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研华离散制造数字化车间方案

针对离散制造业建立数字化车间，通过MES将ERP计划与PDM数据集成，达到生产管理精益化，物料条码规范化，人员绩效电子化，生产信息可视化，设备管理透明化。通过对生产设备与测试设备、仪器等的联网数据采集，将车间工业数据及生产信息优化管理，通过建立中控室及大数据分析看板达到集中管控。
针对操作人员/管理人员角色提供权限，根据计划可执行排产、通过跟踪现场资源(人员、设备、物料、工艺、治工具)等状态。当工厂发生实时事件时，MES 能对此及时做出反应、处理，并用当前的准确数据对它们进行指导和处理。有效地指导工厂的生产运作过程，从而使其既能提高工厂及时交货能力，改善物料的流通性能，又能提高生产回报率。MES 可以为企业提供包括计划与排产、车间作业、车间物料、绩效与看板、质量、设备等管理模块，为企业打造一个扎实、可靠、全面、可行的制造协同管理平台。

一、 生产作业管理
生产现场待加工信息,工序现场的编排,派工,工人计时计件的准确性, 系统检验单据的生成,信息的录入等生产环节的自动化程度,直接关系到信息传达，指导生产，改善物料流通，节省管理成本,提高品质与及时交货的能力。
现状：总装车间目前派工、报工、计件、转序等环节基本上完全依赖于纸制工单，存在不及时不准确，事后无法统计的问题。
方案：通过触摸屏工作台实现多个应用场景的自动化，完成派工、查询、报工、转序、质检、异常呼叫。
l 工序派工，计时计件
班组长在车间现场的触摸屏工作台上，进行工序的排班、派工,班组长利用触摸屏工作台，记录统计工人的计时计件完成情况.
触摸屏工作台上工序编排派工，灵活高效，容易调整，派工信息能够及时共享,保障工人的计时计件工资的准确性。

l 派工查询，转序汇报
操作工在触摸屏工作台上刷卡查询分配给各自的工序生产任务本工序完工后，操作工在工作台上实时汇报。
生产现场刷卡查询待加工信息，速度快、效率高、信息完整，提升整个车间的运作效率完工信息实时汇报，下道工序实时接收，生产工序进度更具有实时性、透明化。

l 现场质检
质检人员在触摸屏工作台上刷卡查询待检验工序或产品质检人员在现场工作台上录入检验结果质检报表连接电子看板实时更新显示。
利用工作台快速获取待检信息，利于快速开展检验工作，并保障产品质量系统检验单据自动生成，避免再手工录单，提升制单效率品质合格率实时呈现，全员参与质量管理，提升产品质量和竞争力

l 异常Andon系统
建立规范的生产异常代码，在制造过程中发现了生产缺陷/异常时；能通过此系统在最短的时间里将信息传递出去，使问题能够通知工艺部门,维护部门或仓库，得到相关部门的快速响应；使生产能够平稳进行 提高效率.触摸屏结合扫描枪模式触发.，触摸屏模式让信息更加明确的传递出去，减少不必要的时间浪费
1、当操作者需要帮助、发现质量等与产品制造、质量有关的问题，他就可以直接按下安灯按钮，直接激活Andon系统，该信息通过操作工位信号灯、Andon看板、广播将信息发布出去，提醒所有人注意。
2、班组长响应质量要求， 与操作工一同确定问题。如果班组长可以解决问题，重新按下触屏安灯按钮，系统恢复正常。如果确定的问题必须向其它部门求助解决，则班组长通过触屏软件权限进行呼叫，将信息类型、呼叫内容再次通过Andon看板、广播将信息发布出去，呼叫物料、质量、维修等前去处理问题。
3、如果有过程控制的显示看板，看板将高亮显示下面的信号状态；
4、异常信息发送方式的多样性：即时通讯软件、短信、邮件；
5、采用逐层报警机制，保证异常状况迅速有效地得到处理
6、相关维护部门响应异常后，将处理方式与处理结果通过现场刷枪和终端记录处理信息至TPM系统。

产品信息：
序号
品名
内容
备注
1
触摸屏工作台
TPC-1551T

2
RFID读卡设备

3
蓝牙条码扫描枪

二、 设备联网数据采集
1、 SMT设备包涵印刷 铁片 回焊炉 AOI等多类设备,工单进度，节拍,产能,物料防错等问题是SMT线生产的主要问题
现状：在电子贴片组装业界，生产机台投资金额往往比例较高，希望能提高机台产能，缩短停滞待机时间，预先预防保养机台避免临时故障停机。为达成该智能监控的目标，需要采集每台设备生产运行状态、运行时间、能耗状态。
方案：为掌握每台机台生产运行状态、运行时间、能耗状态，研华提供解决整套解决方案能进行机台状况监控、机台温湿监控、机台能耗监控、机台稼动率监控、回焊炉监控及辅助设备氮气监控，达成整厂智能监控目标，能提供高阶主管最实时的数据。
通过对进料器，料盘，及贴片机改造加装条码&RFID，实现上料防错对比，上错料或进料器对应错误，直接报警并记录。
结合MES与APS 数据库数据，经由现场机台实时数据资料，随时掌握机台生产状态并且将生产过程数据长时间记录，作为大数据与预知防范智能系统的数据分析。
² 实时取得机台运行Cycle Time，掌控流水线线体平衡。
² 掌握设备工作状态、运行时间以及能耗状况。
² 通过机台的有效作业及实时能耗掌控，取得最佳效益。
² 收集数据实时回馈，配合APS智慧排程系统作为生管排程优化考量。
机台状态监控
² 通过三色灯信号采集，了解机台的实时运作状况。
² 通过进出板卡的光电感应抓取信号，或通过机台固有通讯接口进行协议通讯。
² 藉由Cycle Time 计算线平衡状态。
² 设立远程报警点(声光)，并以邮件方式通知，数据收集汇整转成日/月报表。
机台能耗监控
² 以智能电表串联机台的电源，采集相位电流、相位电压、有用功率、总功率等。
² 同时通过功率因子设定，标签特殊时段，区分特殊峰值及峰平谷能耗使用状况。
效果：

产品信息：
序号
品名
内容
备注
1
稼动率监控模块硬件
WISE4050*10PCS
光电计数器

2
智能电表模块+WebAccess EMS 系统
智能电表+能源监控软件

3
通讯模块硬件

2、 测试烤箱、测试仪器数据采集

现状：烽火集团总装车间有高低温烤箱、大量的测试设备和仪器、大量的人工电烙铁，目前均处于离网运行，数据无法统一上传和监控，设备数据形成孤岛，不利于统一管理和维护。
方案：通过已有的数据接口进行数据的采集，如烤箱和测试仪器，对于电烙铁等无法提供数据接口的新增温湿度传感器和采集模块，来完成数据的采集。

人工电烙铁监控
l 通过外置传感器读取各分区上下温湿度状态。
l 可掌控关键制程的参数，采集数据为后期质量管控做资料支撑。
品质实验：恒温恒湿机自动化控制系统
l 通过新增网关读取控制器的状态数据，经网络传输到监控中心。恒温
恒湿机运作状态，可随时掌控实验室设备运作状况。确保试验流程顺利进行，免除须随时留意机台运作状况的困扰，减轻使用者的负担。数据总览
l 恒温恒湿机数据状态总览面板，使用者可监看目前实验室所有设备运
行状态。提供各检测步骤温度湿度数据及历史运行曲线，使用者实时掌握目前运行及测试状态。待测物测试状态监看
l 待测物数据总览显示每个待测物的测试名称、测试循环次数、测试结
果与错误信息等数据数据。 提供同一机台所有待测物测试状态总览，可一次性掌握所有待测物测试状态，产出报表。
l 异常通知
待测物测试有异常项目发生时，监测画面将以闪烁方式提醒监控人员，并将警报数据记录至服务器中，以利日后查阅。警报系统可实时依警报层级自动发送E-mail与简讯通知预先设定的警报对象。
l 待测物(EUT)监控系统
恒温恒湿机发生异常时．监测画面将以闪烁方式提醒监控人员，并且将警报数据自动化纪录至服务器之中，以利日后查阅。警报系统可实时依警报层级自动发送E-mail与简讯通知预先设定的警报对象
l 序列整合测试
透过控制系统可将所有与温度相关的试验自动依序测试，不需一一设定。使用者只要设定一次便可完成所有试验。
l 测试程序导入
测试程序加载系统，可直接加载不同测试参数需求。提供远程加载程序功能，用户可于远程实时监测并修改测试程序，以达到测试完整性。
方案架构：

产品信息：
序号
品名
内容
备注
1
数据采集网关
ECU-1152
采集测试仪、烤箱数据

2
温湿度采集模块
采集电烙铁温度

3
温湿度传感器
采集电烙铁温度

4
监控平台
WEBACCESS

三、 电子看板
电子看板贯穿于生产全过程，将备料、领料、退料等物料信息，生产计划及进度，质检合格率，生产完成率，设备异常停机率，实时反映在看板大屏幕上，便于生产决策者第一时间掌握精准的数据和作出准确的判断。
现状：个别生产线有看板，但功能及显示数据均不能达到要求。
方案：企业生产车间或公共办公区域设立大型电子屏幕，显示生产各个环节的统计数据包括物料流转情况、生产计划与执行进度、质检合格率/不良率、设备运行数据。全面的电子看板显示信息，供企业全员查看到，使整个生产工程透明化，充分暴露出生产短板，高效的传达信息，指导工厂的生产运作，改善物料的流通效率，提高及时交货的能力，提高生产回报率。

效果：

产品信息：
序号
品名
内容
备注
1
电子看板主机
配置及统计所要显示内容

2
电子看板显示屏
显示大屏幕

四、 质量追溯
建立独立识别系统，给予每个物料包装独立的编码，将相关物料信息如P/N（料号）、D/C（生产日期）、L/C（生产批号）、Supplier（供货商）、MFG（制造商）、Qty（数量）进行绑定，生产线仅需使用Unique ID，物料包装的完整生命周期皆以Unique ID来操作管理。
方案：建立物料、工艺、产品全生命追溯。
主要实现如下功能：
Ø 新产品根据PDM导出BOM录入——可添加新产品型号，并导入新型号BOM清单。
Ø 信息扫描——扫描原材料，并将原材料批次信息与当班成品型号进行关联。
Ø 防错识别——型号选定后，软件通过BOM判定是否错误扫描其它型号的
原材料。若扫描错误，软件界面报警并且无法扫描下一原材料。软件界面消除报警后方可扫描下一原材料。
Ø 关键原材料上料判断——工程师可在BOM中定义关键原材料。关键原材
料必须首先扫描换型卡上原材料二维码，然后才可扫描原材料并上料。若换型卡上原材料二维码信息与当前原材料包装二维码信息不匹配，软件提示错误并且无法扫描下一原材料，直至正确扫描信息（一对一判断）。
Ø 查询——在检索界面输入成品批次信息，可检索出所使用的原材料型号
及批次信息及扫描时间。输入时间，可检索出扫描的原材料型号、批次信息。输入原材料批次信息，可检索出被扫描时间及涉及的成品批次信息。根据相关产品
Ø 批次信息除通过扫码枪终端扫描外还可通过软件界面手输录入，所有信
息均存储本地电脑
效果：
实现物料、工艺和产品的全追溯。
产品信息：
序号
品名
内容
备注
1
追溯扫描记录设备
PWS470

五、 电子化作业指导书
在人力组立生产线过程中，有时会因为作业人员疏忽或操作错误，因产品回修与报废造成的材料与工时损失，尤其常因不同地区人员素质差异执行结果不同。
在当今客制化需求下少量多样换线作业频繁，因此客户需要能提供操作者正确且快速之标准作业系统。
现状：采用纸质图纸或作业指导书手动传递，效率极为低下。
方案：研华提供一套电子化标准作业书系统，透过MES 数据库数据结合工业智能显示器，经由产品条形码方式，系统自动加载正确的电子化作业指导书减少人员作业之疏漏，确保正确作业流程。
WebAccess特制的软件模块读取工厂原有SOP 系统数据，当新组立产品上线时，生产线组长经工单条形码及WebAccess的操作接口，方便取得生产数据及每个工作站的电子SOP 档案，系统使用无线自动推送方式至现场显示器，匹配各个工站的实际作业。

效果：
Ø 电子化作业指导书，节约纸张以及彩墨使用量。
Ø 电子化SOP 版本管理，有效管理及杜绝人为手改，减少版本错误机率。
Ø 加快SOP 发行速度，藉由工站智能推送，现场永远保持最新版本标准。

产品信息：
序号
品名
内容
备注
1
IPC with 研华eSOP方案套件
IPC+ESOP套装软件

2
eSOP看板
TPC-1551T

3
条码枪

六、 治工具自动发料
现状：
1.治工具储位/数量与状态信息，目前仰赖人员例行性维护资料&点检，且信息格式, 编码未统一，导致人员处理效率不高
2.数据未与排程作主动的串联运算，平衡产能需求&治具成本
方案：
1.建立MSU跨厂统一的治工具编码原则，并建立各机种的治具BOM于 MES系统内
2.MES治工具数量信息与APS串联，计算平衡产能需求&治具成本的最适配置
3.建立治工具使用次数自动统计&保养/汰换原则，搭配自动警示机制进行管理
具体执行时要把握如下要点：
1.治工具编码原则统一(5/E)
2.建立治工具BOM数据库(7/E)
3.串联APS &治工具BOM数据库(8/E)：依照治工具数量计算可排产数量&交期。并针对交期无法满足客户需求部分主动警示治工具可能不足
4.建立治工具使用次数自动收集机制(6/E)：藉由机种与治工具的绑定关系，利用SFIS的过站数量自动计算治工具使用次数
5.分析&设定治工具汰换/点检规则(8/M)：藉由收集的治工具使用次数&异常纪录的数据库，利用大数据逻辑建立关联
6. 开发治工具主动点检/汰换警示 (9/E)：利用(5)建立的预测模型，当次数达到门坎时，进行主动警示
效果：
1. 根据扫描工单自动点亮治工具库的库位及颜色灯
2 根据颜色快速获取工具数量，降低治工具不良损失工时
2. 去除生管查询治具数量/计算器种每日产能作业工时
3. 降低点检频率/工时
4. 针对平衡产能需求&治具成本提供优化配置

七、 环境温湿度监控
为保证设备和物料的正常功能和使用寿命、质量，需要温湿度保持在标准的范围内，并且可以方便的实现温度监控及自动调节。
现状
Ø 人员统计效率低，准确性不可靠
Ø 历史讯息查询困难
Ø 无法实时的展示与调节

方案：
研华开发基于温湿度传感器及控制模块，可在远程计算机透过WebAccess实时查看当前监控状况，方便的实现各区域温湿度监控，通过网络模块接入，并对超标值给出报警提示，并利用研华的I/O模块实现智能控制及调节温湿度，达到标准范围。历史温湿度趋势数据也予以纪录，方便整理分析，满足仓库对温湿度管控的要求。
效果：
Ø 特定区域温湿度监控及自动调节
Ø 基于BS 架构的可视化接口，多种呈现方式，实现远程管理
Ø 通过排程可以智慧适应不同的季节和工作时段
Ø 预警及报警信息的实时推送，报表和历史记录查询

产品信息：

序号
品名
内容
备注
1
研华工业控制机
IPC工业计算机

2
温湿度采集模块
ADAM-2031

3
ZIGBEE网关
ADAM-2520

4
环境安全监控平台
WEBACCESS

八、 ESD静电监控
MES依据工艺文件要求，在操作过程中，将检测防静电腕带，防静电烙铁（温度、接地阻抗）的实时状态送至显示终端，并设置报警提示信息。
现状：有防静电措施，但是数据无法采集和上传，无法从远端监控并发出报警信息。
方案：在防静电手环处加装数据采集设备，将手环实时状态进行采集，并通过网络传输到监控端。在工位处加装红外线传感器，检测操作人员就位状态信息。将二者采集的信息通过软件进行解析并展示，设置报警，当出现违规作业时发出声光报警信息，提示操作人员。

效果：

产品信息：
序号
品名
内容
备注
1
接地报警器
ADAM以太网采集模块

2
ESD报警器
ADAM以太网采集模块

3
数据传输网关
ADAM数据网关

4
红外传感器
采集人员就位信息

九、 中控室
建立中央控制室（战情室），将各个系统数据，如MES系统，车间环境监控，设置诊断及效益优化，厂务能源，设备自动化，机台监诊及维护保养，实时反映于中控室大屏幕，及时掌握生产计划及生产数据，为管理人员决策提供数据依据。
现状：无中央控制室。
方案：将六大系统数据进行筛选和预处理，展现关键数据于大屏幕。具体如下：
效果：

产品信息：

序号
品名
内容
备注
1
46寸超窄边显示
尺寸：46寸
拼接缝隙：5.5mm
分辨率：1920 x1080
屏幕亮度：500cd/m²
丰富的接口：支持DVI、HDMI、VGA等信号格式
对比度：4000：1
可视频角度：178°（H）/178°（V

2
高清拼接处理器
支持VGA/HDMI等接口，处理各种高清信号，可以实现拼接及整合等功能，自带散热系统。

3
显示系统控制软件
大屏幕控制软件，具有国家计算机软件著作权，具有超强超距离信号处理功能，支持后期升级。支持多路信号输入

4
HDMI矩阵
4进4出 HDMI高清信号矩阵

5
立式安装支架
配套于46寸超窄边液晶单元专用壁挂式安装支架，材质镀锌方管

6
功能线材
图像信号连接线VGA线；
分配器或矩阵到屏幕专用链接线材；
根据现场环境，从控制点至幕墙墙的距离放置

7
服务器
建议：电脑配置I3，独显