智能數(shù)字化工廠一體化解決方案綜述

1、廣東工業(yè)大學智能制造與數(shù)字化工廠智能制造與數(shù)字化工廠廣東工業(yè)大學提提 綱綱一、兩化融合下的數(shù)字化與智能化制造一、兩化融合下的數(shù)字化與智能化制造二、數(shù)字化工廠概述二、數(shù)字化工廠概述三、相關(guān)研究與案例三、相關(guān)研究與案例廣東工業(yè)大學大背景：信息化與工業(yè)化融合大背景：信息化與工業(yè)化融合 產(chǎn)品本身：產(chǎn)品本身：信息技術(shù)（信息技術(shù)（ITIT，Information TechnologyInformation Technology）的）的應(yīng)用使機械產(chǎn)品本身向數(shù)字化轉(zhuǎn)變，深刻改變了機械產(chǎn)品的應(yīng)用使機械產(chǎn)品本身向數(shù)字化轉(zhuǎn)變，深刻改變了機械產(chǎn)品的內(nèi)涵；內(nèi)涵； 生產(chǎn)活動：生產(chǎn)活動：計算機輔助設(shè)計、工藝、制造、測試、管

2、理等先計算機輔助設(shè)計、工藝、制造、測試、管理等先進技術(shù)手段使企業(yè)生產(chǎn)的自動化、柔性化、智能化程度大大進技術(shù)手段使企業(yè)生產(chǎn)的自動化、柔性化、智能化程度大大提高，全面提升了企業(yè)的能力；提高，全面提升了企業(yè)的能力；廣東工業(yè)大學 制造模式：制造模式：信息技術(shù)向制造業(yè)的全面滲透，還產(chǎn)生了許多新信息技術(shù)向制造業(yè)的全面滲透，還產(chǎn)生了許多新的工業(yè)化理念，如的工業(yè)化理念，如“協(xié)同生產(chǎn)協(xié)同生產(chǎn)”、“敏捷制造敏捷制造”、 “ “大規(guī)模大規(guī)模客戶化定制客戶化定制”等；等； 未來發(fā)展：未來發(fā)展：信息技術(shù)新的發(fā)展，如下一代互聯(lián)網(wǎng)、云計算、信息技術(shù)新的發(fā)展，如下一代互聯(lián)網(wǎng)、云計算、無線傳感、物聯(lián)網(wǎng)等，將更加廣泛而深刻地引起

3、機械工業(yè)的無線傳感、物聯(lián)網(wǎng)等，將更加廣泛而深刻地引起機械工業(yè)的變革。變革。 4垂直尾翼垂直尾翼水平尾翼水平尾翼發(fā)動機發(fā)動機工裝工裝美美國國大背景：信息化與工業(yè)化融合大背景：信息化與工業(yè)化融合廣東工業(yè)大學18世紀末20世紀初70年代初至今第一次工業(yè)革命第一次工業(yè)革命機械化生產(chǎn)蒸汽驅(qū)動第二次工業(yè)革命第二次工業(yè)革命批量流水線生產(chǎn)電力驅(qū)動第三次工業(yè)革命第三次工業(yè)革命高自動化柔性生產(chǎn)計算機信息技術(shù)驅(qū)動第四次工業(yè)革命第四次工業(yè)革命智能化工廠智能裝備及信息通信精精益益制制造造智智能能管管理理第四次工業(yè)革命：全面的智能化工廠廣東工業(yè)大學q 蒸汽機、電動機曾給機械產(chǎn)品的發(fā)展帶來革命蒸汽機、電動機曾給機械產(chǎn)品的發(fā)

4、展帶來革命q 數(shù)字化：信息化與工業(yè)化融合的重要手段數(shù)字化：信息化與工業(yè)化融合的重要手段q 智能化：裝備和機械產(chǎn)品的發(fā)展趨勢智能化：裝備和機械產(chǎn)品的發(fā)展趨勢 蒸汽機普通機床數(shù)控機床智能機床我國制造業(yè)發(fā)展的幾個主要階段我國制造業(yè)發(fā)展的幾個主要階段廣東工業(yè)大學使用數(shù)控織機，由原來使用數(shù)控織機，由原來3-43-4小時小時/ /毛衣，變?yōu)槊?，變?yōu)?040分鐘分鐘/ /毛衣，同時毛衣，同時1 1個工人操作個工人操作5-105-10臺機器。臺機器。手動式手動式半自動半自動全數(shù)控全數(shù)控案例1： 紡織機械廣東工業(yè)大學案例1： 紡織機械細紗機紡紗過程中把半制品粗紗或條子經(jīng)牽伸、加拈、卷繞成細紗管紗的紡紗機器。

5、機械式細紗機機械式細紗機數(shù)字式細紗機數(shù)字式細紗機p車頭采用車頭采用高精度油高精度油浴齒輪箱浴齒輪箱p車尾配備車尾配備同步牽伸同步牽伸傳動機構(gòu)傳動機構(gòu)p帶斷線圖帶斷線圖像檢測像檢測智能化細紗機智能化細紗機p采用單錠單電機，采用單錠單電機，20000rpmp配備細沙斷頭粗配備細沙斷頭粗紗停喂裝置，并紗停喂裝置，并與電錠運轉(zhuǎn)聯(lián)動與電錠運轉(zhuǎn)聯(lián)動p整機數(shù)字化控制整機數(shù)字化控制系統(tǒng)，監(jiān)測紡紗系統(tǒng)，監(jiān)測紡紗張力變化張力變化廣東工業(yè)大學案例2： 印刷機械機械長軸傳動機械長軸傳動最高速度：最高速度：160米米/分分電子長軸傳動電子長軸傳動p以電子虛擬軸作以電子虛擬軸作為主導軸，機器為主導軸，機器各單元分散驅(qū)動；

6、各單元分散驅(qū)動；p傳動由智能化驅(qū)傳動由智能化驅(qū)動器高精度控制動器高精度控制的電子長軸的電子長軸；p最高印刷速度：最高印刷速度：350米米/分分廣東工業(yè)大學異型玻璃磨邊機異型玻璃磨邊機數(shù)控玻璃加工中心數(shù)控玻璃加工中心p手工靠手工靠模加工模加工p平板玻平板玻璃的周璃的周邊與斜邊與斜邊的磨邊的磨削拋光削拋光異型內(nèi)孔加工異型內(nèi)孔加工刀庫智能管理刀庫智能管理p全數(shù)字控制加工全數(shù)字控制加工p適用于不同厚度和尺寸的平板玻璃適用于不同厚度和尺寸的平板玻璃鉆孔、銑形、寫字、磨邊及拋光鉆孔、銑形、寫字、磨邊及拋光p具有砂輪磨損智能補償功能具有砂輪磨損智能補償功能案例3： 玻璃加工機械廣東工業(yè)大學伺服驅(qū)動系統(tǒng) 數(shù)控

7、技術(shù)的應(yīng)用引起機械產(chǎn)品本身內(nèi)涵發(fā)生根本性變化數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用引起機械產(chǎn)品本身內(nèi)涵發(fā)生根本性變化齒輪箱齒輪箱動力源動力源傳動機構(gòu)傳動機構(gòu)工作裝置工作裝置伺服驅(qū)動系統(tǒng)伺服驅(qū)動系統(tǒng)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)工作裝置工作裝置輸入輸入信息信息信息反饋信息反饋傳統(tǒng)機械產(chǎn)品傳統(tǒng)機械產(chǎn)品數(shù)控機械產(chǎn)品數(shù)控機械產(chǎn)品制造裝備智能化的基礎(chǔ)制造裝備智能化的基礎(chǔ)廣東工業(yè)大學1 1、平臺全數(shù)字化、平臺全數(shù)字化q 現(xiàn)場總線、碼盤到伺服的連接、驅(qū)動單元等全數(shù)字化現(xiàn)場總線、碼盤到伺服的連接、驅(qū)動單元等全數(shù)字化q 高檔系統(tǒng)普遍采用現(xiàn)場總線方式高檔系統(tǒng)普遍采用現(xiàn)場總線方式2 2、高速、高精、高可靠、高速、高精、高可靠q 先進數(shù)控機床加速度可達先

8、進數(shù)控機床加速度可達10g10g，快移速度達，快移速度達720m/min720m/minq 普通數(shù)控加工精度普通數(shù)控加工精度5m5m，精密級，精密級1m1m，超精密，超精密0.01m0.01mq 數(shù)控裝置數(shù)控裝置MTBFMTBF值達值達60000h60000h以上，伺服系統(tǒng)達以上，伺服系統(tǒng)達30000h30000h3 3、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、復合化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、復合化q 加工參數(shù)自調(diào)整、防碰撞、誤差補償、顫振預測抑制等加工參數(shù)自調(diào)整、防碰撞、誤差補償、顫振預測抑制等q 從單一的數(shù)據(jù)傳輸向網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、維護與管理方向發(fā)展從單一的數(shù)據(jù)傳輸向網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、維護與管理方向發(fā)展q 同時完成復雜零件的主要乃至全部

9、加工工序同時完成復雜零件的主要乃至全部加工工序現(xiàn)場總線現(xiàn)場總線 高速納米插補高速納米插補加工參數(shù)自動調(diào)整加工參數(shù)自動調(diào)整制造裝備智能化的內(nèi)涵制造裝備智能化的內(nèi)涵廣東工業(yè)大學Prof. Shu ZhangInstitute on Advanced Manufacturing Technology, Tongji University操作權(quán)限操作權(quán)限指紋確認指紋確認加工任務(wù)完成情況和加工任務(wù)完成情況和機床狀態(tài)可用手機查詢機床狀態(tài)可用手機查詢數(shù)碼相機數(shù)碼相機信息塔信息塔(e-Tower) 機床信息化，具有語音機床信息化，具有語音、文本和視像等通訊功能、文本和視像等通訊功能。與生產(chǎn)計劃調(diào)度系統(tǒng)聯(lián)。與生

10、產(chǎn)計劃調(diào)度系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，實時反映機床工作狀網(wǎng)，實時反映機床工作狀態(tài)和加工進度態(tài)和加工進度 操作權(quán)限指紋確認。工操作權(quán)限指紋確認。工件試切時，可在屏幕上觀件試切時，可在屏幕上觀察加工過程。故障報警顯察加工過程。故障報警顯示、在線幫助排除。示、在線幫助排除。智能化與自主管理智能化與自主管理智能化制造裝備國內(nèi)外進展廣東工業(yè)大學p 知道本系統(tǒng)的加工能力和狀態(tài)p 能夠監(jiān)控和自主優(yōu)化加工過程p 能夠自行度量工作（輸出）的質(zhì)量p 能夠不斷持續(xù)學習和提高自己的能力智能化與自主管理智能化與自主管理智能通訊單元智能化制造裝備智能化制造裝備國內(nèi)外進展國內(nèi)外進展廣東工業(yè)大學制造業(yè)的服務(wù)化趨勢 領(lǐng)先的制造企業(yè)不再只關(guān)注產(chǎn)品

11、的生產(chǎn)加工，而是將市場拓展至產(chǎn)品的整個生命周期，包括產(chǎn)品開發(fā)或改進、生產(chǎn)加工、銷售、售后服務(wù)、產(chǎn)品報廢、產(chǎn)品解體或回收整車租賃ITIT服務(wù)服務(wù)緊急救援售后維修汽車美容整車及零部件設(shè)計、研發(fā)整車裝配車展車展工廠環(huán)保與節(jié)能ITIT服務(wù)服務(wù)信貸信貸設(shè)備技術(shù)與維修檢測技術(shù)與服務(wù)檢測技術(shù)與服務(wù) 零部件及整車物流化學品管理旅行服務(wù)工具、設(shè)備管理供應(yīng)鏈管理第三方采購交鑰匙工程產(chǎn)品回收處理培訓培訓電子 商務(wù)電子商務(wù) 保險保險以汽車行業(yè)為例：廣東工業(yè)大學u根據(jù)德勤在全球80家大型制造業(yè)公司中的調(diào)研，服務(wù)收入占總銷售收入的平均值超過25%；有19%的制造業(yè)公司的服務(wù)收入超過總收入的50%。全球制造業(yè)中服務(wù)業(yè)務(wù)所占

12、比例 全球工業(yè)全球工業(yè)在全部銷售中服務(wù)業(yè)務(wù)所占份額在全部銷售中服務(wù)業(yè)務(wù)所占份額平均值平均值領(lǐng)先的企業(yè)領(lǐng)先的企業(yè)航空和國防航空和國防47%47%超過超過50%50%汽車制造汽車制造37%37%超過超過50%50%電子信息產(chǎn)業(yè)電子信息產(chǎn)業(yè)19%19%超過超過50%50%生物和醫(yī)藥設(shè)備生物和醫(yī)藥設(shè)備21%21%超過超過50%50%所有制造公司所有制造公司26%26%超過超過50%50%*數(shù)據(jù)來自德勤公司研究報告基于全球服務(wù)業(yè)和零件管理調(diào)研制造業(yè)的服務(wù)化趨勢廣東工業(yè)大學 根據(jù)Andy Neely對全球13000家制造業(yè)上市公司研究的結(jié)果，發(fā)達國家制造業(yè)服務(wù)化的水平明顯高于正處在工業(yè)化進程中的國家。 美

13、國制造與服務(wù)融合型的企業(yè)占制造企業(yè)總數(shù)的58%，而中國制造業(yè)的服務(wù)化進程相對落后，具備服務(wù)型制造能力的企業(yè)僅占所有企業(yè)的2.2。制造業(yè)的服務(wù)化趨勢廣東工業(yè)大學q IBMIBM曾經(jīng)僅是硬件制造商，經(jīng)過十余年的業(yè)務(wù)整合，現(xiàn)已成功轉(zhuǎn)型為全球最大的“提供硬件、網(wǎng)絡(luò)和軟件服務(wù)的整體解決方案供應(yīng)商”。在IBM全球的營收體系中，目前大約有55%的收入來自IT服務(wù)。q ROLLS-ROYCEROLLS-ROYCE是著名的發(fā)動機公司，是波音、空客等大型飛機制造企業(yè)的供貨商。ROLLS-ROYCE并不直接向他們出售發(fā)動機，而以“租用服務(wù)時間”的形式出售，并承諾在對方的租用時間段內(nèi)，承擔一切保養(yǎng)、維修和服務(wù)。ROL

14、LS-ROYCE通過改變運營模式，擴展發(fā)動機維護、發(fā)動機租賃和發(fā)動機數(shù)據(jù)分析管理等服務(wù)，通過服務(wù)合同綁定用戶，服務(wù)收入達到公司總收入的55%以上。制造產(chǎn)業(yè)服務(wù)化的典型案例制造產(chǎn)業(yè)服務(wù)化的典型案例廣東工業(yè)大學提提 綱綱一、兩化融合下的數(shù)字化與智能化制造一、兩化融合下的數(shù)字化與智能化制造二、數(shù)字化工廠概述二、數(shù)字化工廠概述三、相關(guān)研究與案例三、相關(guān)研究與案例廣東工業(yè)大學什么是數(shù)字化工廠q 數(shù)字化工廠以以MESMES為核為核心心，對工廠內(nèi)的制造資源、計劃、流程等進行管控q 數(shù)字化工廠與產(chǎn)品設(shè)計層有緊密關(guān)聯(lián)，是設(shè)計意圖的物化環(huán)節(jié)q 通過系統(tǒng)集成，數(shù)字化工廠還與企業(yè)層和設(shè)備控制層實時交換數(shù)據(jù)，形成制造決

15、策、執(zhí)行和控制等信息流的閉環(huán)廣東工業(yè)大學數(shù)字化工廠的工作范圍廣東工業(yè)大學WIP跟蹤(工位/工序/部件)各工位關(guān)重件安裝匹配查驗生產(chǎn)報工與節(jié)拍價值分析各型號/各訂單的完工情況各工位/各關(guān)重件實作工時安燈內(nèi)容信息采集與發(fā)布設(shè)備運行狀態(tài)和運行參數(shù)線邊物料的消耗與配送現(xiàn)場視頻采集與近景分析現(xiàn)場環(huán)境(光/溫/濕/塵/氣)物流通道及設(shè)備監(jiān)控叉車/AGV/堆垛機運行情況物流設(shè)備位置數(shù)字地圖顯示配送執(zhí)行狀態(tài)跟蹤及監(jiān)控倉庫出入庫/庫存/缺料跟蹤質(zhì)量統(tǒng)計分析報表及異常報告質(zhì)檢現(xiàn)場數(shù)據(jù)/質(zhì)檢設(shè)施數(shù)據(jù)主機及關(guān)重件流轉(zhuǎn)過程監(jiān)控質(zhì)量報表數(shù)據(jù)/統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)現(xiàn)場質(zhì)量事故位置與性質(zhì)分析設(shè)備運行狀態(tài)和運行參數(shù)刀具/量具/模具在庫

16、/在工位裝運車輛的定位/跟蹤/調(diào)度關(guān)鍵崗位人員的定位/呼叫資源的能力/效率跟蹤分析生產(chǎn)過程數(shù)字化質(zhì)量管控數(shù)字化制造資源數(shù)字化現(xiàn)場運行數(shù)字化物料管控數(shù)字化管控中心管控中心PCC生產(chǎn)生產(chǎn)質(zhì)量質(zhì)量物流物流ERPPDM設(shè)備設(shè)備數(shù)字化工廠的核心內(nèi)容廣東工業(yè)大學數(shù)字化工廠的分層管理 數(shù)字化制造決策與管控層 商業(yè)智能商業(yè)智能/ /制造智能（制造智能（BI/MIBI/MI）：可針對質(zhì)量管理、生產(chǎn)績效、依從性、產(chǎn)品總譜和生命周期管理等提供業(yè)務(wù)分析報告 無縫縮放和信息鉆?。簾o縫縮放和信息鉆?。和ㄟ^先進的可定制可縮放矢量圖形技術(shù)，使用者可充分考慮本企業(yè)需求及行業(yè)特點，輕松創(chuàng)建特定的數(shù)據(jù)看板、圖形顯示和報表，可快速鉆

17、取至所需要的信息l實時制造信息展示：實時制造信息展示：無論在車間或是公司辦公室、會議室，通過掌上電腦、PC機、大屏幕顯示器，用戶都可以隨時獲得所需的實時信息廣東工業(yè)大學數(shù)字化工廠的分層管理 數(shù)字化制造執(zhí)行層 先進排程與任務(wù)分派：先進排程與任務(wù)分派：通過對車間生產(chǎn)的先進排程和對工作任務(wù)的合理分派，使制造資源利用率和人均產(chǎn)能更高，有效降低生產(chǎn)成本 質(zhì)量控制：質(zhì)量控制：通過對質(zhì)量信息的采集、檢測和響應(yīng)，及時發(fā)現(xiàn)并處理質(zhì)量問題，杜絕因質(zhì)量缺陷流入下道工序所帶來的風險 準時化物料配送：準時化物料配送：通過對生產(chǎn)計劃和物料需求的提前預估，確保在正確的時間將正確的物料送達正確的地點，在降低庫存的同時減少生產(chǎn)

18、中的物料短缺問題l及時響應(yīng)現(xiàn)場異常：及時響應(yīng)現(xiàn)場異常：通過對生產(chǎn)狀態(tài)的實時掌控，快速處理車間制造過程中的生產(chǎn)過程中常見的延期交貨、物料短缺、設(shè)備故障、人員缺勤等各種異常情形廣東工業(yè)大學數(shù)字化工廠的分層管理 數(shù)字化制造裝備層（工位層） 實時硬件裝備集成：實時硬件裝備集成：通過對數(shù)控設(shè)備、工業(yè)機器人和現(xiàn)場檢測設(shè)備的集成，實時獲取制造裝備狀態(tài)、生產(chǎn)過程進度以及質(zhì)量參數(shù)控制的第一手信息，并傳遞給執(zhí)行層與管控層，實現(xiàn)車間制造透明化，為敏捷決策提供依據(jù) 多源異構(gòu)數(shù)據(jù)采集：多源異構(gòu)數(shù)據(jù)采集：采用了先進的數(shù)據(jù)采集技術(shù)，可以通過各種易于使用的車間設(shè)備來收集數(shù)據(jù)，同時確保系統(tǒng)中生產(chǎn)活動信息傳遞的同步化和有效性 生

19、產(chǎn)指令傳遞與反饋生產(chǎn)指令傳遞與反饋：支持向現(xiàn)場工業(yè)計算機、智能終端及制造設(shè)備下發(fā)過程控制指令，正確、及時地傳遞設(shè)計及工藝意圖設(shè)備控制電子看板按燈智能料架條碼掃描RFID廣東工業(yè)大學數(shù)字化工廠的典型應(yīng)用場景廣東工業(yè)大學數(shù)字化工廠的作用：以汽車工業(yè)為例q 20102010年，國務(wù)院發(fā)展研究中心年，國務(wù)院發(fā)展研究中心汽車產(chǎn)業(yè)藍皮書汽車產(chǎn)業(yè)藍皮書發(fā)布比較結(jié)發(fā)布比較結(jié)果：日本汽車工業(yè)果：日本汽車工業(yè)91.6291.62分，中國汽車工業(yè)分，中國汽車工業(yè)54.3354.33分分自主品牌自主品牌汽車工業(yè)發(fā)達國家汽車工業(yè)發(fā)達國家品種品種效率效率3.53.5分鐘分鐘/ /輛輛（江淮商務(wù)車）（江淮商務(wù)車）4848秒

20、秒/ /輛輛（日本本田轎車、商務(wù)車共線）（日本本田轎車、商務(wù)車共線）質(zhì)量質(zhì)量10001000多種變型共線多種變型共線40004000多種變型共線多種變型共線（20002000年豐田年豐田CoronasCoronas裝配線）裝配線）224224個個PP100PP100（每百輛新車問題數(shù)）（每百輛新車問題數(shù)）135135個個PP100PP100（每百輛新車問題數(shù)）（每百輛新車問題數(shù)）20102010年年J.D. PowerJ.D. Power亞太公司中國新車質(zhì)量研究報告亞太公司中國新車質(zhì)量研究報告廣東工業(yè)大學數(shù)字化工廠的作用：以汽車工業(yè)為例設(shè)備能力設(shè)備能力生產(chǎn)過程管控與優(yōu)化能力生產(chǎn)過程管控與優(yōu)化能

21、力要實現(xiàn)上述目標，要實現(xiàn)上述目標，設(shè)備的智能化水平和生產(chǎn)過程管控與優(yōu)化的能力缺一不可設(shè)備的智能化水平和生產(chǎn)過程管控與優(yōu)化的能力缺一不可多品種多品種高效率高效率低成本低成本高質(zhì)量高質(zhì)量在設(shè)備能力逐步提升的情況下，制造環(huán)節(jié)的數(shù)字化管控與優(yōu)化能力不足更在設(shè)備能力逐步提升的情況下，制造環(huán)節(jié)的數(shù)字化管控與優(yōu)化能力不足更顯突出，已成為我國汽車工業(yè)與國外差距的主要原因之一。顯突出，已成為我國汽車工業(yè)與國外差距的主要原因之一。廣東工業(yè)大學n 因上游車間供應(yīng)不足引起因上游車間供應(yīng)不足引起的停線次數(shù)減少的停線次數(shù)減少26%26%n 因下游車間能力不足引起因下游車間能力不足引起的停線次數(shù)減少的停線次數(shù)減少29%29

22、%技術(shù)指標對比：技術(shù)指標對比：實際工程應(yīng)用前后對比實際工程應(yīng)用前后對比應(yīng)用車型應(yīng)用車型實施前實施前生產(chǎn)節(jié)拍生產(chǎn)節(jié)拍實施后實施后生產(chǎn)節(jié)拍生產(chǎn)節(jié)拍瑞風商務(wù)車瑞風商務(wù)車3.53.5分鐘分鐘/ /輛輛2.52.5分鐘分鐘/ /輛輛賓悅轎車賓悅轎車120120秒秒/ /輛輛8888秒秒/ /輛輛重汽卡車重汽卡車7.87.8分鐘分鐘/ /輛輛5.95.9分鐘分鐘/ /輛輛上游供應(yīng)不足下游能力不足物料短缺負荷超限設(shè)備故障次數(shù)次數(shù)實施數(shù)字化工廠帶來的收益廣東工業(yè)大學企業(yè)企業(yè)指標指標實施前實施前實施后實施后奇瑞汽車奇瑞汽車發(fā)動機裝配出錯率發(fā)動機裝配出錯率0.50.50.030.03江淮汽車江淮汽車整車交驗合格率

23、整車交驗合格率91.57%91.57%93.73%93.73%一汽海馬汽車一汽海馬汽車總裝線總裝線設(shè)備綜合效率設(shè)備綜合效率77%77%83%83%用于奇瑞、江淮、一汽海馬等自主品牌汽車生產(chǎn)用于奇瑞、江淮、一汽海馬等自主品牌汽車生產(chǎn)典型案例：汽車行業(yè)典型案例：汽車行業(yè)實施數(shù)字化工廠帶來的收益廣東工業(yè)大學實施數(shù)字化工廠帶來的收益 沖壓在制品庫存降低30% 商務(wù)車生產(chǎn)節(jié)拍從3.5分鐘縮短至2.5分鐘，轎車生產(chǎn)節(jié)拍從96秒縮短至88秒 基本消除了因為物料短缺導致的非正常停線典型案例：江淮汽車典型案例：江淮汽車廣東工業(yè)大學典型案例：奇瑞汽車發(fā)動機典型案例：奇瑞汽車發(fā)動機指標指標實施前實施前實施后實施后每

24、月在制品庫存每月在制品庫存40004000萬元萬元28002800萬元萬元每天物料短缺導每天物料短缺導致停線時間致停線時間1010分鐘分鐘3 3分鐘分鐘用于奇瑞汽車4大系列20余種發(fā)動機混流生產(chǎn)實施數(shù)字化工廠帶來的收益廣東工業(yè)大學實施數(shù)字化工廠帶來的收益 能為客戶解決的問題 制造現(xiàn)場：使制造過程透明化，敏捷響應(yīng)制造過程中的各類異常，保證生產(chǎn)有序進行 生產(chǎn)計劃：合理安排生產(chǎn)，減少瓶頸問題，提高整體生產(chǎn)效率 生產(chǎn)物流：減少物流瓶頸，提高物流配送精準率，減少停工待料問題 生產(chǎn)質(zhì)量：更準確的預測質(zhì)量趨勢，更有效的控制質(zhì)量缺陷 制造決策：使決策依據(jù)更詳實，決策過程更直觀，決策結(jié)果更合理 協(xié)同管理：解決各

25、環(huán)節(jié)信息不對稱問題，減少溝通成本，支撐協(xié)同制造廣東工業(yè)大學部門協(xié)作實時化資源配置優(yōu)化制造響應(yīng)敏捷化 計劃計劃制造制造物流物流分層的生產(chǎn)管控模式分層的生產(chǎn)管控模式協(xié)同的生產(chǎn)管控模式協(xié)同的生產(chǎn)管控模式實施數(shù)字化工廠后實施數(shù)字化工廠后實施數(shù)字化工廠前實施數(shù)字化工廠前車間生產(chǎn)透明化計劃生產(chǎn)技術(shù)質(zhì)保商務(wù)物流實施數(shù)字化工廠帶來的收益廣東工業(yè)大學提提 綱綱一、兩化融合下的數(shù)字化與智能化制造一、兩化融合下的數(shù)字化與智能化制造二、數(shù)字化工廠概述二、數(shù)字化工廠概述三、相關(guān)研究與案例三、相關(guān)研究與案例廣東工業(yè)大學數(shù)字化工廠的典型基本組成UniMax PCTUniMax MESUniMax MMSUniMax TLC

26、UniMax UIDUniMax SmartNestUniMax XplannerIntegraNet其他信息系統(tǒng)集成硬件接口廣東工業(yè)大學焊裝-涂裝-總裝車間流水型生產(chǎn)解決方案與應(yīng)用沖壓車間作業(yè)型生產(chǎn)發(fā)動機加工/裝配車間混合型生產(chǎn)自主品牌汽車生產(chǎn)企業(yè)（江淮、奇瑞、海馬、江鈴、中國重汽、萬山等）焊裝-涂裝-總裝車間流水型生產(chǎn)多車間關(guān)聯(lián)優(yōu)化工藝序列優(yōu)先的混合排程加工/裝配物料配送硬件裝置與軟件系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)與算法在制品跟蹤與生產(chǎn)過程可視化監(jiān)控系統(tǒng)車間信息采集終端車身路由控制器配色驗證控制器智能料架物料匹配裝置數(shù)字化工廠解決方案：汽車廣東工業(yè)大學工藝過程優(yōu)化工藝過程優(yōu)化多車間生產(chǎn)排序多車間生產(chǎn)排序涂膠

27、工藝切換裝置涂膠工藝切換裝置缸體工裝快速缸體工裝快速切換裝置切換裝置生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集車身識別車身識別缸蓋缸蓋3D掃描掃描數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集采集識別識別中央控制中央控制涂裝路由控制涂裝路由控制PBS路由控制路由控制生產(chǎn)生產(chǎn)執(zhí)行執(zhí)行控制控制物料精準配送物料精準配送物料搬運物料搬運物料匹配物料匹配智能料架智能料架數(shù)字化工廠解決方案：汽車數(shù)字化工廠解決方案：汽車廣東工業(yè)大學支持多條生產(chǎn)線：支持多條生產(chǎn)線：11條沖壓線、條沖壓線、3條焊裝線、條焊裝線、2條涂裝線、條涂裝線、3條總條總裝線裝線支持六大平臺八種車型：支持六大平臺八種車型：瑞風（瑞風（MPV）、瑞鷹（）、瑞鷹（SUV）、賓悅、）、賓悅、同悅

28、、和悅、悅悅（轎車）同悅、和悅、悅悅（轎車）江淮汽車江淮汽車案例介紹：江淮汽車廣東工業(yè)大學案例介紹：江淮汽車 實施MES之前存在的主要問題主要問題體現(xiàn)具體現(xiàn)象過程不透明信息發(fā)布手段落后生產(chǎn)指令基本靠手工發(fā)布（白板）關(guān)鍵件裝配信息僅憑操作工人經(jīng)驗數(shù)據(jù)采集不實時靠ERP的HMI完成，操作不方便沒有斷線重發(fā)功能，數(shù)據(jù)容易丟失各車間按照不同的標識管理在制品生產(chǎn)數(shù)據(jù)不能實時反應(yīng)到系統(tǒng)中溝通不及時各車間在制品分開管理，無法全局控制生產(chǎn)狀況靠電話溝通，不夠?qū)崟r、準確生產(chǎn)過程不可視生產(chǎn)不優(yōu)化計劃制定不合理沖壓車間受瓶頸資源制約，設(shè)備利用率低于70%總裝車間關(guān)鍵件裝配切換頻繁經(jīng)常因為上游供應(yīng)不足或者下游生產(chǎn)能力

29、不足影響生產(chǎn)物料配送繁雜易出錯完全手工生成配送清單，工作量大信息滯后，導致配送不夠及時物料短缺經(jīng)常導致停線，平均每天損失15萬元以上關(guān)重件無歷史紀錄，無法追溯信息孤島多信息源未能有效集成各種系統(tǒng)，操作復雜，種類繁多，無法進行有效數(shù)據(jù)交換(ERP、離線條碼掃描、焊裝打碼機、總裝打碼機、VIN碼打印機、大洋軟件、RFID數(shù)據(jù)采集系統(tǒng))廣東工業(yè)大學u主要工作之一：建立了車間實時信息采集與處理平臺汽車整車生產(chǎn)四大工藝汽車整車生產(chǎn)四大工藝案例介紹：江淮汽車4/8/202241廣東工業(yè)大學主要工作之二：生產(chǎn)運作優(yōu)化沖沖壓壓焊焊接接涂涂裝裝總總裝裝0200400600406080100120140ANGA-

30、OPTANGA-AVGGA-AVGGA-OPT效果：效果：提高關(guān)鍵件相似度20%以上沖壓車間沖壓車間高級排程高級排程涂裝車間涂裝車間配色規(guī)劃配色規(guī)劃總裝車間總裝車間混流排序混流排序焊裝焊裝- -涂裝涂裝- -總裝總裝關(guān)聯(lián)優(yōu)化排序關(guān)聯(lián)優(yōu)化排序案例介紹：江淮汽車4/8/202242廣東工業(yè)大學u主要工作之三：物流執(zhí)行優(yōu)化沖壓件考慮焊裝需求拉動和沖壓件考慮焊裝需求拉動和經(jīng)濟批量，降低安全庫存經(jīng)濟批量，降低安全庫存發(fā)動機加工發(fā)動機加工/裝配協(xié)同，減裝配協(xié)同，減少在制品庫存和儲運成本少在制品庫存和儲運成本總裝車間物料需求實時按總裝車間物料需求實時按需發(fā)布，大幅減少物料短需發(fā)布，大幅減少物料短缺導致的停線

31、缺導致的停線“焊裝焊裝-涂裝涂裝-總裝總裝”在制車身自動在制車身自動路由技術(shù)，減少物流成本路由技術(shù)，減少物流成本案例介紹：江淮汽車廣東工業(yè)大學u主要工作之四：集成已有軟硬件平臺，消除信息孤島主要工作實施MES之前實施MES之后實 現(xiàn) 軟 硬 件信息集成存在各種管理系統(tǒng)，操作復雜，種類繁多，無法進行有效數(shù)據(jù)交換(ERP、離線條碼掃描、焊裝打碼機、總裝打碼機、VIN碼打印機、大洋軟件、RFID數(shù)據(jù)采集系統(tǒng))l自動獲取ERP數(shù)據(jù)l集成焊裝、總裝車間的三類打碼機l集成RFID系統(tǒng)lVIN碼生成及打印l取代大洋軟件等遺留系統(tǒng)實施前后的對比實施前后的對比案例介紹：江淮汽車4/8/202244廣東工業(yè)大學案

32、例介紹：江淮汽車實施前實施后 實施效果 沖壓在制品庫存降低30% 商務(wù)車生產(chǎn)節(jié)拍從3.5分鐘縮短至2.5分鐘，轎車生產(chǎn)節(jié)拍從96秒縮短至88秒 基本消除了因為物料短缺導致的非正常停線廣東工業(yè)大學數(shù)字化工廠解決方案：工程機械行業(yè)數(shù)字化工廠解決方案：工程機械行業(yè)智能化加工設(shè)備智能化加工設(shè)備DNCDNC智能化機械手智能化機械手智能刀具管理智能刀具管理中央控制室中央控制室現(xiàn)場現(xiàn)場AndonAndon現(xiàn)場監(jiān)視裝置現(xiàn)場監(jiān)視裝置智能加工中智能加工中心與生產(chǎn)線心與生產(chǎn)線智能化倉儲智能化倉儲/ /運輸與物流運輸與物流智能化生產(chǎn)執(zhí)智能化生產(chǎn)執(zhí)行過程管控行過程管控智能化生產(chǎn)控制中心智能化生產(chǎn)控制中心自動化立體倉庫自

33、動化立體倉庫AGVAGV智能小車智能小車公共資源定位系統(tǒng)公共資源定位系統(tǒng)高級計劃排程高級計劃排程執(zhí)行過程調(diào)度執(zhí)行過程調(diào)度數(shù)字化物流管控數(shù)字化物流管控數(shù)字化質(zhì)量檢測數(shù)字化質(zhì)量檢測廣東工業(yè)大學案例介紹：三一重工三一重工為打造世界一流混凝土泵送機械制造基地而投資興建建筑面積：10萬平方米，是亞洲最大的生產(chǎn)廠房應(yīng)用對象：應(yīng)用對象：18#廠房廠房廣東工業(yè)大學十八號廠房一號廠房二號廠房三號廠房五號廠房七號廠房八號廠房六號廠房中心倉庫鋼材庫膠管庫現(xiàn)有制造系統(tǒng)存在的問題現(xiàn)有物流配送模式主要為推式模式，泵車每天分2次配送、車載泵每天1次配送、拖泵按三臺套配送，線邊庫存占用量大配送提前期長，導致對現(xiàn)場變化響應(yīng)不夠

34、敏捷；物流過程不透明，缺件不能提前預警，補件效率低，影響生產(chǎn)線正常運轉(zhuǎn)人工完成配送訂單的二次分配，作業(yè)難度大，錯誤率高制造設(shè)備缺乏統(tǒng)一管理，導致設(shè)備利用率低倉庫眾多，地點分散，難以實現(xiàn)集中管理，資源得不到共享案例介紹：三一重工廣東工業(yè)大學案例介紹：三一重工已完成車間機加設(shè)備的研發(fā)采購與安裝調(diào)試，部分完成智能上料機械手、DNC實時監(jiān)控裝置及刀具管理系統(tǒng)的購置和開發(fā)主要構(gòu)成之一：主要構(gòu)成之一：智能加工中心與生產(chǎn)線廣東工業(yè)大學主要構(gòu)成之二：主要構(gòu)成之二：智能化倉儲與運輸配送裝置 已完成自動化立體倉庫軟硬件系統(tǒng)、配套立庫托盤、AGV系統(tǒng)的采購和開發(fā)案例介紹：三一重工廣東工業(yè)大學案例介紹：三一重工已對泵送18號廠房環(huán)境，業(yè)務(wù)部門需求進行初步需求調(diào)研，完成了公共制造資源規(guī)劃，