2015年4月16日,由山东省经济和信息化委员会指导,e-works数字化企业网主办,山东省首席信息官联盟及山东省信息化与工业化融合评测中心协办的2015第十届中国制造业MES应用年会在济南成功召开。会上艾普工华科技(武汉)有限公司副总经理杜俊志以《创新制造运营管理构建高绩效数字化工厂》为题进行演讲,本文根据其演讲内容整理而成。


艾普工华科技(武汉)有限公司副总经理 杜俊志


 一、数字化工厂与智能制造的现状与趋势
 
    1、信息化和工业化的融合
 
    在信息化和工业化融合的大背景下,两者之间结合主要包含四个方面:
 
    *产品本身:信息技术(IT,Information Technology)的应用使机械产品本身向数字化转变,深刻改变了机械产品的内涵。
 
    *生产活动:计算机辅助设计、工艺、制造、测试、管理等先进技术手段使企业生产的自动化、柔性化、智能化程度大大提高,全面提升了企业的能力。
 
    *制造模式:信息技术向制造业的全面渗透,还产生了许多新的工业化理念,如“协同生产”、“敏捷制造”、  “大规模客户化定制”等。
 
    *未来发展:信息技术新的发展,如下一代互联网、云计算、无线传感、物联网等,将更加广泛而深刻地引起机械工业的变革。
 
    2、数字化工厂建设
 
    艾普工华科技有限公司(以下简称艾普工华)将数字化工厂分为四个层次,即数字化设计、数字化管理、数字化制造、数字化控制。


图1 数字化工厂架构


其中,数字化制造分为三个层级。第一是数字化制造的决策与管控层,第二是数字化执行层,第三是数字化的装备层。在这三个层面上对工厂的日数据进行分析并形成报告,从信息指令底层化以及生产加工、物料配送、质量检测自动化柔性化两个不同的维度推进智能制造。
 
    1)数字化制造决策与管控层
 
    *商业智能/制造智能(BI/MI):可针对质量管理、生产绩效、依从性、产品总谱和生命周期管理等提供业务分析报告。
 
    *无缝缩放和信息钻取:通过先进的可定制可缩放矢量图形技术,使用者可充分考虑企业需求及行业特点,轻松创建特定的数据看板、图形显示和报表,可快速钻取至所需要的信息。
 
    同时,无论在车间或是公司办公室、会议室,通过掌上电脑、PC机、大屏幕显示器,用户都可以随时获得所需的实时信息。从而实现实时制造信息展示:无论在车间或是公司办公室、会议室,通过掌上电脑、PC机、大屏幕显示器,用户都可以随时获得所需的实时信息。
 
    2)数字化制造执行层
 
    *先进排程与任务分派:通过对车间生产的先进排程和对工作任务的合理分派,使制造资源利用率和人均产能更高,有效降低生产成本。
 
    *质量控制:通过对质量信息的采集、检测和响应,及时发现并处理质量问题,杜绝因质量缺陷流入下道工序所带来的风险。
 
    *准时化物料配送:通过对生产计划和物料需求的提前预估,确保在正确的时间将正确的物料送达正确的地点,在降低库存的同时减少生产中的物料短缺问题。
 
    通过对生产状态的实时掌控,快速处理车间制造过程中的生产过程中常见的延期交货、物料短缺、设备故障、人员缺勤等各种异常情形,及时响应生产现场异常。
 
    3)数字化制造装备层(工位层)
 
    *实时硬件装备集成:通过对数控设备、工业机器人和现场检测设备的集成,实时获取制造装备状态、生产过程进度以及质量参数控制的第一手信息,并传递给执行层与管控层,实现车间制造透明化,为敏捷决策提供依据。
 
    *多源异构数据采集:采用了先进的数据采集技术,可以通过各种易于使用的车间设备来收集数据,同时确保系统中生产活动信息传递的同步化和有效性。
 
    *生产指令传递与反馈:支持向现场工业计算机、智能终端及制造设备下发过程控制指令,正确、及时地传递设计及工艺意图。

二、艾普工华数字化工厂应用案例
 
    1、数字化工厂应用场景
 
    离散型制造企业的生产现场典型的生产场景通常包含如下环节:

 

图2 数字化工厂应用场景


 
    2、纳威斯达应用案例
    美国纳威司达公司成立于1902年,是北美最大的商用车和柴油发动机制造商、最大的校车生产商,名列全球500强企业中第202位。目前,纳威司达在美国、加拿大、印度、墨西哥、巴西以及阿根廷都设有制造工厂,全球员工17200人,在北美地区有900多家经销商和10000多名服务技术人员。
 
    在纳威司达公司的项目中,根据发动机生产的特点将整个项目从价值层面进行了分解。第一是生产计划的协同,主要包含轮番加工型与混流装配型模式的生产计划协同;第二是多模式的物流配送,要求支持面向安全库存和下游装配的综合多种物流配送模式;第三是全过程质量控制,特别是关键零部件加工和装配生产全过程质量信息采集与质量控制;第四是高效、自动化、严密的生产防错功能建设;第五是紧密的设备集成,即与生产设备的全方位集成(生产、质量信息)以及自动化控制。

 


图3 纳威司达公司业务模块
 


    3、其他客户实践
 
    *成飞民用飞机有限公司
 
    2009-2011年,艾普工华与成飞民机公司合作实施MES项目。该系统于2011年6月在ARJ21机头装配线上线使用,并已推广应用到波音787方向舵、达索猎鹰F7X装配、波音747部件、A320登机门、波音737登机门等部件装配。2012年,基于MES平台,双方继续合作开发质量管理系统(QMS),目前系统大部分模块已上线应用,已经实现了MBOM架次绑定、AO架次实例化、三维作业指导、工艺进度跟踪等核心功能。
 
    *江淮汽车
 
    艾普工华帮助江淮汽车实现了多基地、多工厂,多车间,多产品类型的管理需求。实现了多个工厂多车间协同、大批量混流生产、精益生产。

 


图4 实施前后部分数据对比


 
    *三一集团
 
    三一集团,主导产品为建筑机械、路面机械、挖掘机械、桩工机械、起重机械、非开挖施工设备、港口机械、风电设备等全系列产品,全球工程机械制造商50强、全球最大的混凝土机械制造商、工程机械行业综合效益和竞争力最强企业。在数字化工厂建设中,艾普工华帮助三一集团实现了APS的控制以及材料检验等多环节的信息化建设。
 
三、艾普工华制造运营管理解决方案
 

图5 艾普工华的产品体系
 


    1、Mestar
 
    Mestar平台采用了跨平台的J2EE技术框架,基于艾普工华企业基础应用平台(FPP)、业务组件(BPP)和模块化插件(Plug-Ins)的多层架构,引入了可扩展的元对象建模技术、全新的模块插件架构和可视化的业务流程建模引擎,具备高稳定、高性能、可扩展、易管理的特点。
 
    2、UniMax Xplanner
 
    UniMax Xplanner是交互式智能高级计划与排程(APS)解决方案。UniMax Xplanner包括通用工艺流程建模、开放算法框架、交互式甘特图三大核心组件,支持对主资源、副资源、工装夹具、刀具、人力资源、外协资源等制造资源的有限能力约束运算,能够精确预测订单交期、产能负荷和资源占用。UniMax Xplanner还可以将实绩与计划结合,接收Unimax MES或者其他系统的工序完工反馈信息,从而建立计划与执行反馈的闭环,保证计划顺利执行。
 
    3、UniMax MES
 
    UniMax MES是针对中国离散制造业特点推出的一套MES系统,基于北美IntegraNet高效能系统平台,由统一的工厂模型和可定制的业务流程建模引擎驱动, UniMax MES融合了国际国内厂商的最佳实践,形成了全面、易用、灵活、透明、一体的MES系统。
 
    除此之外,艾普工华的制造运营管理解决还包括Unimax RPC、Unimax MDI、UniMax MCC、UniMax PCT等。总体来说这一解决方案就是帮助企业实现设计与制造的一体化,实现柔性的车间计划排程协同,实现实时车间生产线的管理调度,实现高效的生产执行过程跟踪和控制,实现设备数据集成与监控,建立完整的质量记录与在线控制机制,实现生产协同的物料拉动配送,实现全局生产指挥与实时的单元成本控制。

 

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发表于: 2015-06-12 13:41 阅读(498) 评论(0) 收藏 好文推荐

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