统~工厂自控投用率达到90%以上~关键生产环节实现基于模型的先进控制和在线优化。
离散制造行业智能技术分类与归类离散制造行业智能技术分类与归类智能技术的发展正在为离散制造行业带来重大的变革和机遇。
离散制造行业包括汽车、电子设备、机械设备等各个领域,这些行业随着技术的进步和市场竞争的加剧,越来越迫切地需要采用智能技术来提高生产效率、降低成本、提升产品质量。
本文将对离散制造行业中的智能技术进行分类和归类,以帮助读者更全面地了解离散制造行业的智能化进程。
我们将智能技术分为传感器技术、物联网技术、人工智能技术和大数据分析技术几个主要类别。
传感器技术是智能制造的基础,它通过感知和采集物理量或化学量来获取生产过程中的数据。
传感器技术可以实时监测和记录生产过程中的各项参数,如温度、湿度、压力等,为后续的数据分析和决策提供支持。
物联网技术是建立在传感器技术基础上的,它通过无线通信技术将传感器节点连接在一起,实现设备之间的信息交换和协同操作。
物联网技术可以实现设备之间的智能互联,实时监测和控制生产过程,提高生产效率和产品质量。
人工智能技术是指以机器学习和深度学习为基础的智能算法和模型,可以用来解决复杂的生产调度、优化和质量控制等问题。
人工智能技术可以通过对历史数据的分析和建模,预测生产过程中的潜在问题,提前采取相应的措施,避免生产事故和质量问题的发生。
大数据分析技术是对海量数据进行挖掘和分析的技术,可以从数据中发现隐藏的模式和规律,为决策提供支持。
在离散制造行业中,大数据分析技术可以帮助企业分析市场需求、产品销售情况和生产效率等信息,优化生产计划和资源配置,提高盈利能力。
除了以上几类主要的智能技术,还有一些辅助性的技术也在离散制造行业中得到了广泛应用。
机器视觉技术可以通过对产品进行图像分析和识别,实现自动化检测和质量控制。
3D打印技术可以实现快速成型和个性化生产,提高生产效率和产品质量。
无人机技术可以用于仓储管理和物流配送,减少人力资源和成本。
这些技术的应用可以有效地改善离散制造行业的生产效率和产品质量。
离散制造业生产线智能化改造随着科技的不断发展,工业生产方式也在发生着巨大的变革。
传统的离散制造业生产线逐渐淘汰,新型的智能化生产线开始兴起。
离散制造业行业是指通过将原材料、零部件等离散的加工制造成成品的产业。
在传统的生产方式中,生产线上的设备大多是单一的机械装置,生产过程也大多由人工操作完成。
这种生产方式的优点在于工人操作简单易掌握,但缺点也很明显,生产效率低,生产周期长,容易出现质量问题。
而随着智能制造技术的不断发展,现代制造业已经不再局限于传统的生产方式。
智能制造的本质是能够实现智能化、网络化、数字化的制造方式。
相对于传统离散制造业,智能制造更加注重提高生产效率和产品品质,降低生产成本和能源消耗。
而在实现智能制造的过程中,离散制造业生产线智能化改造是一项非常重要的任务。
离散制造业生产线智能化改造的核心离散制造业生产线智能化改造的核心在于实现设备自动化和信息化。
设备自动化指的是通过将传统的机械装置升级为具有自动化水平的机电一体化设备,使生产线达到自动调节、自动运行的能力;而信息化是指通过信息技术手段实现对生产过程的实时监控和数据分析,从而提高生产的可视化和数字化程度。
设备自动化是离散制造业生产线智能化改造的重要环节。
传统的离散制造业生产线设备都是由单一的机械装置组成,必须通过人工调节机械装置来使生产达到稳定状态。
这种生产方式存在很多问题,例如人力资源高成本、生产效率低、机械设备损坏率较高等。
而设备自动化将传统的机械装置升级为具有智能化水平的机电一体化设备,从而实现了自动运行和自动调节的能力。
这种设备不仅能够提高生产效率和品质,还能够降低人力成本,减少机械设备的损坏率。
信息化是离散制造业生产线智能化改造的另一个核心环节。
信息化是利用计算机技术、通信技术和传感器技术等手段将生产过程数字化,并通过数据采集、分析和传输等环节实现对生产过程的实时监控和评估。
这样的好处在于,能够将生产过程可视化,提高生产管理的精度和效率,减少生产中的浪费和错误,从而实现了生产过程的智能化、网络化、数字化。
离散型制造业离散型制造业离散型制造业是指以生产离散型产品为主的制造业,其产品具有明确的边界和可区分的单元。
离散型产品指的是每个产品单元都是独立的实体,且可以被分为独立的单元进行生产和销售。
离散型制造业广泛应用于汽车制造、电子设备制造等行业,是现代工业经济的重要组成部分。
特点离散型制造业具有以下几个特点:1. 产品具有离散性:每个产品单元都是独立的实体,可以被分为独立的单元进行生产和销售。
产品之间具有明确的边界,可以区分开来。
2. 生产过程可分割:离散型制造业的生产过程可以被细分为不同的工序和任务,每个工序和任务可以独立进行。
这种可分割性使得生产过程更加灵活和高效。
3. 订单驱动:离散型制造业通常是按照订单进行生产的,每个订单都对应着一批产品的生产。
订单的数量和要求决定了生产计划和生产流程。
4. 高度定制化:离散型产品通常具有高度定制化的特点,每个产品可能在尺寸、功能、配置等方面存在差异。
因此,离散型制造业需要具备灵活的生产能力,以满足不同客户的需求。
5. 供应链管理:离散型制造业的供应链管理十分重要,涉及到原材料采购、生产计划、物流配送等环节。
供应链的高效管理可以降低成本、提高生产效率。
应用领域离散型制造业广泛应用于各个行业,特别是汽车制造、电子设备制造、机械制造等领域。
以下是离散型制造业在各个领域的应用情况:汽车制造离散型制造业在汽车制造领域扮演着重要角色。
汽车制造涉及到多个工序和环节,包括车身焊接、喷漆、总装等。
离散型制造业的生产模式和工艺能够满足汽车制造的要求,实现高效率的生产和定制化的需求。
电子设备制造离散型制造业在电子设备制造领域也具有广泛应用。
电子设备生产过程中的组装和测试等工序可以被细分为离散的任务,通过离散型制造方式实现高效率的生产和高质量的产品。
机械制造机械制造是离散型制造业的典型应用领域之一。
机械制造涉及到各种零部件的制造和组装,通过离散型制造方式可以实现对每个零部件的独立控制和管理,提高生产效率和品质管理水平。
引言概述:离散型制造业是一种以离散的生产流程为特征的制造业,其生产过程中存在明确的开始和结束,以产品的批量生产为主要目标。
本文将进一步探讨离散型制造业的相关领域和一些重要的关键点。
正文内容:1.离散型制造业的发展历程1.1传统离散型制造业的演变:从手工劳动到机械化生产1.2现代离散型制造业的发展:自动化与信息技术的融合1.3当前离散型制造业的趋势:智能制造与工业互联网的兴起2.离散型制造业的关键技术与应用2.1物联网技术在离散型制造业中的应用2.2机器视觉技术在离散型制造业中的应用2.3技术在离散型制造业中的应用2.4大数据技术在离散型制造业中的应用2.53D打印技术在离散型制造业中的应用3.离散型制造业中的供应链管理3.1离散型制造业供应链管理的特点3.2离散型制造业中的物流管理3.3供应链协同与供应链可视化在离散型制造业中的应用3.4供应链风险管理在离散型制造业中的重要性3.5智能供应链技术在离散型制造业中的应用4.离散型制造业中的质量管理4.1传统质量管理方法在离散型制造业中的应用4.2全面质量管理(TQM)在离散型制造业中的应用4.3六西格玛在离散型制造业中的应用4.4品牌建设与离散型制造业质量管理的关系4.5数据驱动的质量管理在离散型制造业中的应用5.离散型制造业的未来发展趋势5.1工业互联网与智能制造的融合5.2个性化定制与灵活生产的需求增长5.3环境可持续性与绿色制造的发展5.4技术在离散型制造业中的进一步应用5.5故障预测与维修优化的技术发展总结:随着物联网、和大数据技术的快速发展,离散型制造业正面临着新的机遇和挑战。
为了保持竞争力,制造企业需要不断改进和创新,采用最新的技术和管理方法,将物流、质量管理和供应链管理等方面有效整合起来。
未来,离散型制造业将进一步迈向智能制造的方向,实现高效、灵活和可持续发展。
离散型制造业智能化之路
中渊科技MES精益制造管理系统
离散型企业现状
离散型装配制造业的普遍特征是BOM结构和工艺加工过程非常复杂,由于该类企业大多具有向订单设计、生产以及多品种、少批量的特点,尽管很多企业已使用了ERP系统,但上层计划并不能及时准确传递到执行层,导致计划与执行严重脱节,再加上各种插单、急单、撤单、各类资源短缺的现象时有发生,致使生产过程难以控制、在制品居高不下、劳动生产率难以快速提高。
本文以某一离散型制造业为背景,首先简要介绍了离散性制造业中渊科技MES精益制造管理系统系统的蓝图设计,然后重点分析研究了实现蓝图设计的基于RFID技术的中渊科技MES精益制造管理系统系统,包括RFID技术、终端及基站设计技术、网络通讯技术、接口设计技术、系统功能模块及系统实现原理,以及系统实施后取得的经济效益。
1 中渊科技MES精益制造管理系统系统设计特点
中渊科技MES精益制造管理系统项目实施也与其它信息系统项目实施一样,需要经过现状调研、蓝图设计、系统实现、基础数据准备和上线切换运行五个实施环节。
中渊科技MES 精益制造管理系统项目实施前,需全面深入了解企业,通过调研、会议、培训、讨论等手段,从组织架构、岗位职责、现状流程、生产组织模式、工艺加工特点、单据报表、车间软硬环境、目前存在的问题及业务需求等角度,对实施企业的业务现状进行全面分析和调研,然后在此基础上,结合中渊科技MES精益制造管理系统系统自身的技术特点,功能模块,实现方式,绘制基于RFID技术的中渊科技MES精益制造管理系统实施后企业的业务蓝图,包括未来的组织架构及岗位职责、未来的生产组织模式、未来的业务流程、接口设计、二次开发、基础数据准备及上线切换策略等。
其蓝图设计的要点如下:
1.1生产运作信息流程梳理
一般系统实施前,销售接单后直接下达给生产部,由生产主管按产品大类分派给各产品计划员,各计划员在ERP系统中录入MPS计划,经过MRP运算后生成采购外协计划和生产计划,生产计划转生产订单后按工作中心下达给车间调度,车间调度再根据工作中心分派给班组长,班组厂最后分派给操作工。
中渊科技MES精益制造管理系统系统实施后,根据基于RFID技术的中渊科技MES精益制造管理系统系统自身的技术特点和功能,未来的四级计划管理体系将精简为一级,其计划已经从日生产计划转变为滚动的生产计划,是动态的计划,甚至某一设备某一时间段的计划都非常仔细,生产计划的管控能力将明显提高。
如图l所示。
图1 中渊科技MES精益制造管理系统系统未来的计划模式
RFID技术、无线智能终端及集成接口等技术的应用,将彻底改变目前的业务运行方式、加快物流速度、提高信息的透明度、规范企业尤其是车间层的日常管理流程、提高计划执行效率。
未来每个流程均由流程目标、关键流程节点描述、流程与岗位关系图、单据报表、基础数据、接口需求、规章制度、信息系统需求及其他需求共九大环节组成,其总流程如图2所示。
图2 中渊科技MES精益制造管理系统流程总图
1.2 接口需求
为全面实现中渊科技MES精益制造管理系统与现有信息系统(ERP、PDM、CAPP)的集成,实现信息的实时、动态数据交换,已建立与现有信息系统的接口,包括生产订单、工艺路线及BOM、库存、设备、工作中心及员工、报工及入库、报工冲消及入库冲消等。
2 基于RFID技术、WIFI技术的中渊科技MES精益制造管理系统实现
2.1 RFID技术、智能终端及基站设计
RFID技术:即射频识别技术(RadiOFrequency Identication,RFID),是通过电磁波的感应或传播来进行电子标签与阅读器之间的数据通讯,它具有体积小、非接触、可重复利用、
唯一ID号、安全性好、不怕污染、识别方式灵活等特点。
智能终端设计及基站设计如图3及图4所示。
图3 智能终端设计
图4 基站设计
2.2 中渊科技MES精益制造管理系统系统无线通讯网络设计
通过具有该RFID技术的智能终端(IDT)及无线通讯技术(433M),与基站通讯,而基站又通过车间屏蔽电缆线与车间工作站上的多串口卡相连,即可在环境比较恶劣的离散性制造业车间构成与上层信息系统所基于的企业局域网进行互联,形成中渊科技MES精益制造管理系统系统的无线传输组网环境,与上层信息系统完成数据的集成与共享。
如图5所示。
图5 中渊科技MES精益制造管理系统网络拓朴结构图
2.3 中渊科技MES精益制造管理系统接口设计
中渊科技MES精益制造管理系统接口调用客户端三部分组成,可满足定时和实时两种请求服务,如图6所示。
2.4 中渊科技MES精益制造管理系统功能模块设计及系统实现原理
中渊科技MES精益制造管理系统系统(即制造执行系统),由管理程序、计划服务程序、通讯程序、数据库及接口程序五个大功能模块构成,它的原理是通过智能终端采集数据,通过通讯程序的轮循,将车间数据(报检、报工、设备维修申请、产量、不良品等)采集到中渊科技MES精益制造管理系统的数据库,形成数据的“上传”;通过接口程序轮循将上层信息(ERP)的生产订单、物料、BOM、工艺路线、库存等数据,抓取到中渊科技MES精益制造管理系统的数据库,形成数据的“下达”,从而完成中渊科技MES精益制造管理系统系统与ERP 系统信息的“上传下达”。
中渊科技MES精益制造管理系统系统是通过“推拉”结合的方式进行工作的,首先将日计划按工作中心“推”给各班组,然后再由各班组的操作工刷卡将任务以“拉”的方式从工作中心获取,经过刷卡取计划、首工序配卡、刷卡预报工、刷卡报检、中间跨车间工序刷卡转运、外协工序刷卡转出及转人、最后一道工序入库后回收卡等.完成物料跟踪卡的管理及一个计划的执行,如图7所示。
3 中渊科技MES精益制造管理系统实施后取得的经济效益
该中渊科技MES精益制造管理系统在某离散性陶瓷机械装配制造业实施后,取得了较好的经济效益,如提高了物流速度、提高了劳动生产率、提高了产品质量、减少了在制品、减
少了加班时间、提高了信息透明度、实现了计划动态实时管理及计划的“上传下达”,其产生的效益如表1所示:
表1中渊科技MES精益制造管理系统实施后产生的经济效益。