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智能制造是制造企業實現轉型升級的主要途徑,主要通過構建智能生産系統,實現生産過程智能化。

智能制造成爲了當下制造企業實現轉型升級的“標配”,而這離不開頂層設計和結構化分析、分布式構建。智能制造本身包含太多內容,如軟件(信息化)、硬件(智能裝備)、集成(縱向集成和端到端集成)、工業大數據應用、智能物流、人員及管理要素等,蓋勒普從信息化層面的三層架構,打通數據的縱向集成,提高數據的真實度和使用效率,走向效率更高、質量更優、透明度更高的智能制造。

結合中國工業現狀,未來五年,中國很多制造型企業將通過架構SFC/MES/ERP系統,從“三個維度”對企業資源計劃、制造過程執行和生産底層進行嚴密監控,實時跟蹤生産計劃、産品的狀態,可視化、透明化地展現生産現場狀況,推進企業改善生産流程、提高生産效率,實現基于數字化、網絡化、柔性化、精益化的智能制造。生産現場集中控制管理系統SFC(Shop Floor Control)、制造執行系統MES(Manufacturing Execution System)和制造資源計劃管理系統ERP(Enterprise Resource Planning),分別處于工廠生産底層(控制層)、制造過程(執行層)和制造資源(計劃層)。通過采用這三套系統,企業能夠充分利用信息技術、物聯網技術和設備監控技術,加強生産信息管理和服務,清楚掌握産銷流程、提高生産過程的可控性、減少生産線上人工的幹預,同時還能即時正確地采集生産線數據,合理編排生産計劃與生産進度,打造“三維”智能制造體系。蓋勒普爲企業實現工廠中間層(MES)和生産底層-控制層(SFC)智能制造的規劃和部署。

 

智能車間生産底層控制——蓋勒普SFC系統

 

生産底層(控制層)是工業互聯網的感知層,是智能制造的“觸角”。在生産過程中,所有制造企業都需要在一個整合的IT系統,或者從多個IT系統中,合並包含電子數據表的管理業務流程信息。在這些系統當中,許多典型的領域需要被特別予以關注,如設備、工具、質量、工藝、人員等。在許多制造企業內部,生産現場只具備很有限的IT系統,並且這些系統通常以機械控制與自動化爲導向,或者根本就沒有IT系統,從而必須配備額外的管理人員,花費額外的時間,爲了不必要的溝通、聯絡、接洽、電話咨詢,産生了很多文件,耽誤了時間,增加了額外的成本。

蓋勒普SFC系統涵蓋了整個生産底層——控制層的完整規劃,是實現智能制造的基石。它既包括機器、設備組、生産線等各類生産所需的智能終端信息采集技術,也包括射頻識別(RFID)標簽、傳感器、攝像頭、二維條碼、遙測遙感等感知終端信息采集技術,編織了生産底層——控制層的網絡化平台,將生産信息集中管理、實時共享,整體跟蹤和管理生産人員所關心的主要生産過程,實時采集生産底層各種加工數據,並加以統計和分析。SFC系統使運行生産底層的工作變得更加簡單、有效和有力,重新定義了整個生産車間的自動化過程。

根據智能制造的總體規劃,生産底層——控制層SFC系統通過可配置、模塊化的工業互聯網技術,結合先進的數字化數據錄入/讀出技術,搭建工廠車間協同制造平台,使各生産單元數據在系統內實現無縫連接、快速調用。生産現場通過設備和工位、人員統一聯網管理,在每個生産工序環節進行智能化數據采集和反饋,並實時統計和分析,超過25000多種可自定義的圖報表在各個生産工段、部門進行實時展示。同時,企業領導者可結合大數據分析結果,進行實時決策,以降低制造過程成本,提高産品質量和生産效率。各類生産信息通過“無紙化”方式傳遞到工位、設備,以及生産中央控制室,爲智能化排産提供數據支持。通過可視化電子看板和三維模擬實時展現生産現場,所有數據和信息均可動態地傳輸到各廠區的各生産數據終端。

 

智能制造生産過程執行—蓋勒普MES系統

 

對于制造型企業而言,制造過程——執行層MES系統扮演的是“從訂單出發到産品完成過程中,將産品及生産現場的實時信息完整無誤地反映給管理者,以促使企業將生産活動最佳化”的角色。也就是說,MES完成制造計劃的執行,它在制造資源——計劃層ERP系統和生産底層——控制層SFC系統之間架起了一座橋梁,能精確調度、發送、跟蹤、監控車間的生産信息和過程,且同時能測量和報告其實時性能,它是實現車間生産數字化、智能化的基本技術手段。

制造企業生産過程——執行層在缺乏MES系統的協助下,不僅所有生産活動,如流程控制、派工管理、材料管理、設備操作等,都必須以人工進行作業,有關現場的數據采集,也只能靠員工手動進行整理、彙總,最快也得第二天才能出數據,最慢三四天也不足爲奇。因此,生産現場數據滯後,造成管理者無法實時掌握車間現場的實際生産情況。即便當天發現生産異常,也無法及時糾正,對企業造成極大的損害。通過MES系統實時采集生産現場數據,管理者可快速了解上下遊産品的種類、進度、數量與缺料等情況,實時進行相關産品的生産管控與調整,以增進整體生産線的作業效率,避免待料、重工等問題發生,縮短産品制造周期、減少在制品、縮短前置時間,大幅提高産品質量,降低生産成本。

在工業4.0時代,雲計算、移動終端和大數據等新技術不斷融合到工業自動化領域當中,制造業正從信息化邁向智能化。而智能化務必需要運用MES把碎片化、零散化的數據進行整合分析,通過數據互聯互通,打通企業産品設計、客戶管理、供應鏈管理、效率管理系統,實現生産底層——控制層、制造過程——執行層、制造資源——計劃層的整體優化,最終使制造企業資産使用效率更高、産品生産成本更低、市場風險可控,提高企業整體競爭能力。

智能制造是集綠色、智能等新興技術于一體,構建一個高效節能、綠色環保、環境舒適的生産制造管理控制系統,其核心是將生産系統及過程用網絡化分布式生産設施來實現。同時,企業管理包括生産物流管理、人機互動管理,以及信息技術在産品生産過程中的應用,形成新産品研發生産制造管理一體化。