离散型制造企业智能车间建设方案.doc

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1、离散型制造企业智能车间建设方案一、工程简介针对产品的研发、生产及销售环节，为 X 公司打造离散型智能制造试点示范工程，建立了企业资源打算系统ERP和全生命周期产品信息统一平台 ,车间制造执行系统 MES、产品数据治理系统PDM，多个生产车间和工厂的总体设计、工艺流程及布局建立了数字化模型，并进展模拟仿真，实现规划、生产、运营全流程数字化治理。应用数字化三维设计与技术进展产品、工艺技术与仿真，并通过物理检测与试验进展验证与优化。利用工厂内部网络架构完成 MES 系统与 ERP 系统集成，对智能装备和机器人实现互联互通。增工业机器人 20 余台，引进智能数控设备189 台/套，形成智能制造车间 1

2、3 个，实现生产、打算、质量、设备、工艺、设计的全过程闭环治理。该工程相比改造前生产效率提升了 35%，产品研发周期缩短了 50%，削减人员 343 人，污水排放削减了 30%，产品合格率提升到98.6%二、工程系统模型本工程基于离散型制造企业实现生产车间自动把握设备和 MES 的互联，对生产过程人、机、物料，生产打算及任务执行状况和在制品质量信息等数据进展实时采集，并与企业治理信息系统进展交互， 实现信息数据的协同应用，面对车间制造资源和产品质量信息的数据 采集和协同应用，构建基于制造物联的车间级生产过程数据治理体系。图 1 车间智能制造设计模型企业信息系统模型充分考虑综合集成。阶段性是制造

3、企业信息系统的一个特点，所以考虑逐步实施和应用，因此系统在设计和建模方面更多的只是考虑系统本身的功能，即重点是如何满足企业当前的需求，并且由于各个系统的供给商不同，造成各个信息系统是异构的。制造业信息系统在他们的模型中不考虑与其他信息系统问题的综合 一体化集成问题，因此企业业务的信息模型很难支持与将来其他系统的综合集成，故制造系统是依据自身的特点进展信息系统的设计、建模和实现离散制造。将设计层面的 PDM、工艺层面的 CAPP、打算层面的 ERP、车间层面的 MES 等生产全周期所涉及到的系统进展统一集成并构成集成框架。图 2 异构制造系统集成建模框架PCB 制造车间的设备数量和设备种类机器类

4、型不同、制造商不同 、自动化程度不同较多，每天所生产的型号款数、工装夹具、物料种类繁多等特点，每一个因素都将影响到生产效率和品质，为此， 公司增加完整的治理系统来帮助，在现场治理中，以设备为主导，保证大程度地让设备有效运转起来，削减设备的停机等料时间，以至于在适宜的时间生产适宜的产品。 生产过程实时监控功能的研制开发是依据监控和治理的需要、开发应用的实践，不断充实和完善的，企业在产品选型时也须依据本公司实际状况确定所需功能套件。实时流程监控模块作为实时工艺流程图监控画面的组态工具，具有强大的功能，其主要特点是：强大的图形组态图形库，便利生成各种内容丰富、界面友好的图形画面；与多种数据库无缝连接

5、，通用性强，节约投资， 便利系统扩展。实时流程监视以把握系统原有画面风格为根底，同时添加了的功能，智能工厂系统访问客户可通过 Web 扫瞄器访问与把握系统一样的绝大多数实时监控画面，但不允许通过任何方法对把握系统进展任何操作。由于智能工厂系统接入了全厂各个把握系统的实时数据，因此可以增加更多把握系统所没有的组合画面，以表达智能工厂系统的数据整合优势。流程图可上直观的显示设备流程图、各设备的状态及各节点的数据。用户可在流程图中对各子系统的运行状态进展直观的监视。三、工程建设方案一先进设计技术应用和产品数据治理系统PDM建设针对制造物联产生的数据实时性和动态性，除了对制造资源的固有静态特性进展数据

6、模型描述之外，还进展制造资源在生产过程中的状态数据描述，并通过对数据物理域力气域和状态域的分析进展基于对象封装的语言 EXPRESS 描述和表达。由于 STEP 在数据模型描述方面建立在 EXPRESS 语言的根底上承受具有数据构造描述及数据约束条件表达力气的 EXPRESS 语言图形描述方式进展数据模型的表达。图 3 产品数据治理系统PDM的整体架构图设备数据模型主要通过根本属性、工作状态、制造力气和修理记录等方面进展静、动态构造化描述。人员数据模型围绕员工的根本信息、职能技能方面进展描述。并进展任务状态的构造化描述，关联任务岗位设备编码及在制品编码完成实时制造数据元与人员数据的动 态映射，

7、实现人员数据的动态描述。任务数据模型的状态域描述对在岗工人编码、设备编码、工艺、在制品编码进展关联，进展状态数据元的实时动态描述。图 4 制造资源数据模型图 5 任务资源数据模型图 6 产品数据治理系统PDM的整体架构图在制品数据模型承载了构成产品的属性参数，包括原材料、产品名称、批次以及构造成分比重等根本数据。构造化描述了在制品相关的状态数据，包含生产过程中的任务状态、工艺状态、工序状态、质检状态的定义，供给在制品状态的实时监控和质量追溯需要的完整数据构造。同时进展质检标准的构造描述，定义质检标准并划定质检规则和不合格处理规章，并对检测结果进展标准化描述，实现不合格检验处理的统一数据描述。二

8、生产过程数据采集与分析系统建设1. 建设背景图 7ds manager 界面翻开 DS2manager 软件可以看到两排从 1 到 1000 的数字，对应每个数字的上面和下面分别是一块电路板的两个层别，蚀刻线每出来一块板，上面和下面的数字就会同时跳动，并不断往下一个号码行进。以 1000 作为一个轮回，即在这个界面上可以看到 1000 块 PCB 板的任何信息，已经完成扫描的 PCB 板的信息将保存到电脑里，以供检修机去读取。2. 数据采集与分析系统建设MES 系统是介于 ERP企业资源打算系统和自控系统DCS、PLC 等之间的系统，是管控一体化的桥梁，对于已经实现 ERP 系统的企业来说，缺

9、少 MES 系统就相当于在打算与过程把握间形成了“断层”，是实现企业综合自动化的关键环节。图 8 公司 ERP 系统总体框架图 9 二维码存储系统架构图工程承受的生产执行系统针对线路板离散制造的特点，通过把握包括物料、设备、人员、离散指令和设施在内的全部工厂资源来提高制造竞争力，确保整个生产行为的优。主要包括以下两方面：一方面实时收集和传递生产数据，通过设计的功能程序供给应全部需要的治理者，使他们能快速知晓生产的变化，对生产进展有针对性的调控，实现对生产有效把握另一方面，通过对生产数据的分析，找出规律，改进生产组织和治理的方法，优化生产治理体系。（1） 制造执行系统架构图如下：图 10 生产管

10、控系统（2） 系统执行流程如下：图 11 系统集成图三 制造执行系统与企业资源打算系统建设车间使用的设备根本上为智能化设备，打造智能化、数字化工厂， 针对高周密多层印制电路板产品的研发、生产及销售环节，已建立车间制造执行系统MES、产品数据治理系统PDM、企业资源打算系统ERP和全生命周期产品信息统一平台，建设高周密多层印制电路板智能生产线，通过智能设备和信息技术深度融合，实现高周密多层印制电路板从研发、加工、检验等全工序的智能化，利用传感器等智能手段实现全流程资源的数据采集，打通从打算层、把握层到设备层的数据链，实现制造全流程资源要素信息交互。1. 生产治理车间承受智能电子看板，系统可显示即

11、时的产量，打算、稼动率信息，对现场的需要提示的信息准时滚屏显示，也可插播公司企业文化信息等。图 12 电子看板MES 系统和设备状态实时监控换料、待料、报修、运行、保养、修理、调机、停机；设备特别语音报警功能、智能提示功能；自动生成生产日报，稼动率，产量日、周、月、报，历史查询、趋势分析图表等。2. 设备状态治理对设备的状态，运行参数进展实时监控，当设备消灭特别，停机等将在智能显示屏上滚屏提示，同时语音播报系统将进展语音报警。图 13 设备状态实时监控3. 生产进度治理图 14 设备状态实时监控二维码数据采集：满坤科技给每一张 PCB 打上唯一二维码，在全部机台进出口处安装读码装置，并将含设备

12、编号、条码内容和扫描时间的数据存储在二维码数据效劳器中。（1） 生产进度查询及显示单个工序的生产进度查询及显示：在 MES 界面选择工序，则显示该工序当天打算生产的订单，及加工进度未加工，加工中，已加工，并用不同颜色凸显打算达成状况。未达标的警告提示，各种手段的信息推送；生产员工的 KPI 考核，涉及产量和品质。生产进度现场显示：车间大屏显示当前正在加工的产品，以及打算生产量及达成状况；通报显示上周表现佳和差的机台及员工。单个订单的生产进度查询及显示：在 MES 界面输入订单号含批次号，则显示该订单的全部板分别处在哪个工序哪个状态、品质和报废状况，并用不同颜色凸显打算达成状况。单张板生产历史记

13、录查询及显示：在 MES 界面输入某张 PCB 的二维码编号，则显示该 PCB 从头至尾的全部加工记录，什么时候在哪个工序完成加工，还可以查看某工序的生产参数。（2） 生产配套配置依据生产打算，生成生产配套打算安排：MES 系统依据生产打算公布机台预留信息、备料信息与模具预备信息。 MES 系统依据生产进度智能生成预警信息，依据不同的类型推送给不同角色。 MES 系统将不同职位角色所需的不同资讯，推送于各种所需要多媒体中。生产配套打算的完成进度推送给不同的角色。生产机台安排与核对：生产部依据生产打算使用机台，MES 自动将机台安排打算与机台开关机状态监控的信息进展比对，消灭差异时，生成预警信息

14、， 依据不同的类型推送给不同角色。（3） 生产物料治理生产备料及核对：备料人员依据公布的排期资讯，对生产所需配套进展配置，并更 MES 系统，利用扫物料上的条码进展核对。扫描结果与打算消灭差异时，生成预警信息，依据不同的类型推送给不同角色。物料条码治理系统：给全部生产物料建立电子档案，设定标签内容及格式、条码编码原则，开发标签打印平台给供给商，供给商发货给满坤前先在供给满坤的物料包装上贴上满坤格式的带条码 标签，满坤仓库入库时实现扫条码快速入库及记录。在领料时扫条码快 速领料及扣数。在物料上机时利用机器配备条码枪扫物料包装上的条码完成物料使用记录。依据生产追溯治理系统收集的实时数据和订单治理与

15、生产打算系统 APS 生成的生产打算，对物料需求和库存进展比照分析，判定库存是否满足企业库存把握策略的要求，自动生成物料选购打算，公布在企业物料需求平台，系统依据确定原则自动安排订单配额。同时将短期动态物料消耗同工程设定的标准用材进展比照，准时发出特别提示。依据工程设定的标准生成动态的各类废料、边角料的产出数量，按此监察实际的各类废料,边角料的收集数量和管控。成品仓的出入库计数自动完成，客户可在指定网页输入账号密码后实时查询库存成品。（4） 生产模具治理模具预备及核对：模具预备人员依据公布的排期资讯，对生产所需配套进展配置，并更 MES 系统，利用扫模具上的条码进展核对。扫描结果与打算消灭差异

16、时，生成预警信息，依据不同的类型推送给不同角色。4. 质量治理（1） 药水化验在没有在线测药水成分性质的状况下：化验室按打算对产线药水取样测试，并将采样时间和化验结果直接录入 MES 系统；假设化验结果偏离设定值，则 MES 系统马上分级警告提示，各种手段的信息推送；生产线马上停顿生产，并调整药水参数，请化验室再次取样化验；生产部追踪发生该取样特别时间前后该产线生产的板， 进展全面质量检测。（2） AOI 品质治理二维码系统与 AOI 协作，智能推断：猎取与二维码系统关联的在线 AOI 结果，对在线 AOI 结果进展有效的分析，追踪有品质问题工序，分析品质缘由，进展持续改善；猎取与二维码系统关

17、联的 VRS 结果，依据品质管控原则不同产品要求可能不一样，自动推断该 PCB 是 OK 板还是报废板还是需要布线返工，可自动进入报废流程，需要返工时在生产前后扫二维码记录返工状况；数据中心依据 VRS 确认各类缺陷，追溯问题根源，对问题进展有效分析、改善。（3） PQC 检验PQC 抽检流程： 品检人员对生产中半成品进展抽检，扫描PCB 上二维码并在 MES 中录入抽检结果；平板能够读码好，既能扫码又能输入信息系统分析次品的缘由，自动推送预警信息给生产治理层，帮助改善加工流程，削减铺张；抽检人员 KPI 考核；可以在不同的多媒体设备中查看生产抽检资讯。（4） 报废治理报废标准流程：生产部门、

18、AOI、ET 及 FQC 等在 MES 系统中提出报废申请；QA 部门在 MES 系统中对报废申请单进展审核确认；假设报废后造成交货量不够，自动推送信息提示 PPC 通过MES 系统进展补料；系统分析报废的缘由，帮助改善加工流程， 削减铺张；可以在不同的多媒体设备中查看报废资讯及报废缘由分析。5. 能源治理（1） 用水自动监控用水自动监控：监控范围包括自来水、回用水、冰水、DI 水系统；实时显示各车间甚至各主要设备用水负荷状况水压、水量，实时曲线图；自动生成各车间、主要用水设备和全厂的日、月、年多功能图表，历史曲线。（2） 用电自动监控用电自动监控：监控显示有功电量冻结密度 30 分钟、有功功

19、率冻结密度 30 分钟；监控显示日总有功/总无功/尖/峰/平/谷电量、日有功大需量及发生的时间；监控显示日尖/峰/平/谷大需量准时间、日有功大功率及发生的时间；监控显示日负荷率、日峰段超功率电量、谷段欠功率定值电量；自动生成各车间、主要用电设备和全厂的日、月、年多功能图表，历史曲线。6. 人员治理RFID 精细化人员行为治理：通过给全部人员包括员工和来访人员发放带无源 RFID 的厂牌，并在厂房和车间进出口等重要节点安装感应器，转变以往上下班排队打卡。并将员工特别离开工作岗位行为也记录下来，依据不同岗位人员的区域设置，统计非正常离岗时间，精细化治理考勤。设置不同类型人员的准入权限限定许可进入的

20、区域，在进入未许可区域时有声光提示，保安和进入区域治理人员实时收到警示消息，监视把握人员的行为。7. 本钱核算依据生产进度治理模块供给的加工信息以及人力资源治理模块、物料治理模块、能源监控模块供给的人力、物料、水电能源使用状况， 使用特定计算公式核算每个订单的加工本钱，并进一步实现订单本钱推想。8. 销售治理（1） 客户在线下单系统为每个客户安排一个登录 ID，客户在 Internet 上登录到在线下单系统网站后，可以输入订单信息如设计资料、数量、交货期等，系统经过运算之后，会给诞生产安排和交货期，还可以选择是否为特急定单，系统会自动插单，并给出的交期与价格。再经过 PCB 企业治理人员确认之

21、后，预付款后开头进入排程，安排生产。（2） 订单筛选功能在 PCB 企业产能已经比较饱满的状况下，假设还有客户要下订单，则在输入订单信息如设计资料、数量、交货期等后，系统经过运算依据已有订单和生产排程之后，假设不能满足交期，或者客户给出的报价明显低于系统计算出的生产本钱，则系统会提示治理和市场人员拒绝订单或协商修改订单。四工厂内部网络架构建设及信息集成状况图 15 工厂内部通讯网络构造图整个工厂已对自动化、智能化、信息化的统一设计，消退系统内“孤岛”建立标准数据高速大路，使得全部数据在一个平台上得到统一的应用，保证全部数据不落地。统一规划智能化弱电系统，在有效的系统复用根底上，做到功能上的规律

22、划分，既有效保护投资又能合理经济地建设系统，以利于将来的系统扩容及升级。为此可以将整个工厂的网络分为三层。第一层：独立的生产把握网，运行各过程智能仪表或 PLC 等；其次层：生产治理网，搭建数采系统、生产治理系统如MES；第三层：企业治理网，运行企业治理系统，如 ERP 和 OA 等。五全生命周期产品治理系统产品全生命周期治理系统就是把产品生命周期定义为一组连续阶段，它可以确定对象目前所处的阶段和对象进入下一个阶段必需满足的关口条件。通过把工作流过程与生命周期阶段和条件关联起来， 它能让生命周期治理的对象自动完成它们的生命周期。这种工作流支持的生命周期自动化过渡可以供给高额生产利润。简言之，产

23、品全生命周期治理就是从产品需求开发至产品被淘汰的整个过程进展严格 的流程把握治理。包括产品需求治理、产品论证治理、产品绩效治理、产品关停并转治理、产品资费分析和流程引擎。各项功能具体如下：（1） 产品需求治理，设计前期对需求做好存档归类分析，使得设计可以更合理。（2） 产品论证治理，在设计上对产品进展测试，对于测试不能通过的产品进展整改后再设计，通过后再进展测试，后运营，并在整个过程中保证产品的资费准确。依据标准对资费方案的多环节和多样性、多重叠加的综合测试，准时反响资费设计与实际结果的比照状况， 准时反响设计问题，从而提高设计的准确性，降低市场风险。（3） 产品绩效分析，运营后对产品进展跟踪

24、，实时了解产品状态，推想产品趋势，定位产品所处生命阶段。对于无效益产品准时停顿，提高企业效益。（4） 产品关停并转治理，即产品下线，可以说是这个产品的生命完毕，但是任何一个实例产品都有参考价值，归档后可为后期的产品设计供给参考。（5） 产品资费分析，给用户供给好的产品及资费格外重要，假设有了产品资费分析准时了解产品、资费在各种场景下的资费，并能够准确的供给合理的产品推举可以极大的提高用户满足度。（6） 流程引擎及工作台，以上流程均需流程引擎来把握，这是整个流程的开关系统。产品全生命周期治理系统可以解决企业如何在一个可持续进展的根底上，开发和交付创产品所关联的全部重大问题，能够开拓潜在业务并且能

25、够整合现在的、将来的技术和方法，以便高效地把创和盈利的产品推向市场。六信息安全保障系统网络与信息的安全不仅关系到公司正常业务的开展，还将影响到国家的安全、社会的稳定。我公司认真开展网络与信息安全工作，通过检查进一步明确安全责任，建立健全的治理制度，落实技术防范措施，保证必要的经费和条件，对有毒有害的信息进展过滤、对用户信息进展保密，确保网络与信息安全。1. 信息安全治理制度工程信息化建设以应用系统建设为主体，通过对公司现有的人力、物力、财力、设备、技术等资源的调查了解，建立正确的数据，承受先进、成熟的主流技术合组网方式，确保有用、高效、安全、牢靠地运行环境；具备与互联网和广域网的多种连接方式，

26、可与各分公司实 现便利、快捷但安全的连接，为用户供给高速、大容量的效劳平台； 通过计算机效劳器进展统一化治理，共享文件数据，以提高工作效率。标准公司员工合理的使用信息化工具，加强相关员工的培训工作，实 现内部治理信息化，极大地提高了治理效率，削减了治理本钱。加快推动公司信息化建设工作，加强对信息化建设的统筹规划和组织协调，结合公司实际状况，成立了信息部，由公司常务副总裁直接负责治理。2. 技术防护体系网络与信息安全防范体系是一个动态的、基于时间变化的概念， 为确保网络与信息系统的抗攻击性能，保证信息的完整性、可用性、可控性和不行否认性，本安全体系供给这样一种思路：结合不同的安全保护因素，例如防

27、病毒软件、防火墙和安全漏洞检测工具，来创立一个比单一防护有效得的多的综合的保护屏障。多层、安全互动的安全防护成倍地增加了黑客攻击的本钱和难度，从而大大削减了他们对网络系统的攻击。（1） 安全治理一个成功的安全防范体系开头于一个全面的安全政策，它是全部安全技术和措施的根底，也是整个体系的核心。（2） 预警预警是实施安全防范体系的依据，对整个网络安全防护性能给出科学、准确的分析评估，有针对性的给出防范体系的建设方案。（3） 攻击防范攻击防范是用于提高安全性能，抵抗入侵的主动防范手段，通过建立一种机制来检查、再检查系统的安全设置，评估整个网络的风险和弱点，确保每层是相互协作而不是相互抵触 ，检测与政

28、策相违反的状况，确保与整体安全政策保持全都。使用扫描工具准时觉察问题并进展修补，使用防火墙、VPN、PKI 等技术和措施来提高网络抵抗黑客入侵的力气。（4） 攻击检测攻击检测是保证准时觉察攻击行为，为准时响应供给可能的关键环节，使用基于网络和基于主机的 IDS，并对检测系统实施隐蔽技术，以防止黑客觉察防护手段进而破坏监测系统，以准时觉察攻击行为， 为响应赢得时间。承受与防火墙互联互动、互动互防的技术手段，形成一个整体策略，而不是单一的局部。设立安全监控中心，把握整个网络的安全运行状态，是防止入侵的关键环节。（5） 应急响应在觉察入侵行为后，为准时切断入侵、抵抗攻击者的进一步破坏行动，作出准时准

29、确的响应是必需的。使用实时响应阻断系统、攻击源跟踪系统、取证系统和必要的还击系统来确保响应的准确、有效和准时，预防同类大事的再发生并为捕获攻击者供给可能，为抵抗黑客入侵供给有效的保障。（6） 恢复恢复是防范体系的又一个环节，无论防范多严密，都很难确保万无一失，使用完善的备份机制确保内容的可恢复，借助自动恢复系统、快速恢复系统来把握和修复破坏，将损失降至低。六个环节互为补充，构成一个有机整体，形成较完善的网络与信息安全体系。3. 密码应用及功能安全保护系统（1） 效劳器和其他计算机之间设置经公安部认证的防火墙，做好安全策略, 拒绝外来的恶意攻击，保障网站正常运行。（2） 在效劳器及工作站上均安装

30、了正版的防病毒软件，对计算机病毒、有害电子邮件有整套的防范措施，防止有害信息对系统的干扰和破坏。（3） 做好系统日志的留存。系统具有保存 60 天以上的系统运行日志和用户使网站安全保障措施（4） 具备有 IP 地址、用户登记和识别确认功能，对没有合法用户名和密码的 用户以及恶意攻击系统的用户实行严峻的惩罚措施。（5） 系统建立双机热备份机制，一旦主系统遇到故障或受到攻击导致不能正常运行，保证备用系统能准时替换主系统供给效劳。（6） 关闭系统中暂不使用的效劳功能,及相关端口,并准时用补丁修复系统漏洞，定期查杀病毒。（7） 后台治理界面设置超级用户名及密码，并绑定 IP，以防他人登入。（8） 系统

31、供给集中式权限治理，针对不同的应用模块、终端、操作人员，由系统治理员设置数据信息的访问权限，并设置相应的密码及口令。不同的操作人员设定不同的用户名，且定期自定义更换密码， 严禁操作人员泄漏自己的口令。对操作人员的权限严格依据岗位职责设定，并由系统治理员定期检查操作人员权限。（9） 公司机房依据电信机房标准建设，内有必备的独立 UPS 不连续电源、消防设施，定期进展电力、防火、防潮、防磁和防鼠检查。四、工程成效通过引进全自动先进生产自动化系统和设备，全面完善、建立信息网络、企业制造执行、资源打算治理等系统，形成了以智能化为核心的离散制造系统。优化了生产工序，很大程度上以自动化设备代替人工操作，降

32、低了人工本钱，提高了生产效率，提升的产品质量，削减了损耗，缩短了生产周期，提高了产品良率，削减了库存滞待。同时，以先进制造技术、信息技术和智能技术的有效地深度融合。另外， 公司库存周转时间大大地缩短，加快了资金回笼，盘活企业资金，库存占销售额比率；呆滞料库存大幅度下降。同时也实现了选购信息的集中统计与分析，选购可以便利地检查到特别价格并准时处理。有效降低了选购本钱和数据统计工时，原需 1 天时间整理数据，现在几分钟即可。表 1工程实施前后各方面数据变化状况类别运营本钱研制周期生产效率产品不良率能源利用率实施前501131080%25%70%实施后40965790%10%88%差异448310%15%18%