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智能制造是制造企业实现转型升级的主要途径,主要通过构建智能生产系统,实现生产过程智能化。

智能制造成为了当下制造企业实现转型升级的“标配”,而这离不开顶层设计和结构化分析、分布式构建。智能制造本身包含太多内容,如软件(信息化)、硬件(智能装备)、集成(纵向集成和端到端集成)、工业大数据应用、智能物流、人员及管理要素等,盖勒普从信息化层面的三层架构,打通数据的纵向集成,提高数据的真实度和使用效率,走向效率更高、质量更优、透明度更高的智能制造。

结合中国工业现状,未来五年,中国很多制造型企业将通过架构SFC/MES/ERP系统,从“三个维度”对企业资源计划、制造过程执行和生产底层进行严密监控,实时跟踪生产计划、产品的状态,可视化、透明化地展现生产现场状况,推进企业改善生产流程、提高生产效率,实现基于数字化、网络化、柔性化、精益化的智能制造。生产现场集中控制管理系统SFC(Shop Floor Control)、制造执行系统MES(Manufacturing Execution System)和制造资源计划管理系统ERP(Enterprise Resource Planning),分别处于工厂生产底层(控制层)、制造过程(执行层)和制造资源(计划层)。通过采用这三套系统,企业能够充分利用信息技术、物联网技术和设备监控技术,加强生产信息管理和服务,清楚掌握产销流程、提高生产过程的可控性、减少生产线上人工的干预,同时还能即时正确地采集生产线数据,合理编排生产计划与生产进度,打造“三维”智能制造体系。盖勒普为企业实现工厂中间层(MES)和生产底层-控制层(SFC)智能制造的规划和部署。

 

智能车间生产底层控制——盖勒普SFC系统

 

生产底层(控制层)是工业互联网的感知层,是智能制造的“触角”。在生产过程中,所有制造企业都需要在一个整合的IT系统,或者从多个IT系统中,合并包含电子数据表的管理业务流程信息。在这些系统当中,许多典型的领域需要被特别予以关注,如设备、工具、质量、工艺、人员等。在许多制造企业内部,生产现场只具备很有限的IT系统,并且这些系统通常以机械控制与自动化为导向,或者根本就没有IT系统,从而必须配备额外的管理人员,花费额外的时间,为了不必要的沟通、联络、接洽、电话咨询,产生了很多文件,耽误了时间,增加了额外的成本。

盖勒普SFC系统涵盖了整个生产底层——控制层的完整规划,是实现智能制造的基石。它既包括机器、设备组、生产线等各类生产所需的智能终端信息采集技术,也包括射频识别(RFID)标签、传感器、摄像头、二维条码、遥测遥感等感知终端信息采集技术,编织了生产底层——控制层的网络化平台,将生产信息集中管理、实时共享,整体跟踪和管理生产人员所关心的主要生产过程,实时采集生产底层各种加工数据,并加以统计和分析。SFC系统使运行生产底层的工作变得更加简单、有效和有力,重新定义了整个生产车间的自动化过程。

根据智能制造的总体规划,生产底层——控制层SFC系统通过可配置、模块化的工业互联网技术,结合先进的数字化数据录入/读出技术,搭建工厂车间协同制造平台,使各生产单元数据在系统内实现无缝连接、快速调用。生产现场通过设备和工位、人员统一联网管理,在每个生产工序环节进行智能化数据采集和反馈,并实时统计和分析,超过25000多种可自定义的图报表在各个生产工段、部门进行实时展示。同时,企业领导者可结合大数据分析结果,进行实时决策,以降低制造过程成本,提高产品质量和生产效率。各类生产信息通过“无纸化”方式传递到工位、设备,以及生产中央控制室,为智能化排产提供数据支持。通过可视化电子看板和三维模拟实时展现生产现场,所有数据和信息均可动态地传输到各厂区的各生产数据终端。

 

智能制造生产过程执行—盖勒普MES系统

 

对于制造型企业而言,制造过程——执行层MES系统扮演的是“从订单出发到产品完成过程中,将产品及生产现场的实时信息完整无误地反映给管理者,以促使企业将生产活动最佳化”的角色。也就是说,MES完成制造计划的执行,它在制造资源——计划层ERP系统和生产底层——控制层SFC系统之间架起了一座桥梁,能精确调度、发送、跟踪、监控车间的生产信息和过程,且同时能测量和报告其实时性能,它是实现车间生产数字化、智能化的基本技术手段。

制造企业生产过程——执行层在缺乏MES系统的协助下,不仅所有生产活动,如流程控制、派工管理、材料管理、设备操作等,都必须以人工进行作业,有关现场的数据采集,也只能靠员工手动进行整理、汇总,最快也得第二天才能出数据,最慢三四天也不足为奇。因此,生产现场数据滞后,造成管理者无法实时掌握车间现场的实际生产情况。即便当天发现生产异常,也无法及时纠正,对企业造成极大的损害。通过MES系统实时采集生产现场数据,管理者可快速了解上下游产品的种类、进度、数量与缺料等情况,实时进行相关产品的生产管控与调整,以增进整体生产线的作业效率,避免待料、重工等问题发生,缩短产品制造周期、减少在制品、缩短前置时间,大幅提高产品质量,降低生产成本。

在工业4.0时代,云计算、移动终端和大数据等新技术不断融合到工业自动化领域当中,制造业正从信息化迈向智能化。而智能化务必需要运用MES把碎片化、零散化的数据进行整合分析,通过数据互联互通,打通企业产品设计、客户管理、供应链管理、效率管理系统,实现生产底层——控制层、制造过程——执行层、制造资源——计划层的整体优化,最终使制造企业资产使用效率更高、产品生产成本更低、市场风险可控,提高企业整体竞争能力。

智能制造是集绿色、智能等新兴技术于一体,构建一个高效节能、绿色环保、环境舒适的生产制造管理控制系统,其核心是将生产系统及过程用网络化分布式生产设施来实现。同时,企业管理包括生产物流管理、人机互动管理,以及信息技术在产品生产过程中的应用,形成新产品研发生产制造管理一体化。