【智能制造案例】万丰摩轮规划方案.pptx

万丰摩轮智慧工厂生产执行万丰摩轮智慧工厂生产执行MESMES解决方解决方案案MES MES 装装 备备 制制 造造 业业 生生 产产 执执 行行 解解 决决 方方 案案项目背景需求分析项目概述MES系统规划SCADA系统规划技术选型实施策略海宝公司介绍整个制造业面临着空前的降低成本、缩短交期、提高产品质量、提升创新能力、改善服务水平的压力；很多大型制造企业企业面临着分离、重组和联合，强化主营业务，强化核心技术与制造技术，形成竞争力；利用低成本优势，国内制造企业努力进入全球化采购体系，形成生产精益化、敏捷化，工厂数字化，管理信息化和网络化；企业信息化程度逐步提高，强调全环节协同和企业智能化；智能设备的应用逐渐增多，产生智能设备、系统之间的数据交互需求提高订单到生产的响应速度提高产线应变能力实现产品生产过程追溯生产信息可视化 精 益 生 产lean production项目背景需求分析项目概述MES系统规划SCADA系统规划技术选型实施策略海宝公司介绍浙江万丰摩轮有限公司是万丰奥特控股集团控股子公司，系摩托车铝合金车轮专业生产厂家。浙江万丰摩轮享有自营进出口权，自主开发新产品能力和作业平台已达到国际先进水平。公司拥有国际一流的摩托车铝合金车轮生产设备及直读光谱仪、X光探伤机、滚动疲劳试验机等整套进口检测设备，先进的二维、三维实体造型设计系统、绘图仪、工作站、微机平台。市场占有率从九八年起跃居行业首位，国内有生市场占有率已超过55%。万丰磨轮主要生产模式为少品种、大批量的面向库存生产，产线模式为离散、流水线混合模式，主要工序包括铸造、热处理、机加工、喷涂等，拥有完整的生产结构。只有在产能不够时才会进行部分工序外协。浙江万丰摩轮拥有一套较为成熟的ERP，其覆盖范围包括进、销、存。但对生产计划的下发排程、生产进度的跟踪及生产现场的生产状况没有信息化的管理工具。本次设计将对ERP没有覆盖的范围进行系统设计，主要包括：1、生产计划与生产排程2、生产现场的监控与物料流转跟踪3、生产设备的数据采集与生产信息可视化根据上述需求及具体业务流的调研我们可以推断出衍生需求如下：1、对物料需求的分解2、对生产准备的跟踪与调度3、对在制品积压、成品积压、废料回收情况的快速数据共享项目背景需求分析项目概述MES系统规划SCADA系统规划技术选型实施策略海宝公司介绍本项目基于万丰磨轮的现有生产模式及现有业务流，结合信息化改造的建设目标，进行数字化建设，推进生产标准化、作业过程程序化、器件装卸运输自动化、生产管理信息化等目标，实现工业自动化控制和计算机信息化管理，进行完备的人机界面实时监控，进行全集成的系统规划，实现万丰磨轮的少品种大批量柔性生产体系。通过MES+SCADA实现敏捷制造的生产管理目标最大限度地调动、发挥人的作用标准的基础结构信息交换迅速准确以订单定生产项目背景需求分析项目概述MES系统规划SCADA系统规划技术选型实施策略海宝公司介绍输入营销部的要货需求，系统根据优先级生成主生产计划模板。其中系统抓取产品对应的库存积压数、在制品积压数、备库低于安全库存的产品等。制造部可以对相同种类的产品根据优先级进行合并及调整，最终生成对应的批次任务，对各批次的生产进度进行相应的跟踪。约束条件：1、供货优先级2、积压库存数3、积压在制品数4、总产能5、各工序节拍约束条件：1、工艺路线2、工序节拍3、排程规则4、工序产能MPS主计划生成后，计划会根据工艺路线及对应的生产节拍拆分成各分厂的月度生产计划，并根据产能、工序节拍生成甘特图，对一、二分厂可设置优先级，优先级较高的工序会优先被排满。并把生成后的计划同步至车间看板、PC、工位机等设备，实现可视化管理。排程方式会选用错位排程模式及平行错位排程模式。生产计划管理APS-Advanced Planning System 高级计划与排程生产任务管理 用户在ERP新建一个任务，然后输入任务相关信息，如：订单号、产品规格、产品数量、交付日期等。并下达到MES系统中。生产计划排产（APS）生产部门根据由ERP下达到MES系统的生产计划自动排产和制定生产通知单，对所需加工的任务安排出开始加工的时间、生产线以及预计结束时间；每条产线都能看到各自的生产任务，但是没有修改权限。任务模拟排程 系统根据各产线当前任务、产线职能、产线负荷、交付日期等信息，自动模拟排程，供生产部相关人员参考制定生产任务。17 配料计划配料计划根据生产任务，系统会自动拿到相关产品生产总数的BOM清单总和，并生成相应物料配送清单，物流部的配料人员根据配料清单从仓库中选取需要的物料，送往生产车间，经过生产车间确认后，自动变换配送状态。订单甘特图订单甘特图资源负荷图资源负荷图任务调度图任务调度图l将紧急订单所需使用的资源算上，而原先所排订单保持加工顺序不变的前提下，作平移调整，以便插单。l根据排程规则的设置，首先牺牲优先级较低、交货期较远的订单。l工作状态用于标识工作所处的不同阶段。当紧急插单时，首先牺牲工作状态的级别较低的订单。l可控制紧急插单是否抢占非紧急订单的物料。l允许插单后短信告知相关领导和人员，并定时统计做到插单可控。资源不足或交期提前保持原加工顺序正排紧急订单接受紧急插单结果产能是否充足加班/外协/分批交货YN短信提醒紧紧紧紧急急急急插插插插单单单单紧急订单紧急订单紧急订单紧急订单受影响订单受影响订单受影响订单受影响订单图示：系统根据拆分后的生产任务进行针对制造BOM的MRP运算，形成对应到各分厂工序的物料需求清单及转序需求单。该功能包含对物料需求、原材（包含生产工装）料库存、废料回收数、采购在途等数据的对比，便于各分厂在进行排产之前对生产准备过程的跟踪与确认，确保不出现待料短线。同时也为采购和外协提供了有效的跟踪手段。MRP MRP 物料需求计划管理物料需求计划管理根据生产计划，通过库存信息与BOM计算物料需求；物料计划与生产计划的节拍控制。21在系统根据各种约束条件对生产设备进行了最优化的排列组合后，系统将生成一系列的生产派工单、领料单及转序单。工单下发后，调度人员可以根据生产现场执行情况的反馈对整个生产过程进行跟踪，控制。保障生产的顺利执行，在发生突发事件时也可根据系统的计算给出最优化的应变方案。此功能在计划拆分后进行了细分，将认为排程到机台及员工，其中采用基于约束理论的先进计划与排程技术，包含了大量的数学模型、优化及模拟技术。在计划与排程的过程中，并发考虑企业内外的资源与能力约束，用复杂的智能化运算法则，做常驻内存的计算，从成千上万、甚至百万个可行方案中选出一套最优方案来指导企业的生产，帮助企业对生产中的资源利用进行计划/执行/分析/优化和决策。排程与任务执行管理-软件截图任务跟踪23系统会根据生产任务生产领料单，工人根据规定的领料数进行领料，当某个生产任务用料不足时，工人可发起补料流程对超出额定用料的部分进行补料操作。并对补料后产生的余料进行库存反冲。此功能的目的在于优化BOM数据，其中采用的遗传基因算法，系统会对产品的实际生产需求用料进行不断的优化进行PDCA的循环改进，最终使BOM数据更加精准。对物料转序过程进行跟踪，可以对需求转序数与实际转序数的对比情况进行分析，从而分析出生产瓶颈工序，结合质检数据，可以分析出废品率及较易出现废品的工序及位置。为企业过程改进提供准确的数据依据实现良好的PDCA循环。班组长在工位机刷卡上工之后，班组成员可根据工位机的工艺看板模块及图纸查看相关工艺，根据工序BOM模块查看所需物料。班组开始生产作业，在作业过程中业务流将有两种可能。顺利完成生产工序，作业工程中出现异常，下面我们分别阐述：顺利完成。班组将产品移交给质检员，如果质检合格质检员在工位机同时刷员工卡及质检卡条码确认合格，记录一次校验率。产品流转至下一工序。如果作业过程中出现异常，班组根据初步判断到工位机选择技术组设定好的异常类型，进行异常报警，异常进行将显示至异常看板，并做出系统提醒。技术组得到通知后到现场进行异常定性，维护异常信息。进行上报处理，当处理结果下达并解决后关闭异常完成异常跟踪。如果是终检就下线。完成状况显示至计划看板。PDM BOM树与工艺档案、图档管理任务执行26 车间现场管理车间现场管理-1熔炼熔炼 炉料配比炉料配比熔炼作业熔炼作业设备联网监控温度氮气流量压力电压电量煤气流量压力压缩空气流量生产任务工艺标准配料计划 班组管理派工管理产线报工成分检验合格模具准备精炼嵌积案型芯准备生产计划 工艺标准 班组管理工序确认 人员报工 物料确认铸造作业铸造作业不合格异常处理熔炉1车间现场管理车间现场管理-1熔炼业务说明熔炼业务说明28通过车间智能终端接受当天生产计划、炉料配比标准、生产工艺、工序加工时间等.班组长或车间主任通过班组管理确定工人工作时间加工工时-工位扫描 可选择打印工序派工单指定生产任务、指导生产作业、生产派工、工序完成报工确认成分监控/试验室采集，通过IPOD移动终端填写实际内容并同步到监控中心.设备PLC 数据同步在现场车间看板和管理中心。绿色正常运行，红色异常报警，黄色暂停或保养工人只需扫描即可完成相关报工、人员工时等信息采集，无需复杂操作 29车间现场管理车间现场管理-2铸造铸造 铸造任务铸造任务 浇注作业浇注作业模具管理报工模温监控 冷却水监控煤气压力电压电量设备状态 生产计划工艺标准配料计划 班组管理派工管理产线报工质检合格成分监控 不良品异常处理 车间看板 割料割料 工位终端上工与报工系统车间现场管理车间现场管理-1熔炼业务说明熔炼业务说明30车间现场管理车间现场管理-2铸造业务说明铸造业务说明31通过车间智能终端接受当天生产计划、炉料配比标准、生产工艺、工序加工时间等.班组长或车间主任通过班组管理确定工人工作时间加工工时-工位扫描 可选择打印工序派工单指定生产任务、指导生产作业、生产派工、工序完成报工确认设备设备PLC 数据同步在现场车间看板数据同步在现场车间看板和管理中心，可自动计数报工和管理中心，可自动计数报工绿色正常运行，红色异常报警，黄绿色正常运行，红色异常报警，黄色暂停或保养色暂停或保养不良率报警、异常呼叫、32车间现场管理车间现场管理-3割料割料 割料作业割料作业割料作业割料作业 生产计划工艺标准配料计划 班组管理派工管理派工单打印产线报工合格不良品监控/巡检 不良品异常处理 热处理热处理 物料车扫描报工割料作业报工,通过物料车扫描报工,工人只需按规定每个物料架按一定数量摆放,并只需每次扫描一次物料架既可记录、统计工时数量 车间现场管理车间现场管理-4热处理热处理 热处理作业热处理作业热处理设备联网监控温度氮气流量电压电量煤气压力风机状态生产计划工艺标准配料计划 班组管理派工管理产线报工派工单打印 硬度检验合格不合格异常处理表面工整 抛丸作业涂装作业涂装作业 设备PLC 数据同步在现场车间看板和管理中心，可自动计数报工绿色正常运行，红色异常报警，黄色暂停或保养工人只需扫描即可完成相关报工、人员工时等信息采集，无需复杂操作也可采用物料架/车扫描报工 34车间现场管理车间现场管理-5涂装涂装 涂装作业涂装作业设备联网监控温度电压电量流量生产计划工艺标准配料计划 班组管理派工管理产线报工派工单打印 涂装检验合格不合格异常处理喷涂设备 机加工机加工全检 35车间现场管理车间现场管理-6机加工机加工 机加工机加工设备联网监控生产计划工艺标准配料计划 班组管理派工管理产线报工派工单打印 合格温度电压电量流量车床设备SPC 数据联网 不良品异常处理 刀具管理刀具领用刀具返还气密性检测气密性检测车间现场管理-6机加工业务说明通过车间智能终端接受当天生产计划、生产工艺、工序加工时间等.班组长或车间主任通过班组管理确定工人工作时间加工工时-工位扫描 可选择打印工序派工单指定生产任务、指导生产作业、生产派工、工序完成报工确认关键尺寸关键尺寸/测量仪器数据采集，联网同步到监控中心测量仪器数据采集，联网同步到监控中心.设备PLC 数据同步在现场车间看板和管理中心。绿色正常运行，红色异常报警，黄色暂停或保养工人只需扫描即可完成相关报工、人员工时等信息采集，无需复杂操作机加工全检SPC 数据联网 车间现场管理-7气密性检测气密性检测气密性检测SPC数据联网生产计划工艺标准配料计划 班组管理派工管理产线报工派工单打印 合格气压气压保压时间保压时间不良品异常处理 清洗烘干清洗烘干 车间现场管理-8清洗烘干清洗烘干作业清洗烘干作业生产计划工艺标准配料计划 班组管理派工管理产线报工派工单打印 合格车间看板 清洗液浓度清洗液浓度烘箱温度烘箱温度槽液温度槽液温度喷淋压力喷淋压力电导率电导率不良品异常处理 后表面处理巡检作业整轮涂装作业整轮涂装作业整轮涂装作业整轮涂装作业工人只需扫描即可完成相关报工、人员工时等信息采集，无需复杂操作通过IPOD移动终端填写实际内容并同步到监控中心.39车间现场管理-9整轮涂装 整轮涂装作业整轮涂装作业设备联网监控烘箱温度空压机压力链速出漆量生产计划工艺标准配料计划 班组管理派工管理产线报工派工单打印 涂装检验合格不合格异常处理喷涂设备 成品检验 外观厚度附着力 包装作业包装作业 40车间现场管理-10包装包装作业包装作业生产计划工艺标准配料计划 班组管理派工管理产线报工派工单打印 合格车间看板 不良品异常处理 成品入库包材检验工位终端 图纸查看系统、呼叫系统车间现场管理41异常情况处理车间现场管理42呼叫作业人员现场呼叫呼叫信息通过预置方式送出响应接收人收到信息现场解决复位解决完成后，按下复位键呼叫解除监控节拍计时，监督问题是否解决系统数据记录1、来料检验为了确保物料可以正常投入生产，根据生成环境要求中定义的来料质量要求进行检验。合格我的物料贴上生产条码或附上RFID的批次料卡后批准入库。2、质量检验根据质量关键路径定义各生产环节的质量目标进行质量检验，并用工位机进行记录，数据将为SPC提供依据，对临时问题进行备注，保证下线时关闭。3、过程检验质检人员进行巡检，检查生产过程是否按照装配作业要求进行。4、问题上报当质检人员或装配工人发现生产问题时可以通过工位机进行报警。问题将被记录通知相关人员来解决。并形成问题库。质检SPC针对专用检测设备，处理仪器的在线自动检验数据；以服务器的形式存储大量数据，并执行在线分析；建立现场实时图形显示、声光提醒报警，在线呼叫系统；44负荷管理针对设备、人力的负荷及稼动率计算45可视化管理46库存信息可视化库存信息透明化，实时化；避免信息传递延时导致的物料出入库出错，减轻仓储成本 物料信息可视化物料信息透明化，实时化；提升配送精准度；监控生产上下游，确保及时生产运送，提高效率。计划内容可视化加强员工自主性，提高数据共享效率，增加产线应变能力产线生命周期可视化分析流程瓶颈，有效推进生产协调，降低装配执行出错率，提升部门协作效率关重工位视频可视化生产加工现场高清摄像头视频监控，减少沟通时间。生产工艺可视化提升关键工艺和关键部件装配质量，降低错误率异常信息可视化快速响应有效解决，避免停线，降低风险质检信息可视化提高质检信息化水平，提升效率，降低不合格品率，提高用户满意度工位终端信息可视化从MES获取本工位的工作内容及工艺指导、图纸、物料（物流）信息现场提交工作进度（条码、扫描、按键）提供虚拟按键，实现呼叫功能；（安灯系统）呼叫（设备、物料、品质），亮灯显示接收通知、提醒和发出超时提示统计本工位的生产情况报表p注：看板屏可以为单显示屏也可为触控屏工位终端可以与按灯系统集成可使用平板电脑可视化管理47看板可视化（显示内容可根据客户的需求个性化订制）：总体生产现场状态显示、异常呼叫及寻求帮助的信息总体生产数据（计划&实际）设备信息（计划、产量及异常）终端站点的工位作业数据生产节拍计时当班生产计划及产成数量生产通知、通报、公告可视化管理48可视化管理-车间看板49看板管理看板管理-车间看板车间现场看板显示当前车间任务状态、生产状态等信息。通过该看板无需到每一个产线去了解当前生产状况就可以看到各产线的任务完成情况，返修情况、当前状态等相关信息。对废料进行回收、称重、入库，每个产品开始生产，在一些特定工序都会产生一定量的废料，这些废料与该产品在过程中产生的成分及其成分变化是相同的，我们在对废料进行回收时会根据所在工序，关联出其成分及成分的可能性变化，在将其称重入库保存，系统会将秤量数据经过计算后变为废料库存，当新的生产过程设计到类似的成分时，系统将该物料视为原料进行分配和处理。52班组绩效柱状分析产能月报效率饼图分析停滞时间分析生产环节时间分析项目背景需求分析项目概述MES系统规划SCADA系统规划技术选型实施策略海宝公司介绍SCADA(SupervisoryControlAndDataAcquisition)系统，即数据采集与监视控制系统。SCADA系统的应用领域很广，它可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。在电力系统以及电气化铁道上又称远动系统。SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。由于各个应用领域对SCADA的要求不同，所以不同应用领域的SCADA系统发展也不完全相同。串口转换模块控制器数控系统机械手控制系统无线传输模块中控室交换机若希望采用无线进行数据传输，见此图。根据当前设备所能采集的信号，进行设备监控设计。若其它参赛需要监控，需对设备进行相关自动化改造。正常停机故障可采集包括FANUC、SIEMENS、HEIDENHAIN等在内的上百种控制系统。直观形象的电子信息看板，可从网络上的任何PC机监控所有的机床状态。对所有控制系统机床，可远程自动获知以下实时信息：机床开机还是关机中？机床处于加工、停机还是故障中？什么产品正在生产中？加工数量；加工开始时间、加工结束时间；故障开始时间、故障结束时间；机床主轴功率等。数据采集自动化设备动态链接库已有数据设备接口为了使设备数据能顺利采集，以及保证数据的完整性、准确性、实时性需万丰提供以下支持：提供联网设备的软件数据库和开放控制器或系统端口；提供设备手册及相关参数资料；提供系统要求和工艺要求、采集的数据以及项目实现的目标；提供设备联网的相关设备平面布局图；根据设备位置进行网络布线。（选择有线或无线模式）项目背景需求分析项目概述MES系统规划SCADA系统规划技术选型实施策略海宝公司介绍由于本系统由软件、硬件、中间件组成，所以基础框架层是整个系统构建的基础。使用最成熟、最流行的MVC架构模式（模型，视图和控制），支持B/S架构，在中心机房部署服务器和应用系统，客户端通过浏览器即可访问系统，符合使用及维护简洁的特性。另外系统还采用了Ajax等web2.0的技术，并采用Java开发，充分考虑了系统的柔性、开放性和可移植性。整个平台主要分为表现层，控制层，业务应用层，数据持久层五大部分。在本系统的体系结构中，通过采用业界最新的分布式多层体系结构、J2EE、XML、XSL技术、业务逻辑构件化技术，采用业界经典的MVC(Model-View-Controller)设计模式，实现系统表现逻辑(用户界面)与业务逻辑(具体的业务逻辑)的分离，从而实现客户端应用系统的“零维护”，并能够支持多种客户端接入设备；以太网以太网MES服务器服务器工控工控服务器服务器pcpc看板看板三菱PLC 接口联网设备欧姆龙PLC西门子PLC LG-PLC TCP/IPTCP/IP实时以太网实时以太网数控系统 机械手人机界面PLC设备IOT-SCADA系统OPC系统DBsocketwebservice项目背景需求分析项目概述MES系统规划SCADA系统规划技术选型实施策略海宝公司介绍项目调研确认合作计划人员设备就位开始需求分析调研技术方案研发执行确认技术方案完成功能开发模拟业务数据完善软件功能实施培训系统安装调试确认业务流程开始操作培训测试日常数据正式运行正式导入数据规范操作习惯系统正式运行进入维护阶段以项目制的开发管理模式，保证产品满足个性化需求以项目制的开发管理模式，保证产品满足个性化需求以产品化的高标准要求，保证项目功能稳定以产品化的高标准要求，保证项目功能稳定着重整体规划，分步实现进行渐增交付，将把最终的交付分为较细小的子交付。管理层能够在较短时间内看到成果，并衡量每阶段的成效。持续优化数据体系,在系统的实施过程中不断改进和完善。滚动开发把每一阶段的成果加上用户的反馈都作为下一阶段的基础做持续改进走向目标。需求需求分析分析系统系统设计设计系统系统开发开发系统系统测试测试用户用户测试测试上线上线部署部署系统系统规划规划1、整体规划，分步实现2.、滚动开发，流程改进项目背景需求分析项目概述MES系统规划SCADA系统规划技术选型实施策略海宝公司介绍海宝软件股份有限公司专注于为生产制造型企业，提供“智慧工厂、智能车间、车间物联网”信息化整体解决方案、行业管理软件开发服务、“车间物联网”相关智能终端及应用软件开发、园区企业云制造平台建设和服务。团队业绩11年来，我们已经为超过500家机械制造型企业成功实施管理软件。培养了前期咨询、软件开发、系统个性化订制、项目实施、后期维护等全面的人才队伍。资质已经取得软件著作权、软件产品证书125个，美国发明专利2项，国内发明专利5项，实用新型专利8项。获得国际软件产品成熟度质量体系CMMI-3认证证书，国际信息安全体系ISO27001认证证书，双软企业认证证书。2010年与IBM合作，“云计算SaaS-E20”协同办公管理系统在中国第一个成功上线。2011年与美国TRANS-GLOBALCHANNEL,INC合作，打入国际市场。2011年建立4家分公司，数十家当地服务机构2013年完成股份制改造创立成长创新发展2006年成立无锡研发中心2007年发布精益制造执行管理系统2009年重组“海宝软件”及“海宝传感”，总体发布E2E3E9软件，集成MES系统2010成立“海宝传感”，涉足传感及物联网领域提出“智慧工厂”概念2001年公司前身创立于上海2003年发布制造执行管理系统2004年发布集成MES系统2005年制造执行管理系统客户数量超过50家董事会总经理总经办人事部行政部财务部技术副总技术部研发组E2开发组E3开发组测试组项目部调研组培训组客服部市场副总市场部咨询部销售部渠道部分公司江苏上海浙江美国宿迁MES事业部软件组硬件组测试组项目组