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文檔簡介
數字化工廠智能制造服務性制造目錄2一、某集團的重點智能制造裝備和系統(tǒng)三、重點發(fā)展方向二、智能制造應用案例數字化工廠智能制造服務性制造
高效清潔能源新能源及環(huán)保工業(yè)裝備123
火電輸配電
(智能電網)現代服務業(yè)4
核電風電節(jié)能環(huán)保
電梯制冷壓縮機印刷機械自動化關鍵基礎件機床軌道交通電機船用曲軸紡機等
工程成套電站服務業(yè)檢測服務維修保養(yǎng)現代物流設備融資租賃產業(yè)金融服務
某集團集團核心業(yè)務板塊分為高效清潔能源、新能源、工業(yè)裝備及現代服務業(yè)。集團及智能制造概況數字化工廠智能制造服務性制造智能制造的發(fā)展歷程4智能制造的發(fā)展可以追溯到上世紀1952年,大致可以劃分為四個大的階段數字化工廠智能制造服務性制造跨國企業(yè)的智能制造戰(zhàn)略舉例5國際跨國公司在進入21世紀后,都進入到了智能制造階段。西門子將自動化設備和數控系統(tǒng)結合,提供定制化智能制造解決方案福特在全球范圍開展“一體制造計劃”擴大虛擬制造的應用數字化工廠智能制造服務性制造智能制造技術創(chuàng)新關鍵領域6智能制造大致可以分為“智能基礎件、智能裝備、智能系統(tǒng)、智能設計、智能服務”五大類。數字化工廠智能制造服務性制造某集團涉及的智能制造領域世界級工廠/智能制造生產示范基地智能裝備智能系統(tǒng)智能制造基礎部件面向市場、服務國家戰(zhàn)略智能制造基礎技術服務智能化設計智能化自動化系統(tǒng)根據某集團的實際情況,與智能制造相關的主要是四大領域:智能系統(tǒng):智能單元(點焊,弧焊,涂膠,切割)、柔性生產線、無人化工廠、智能物流系統(tǒng);智能裝備:特種機器人、服務機器人、智能機床、智能電梯、智能壓縮機;智能基礎部件:伺服系統(tǒng)(伺服驅動+伺服電機)、智能控制器(PLC+PAC)、智能測控部件(近紅外傳感器、X光傳感器、機器視覺等);自動化系統(tǒng):節(jié)能自動化、環(huán)保自動化、過程自動化、自動化智能交通。數字化工廠智能制造服務性制造智能機器人智能機器自動化標準單元自動化生產線無人化工廠某集團旗下的“Fanuc”著力于推進由單機器人自動化應用到柔性自動化生產線應用(由點到線)的轉變,由智能機器人柔性自動化生產線應用到無人化工廠應用(由線到面)的轉變與創(chuàng)新,使FANUC機器人及自動化系統(tǒng)廣泛服務在汽車整車、汽車零部件、消費電子品、電子儀表、醫(yī)藥、金屬加工、重工、機床加工、食品包裝等各個領域。1、Fanuc智能系統(tǒng)數字化工廠智能制造服務性制造9Fanuc的機器人系統(tǒng)單元測量、打磨、拋光、焊接、涂膠、搬運、碼垛、上下料機器人系統(tǒng)單元數字化工廠智能制造服務性制造10Fanuc技術發(fā)展方向:智能系統(tǒng)基于智能化、網絡化的機器人系統(tǒng)解決方案
R-30iAROBOGUIDE以太網主機PCR-1000iA系統(tǒng)控制用
PLC串聯
I/O(從)周邊設備串聯
I/O(主)智能化2維視覺傳感器(2維視覺)立體傳感器(3維視覺)力覺傳感器(觸覺,額定15-250kg)伺服傳感器高靈敏度碰撞檢測軟浮動功能ROBOGUIDEiPendant網絡化機器人鏈接iPendant(瀏覽器)Web服務器(HTTP)CIMPLICITYFTP(TCP/IP)DNS,DHCPEthernetI/O現場總線解決方案電纜內置式手臂改良型手臂伺服手爪伺服導軌故障診斷、預測功能雙重安全性檢查(DCS)視覺傳感器力覺傳感器iPendant2D3D+-++伺服傳感器數字化工廠智能制造服務性制造11智能系統(tǒng)應用案例發(fā)動機缸體缸蓋機加工自動化線串聯式沖壓線標準弧焊工作站標準雙機器人點焊工作站機器人紙箱碼垛系統(tǒng)汽車內飾注塑取件汽車備胎裝配數字化工廠智能制造服務性制造高精度
高效率壽命長,高剛度其他齒隙小力矩剛度非常大耐沖擊性高磨損少而壽命長高可靠性力矩剛度大慣性矩小可節(jié)省總成本2、納博減速器某集團下屬上海納博特斯克傳動設備有限公司提供的精密減速器是工業(yè)機器人用的重要基礎部件,占機器人本體總成本的三分之一。產品特點數字化工廠智能制造服務性制造133、鋪絲機某集團研制的大型復合纖維絲束自動鋪放設備是為大型客機制造的重要設備之一。高效、高自動化/高集成化的7軸自動鋪放設備將更大程度的提高和完善纏繞成形、自動鋪放成形等復合材料成形技術。數字化工廠智能制造服務性制造14除大型空客外,鋪絲機可應用于輕量化要求極高的應用領域:1)大型火箭2)節(jié)能汽車3)衛(wèi)星4)其他數字化工廠智能制造服務性制造15研制大型復合纖維束自動鋪放設備自動鋪放設備涉及纏繞、自動鋪帶、自動鋪絲等制造技術。實現了CAD/CAM/CAE
技術在復合材料制造領域的應用和發(fā)展,極大提高復合材料構件質量的可靠性和穩(wěn)定性,并為復合材料構件制造系統(tǒng)的整體優(yōu)化奠定了基礎。數字化工廠智能制造服務性制造目錄16一、某集團的重點智能制造裝備和系統(tǒng)三、重點發(fā)展方向二、智能制造應用案例數字化工廠智能制造服務性制造17海立集團智能制造項目列入了2012年國家智能制造專項,項目旨在突破空調壓縮機智能柔性裝配工藝關鍵技術,研制國內首創(chuàng)的空調壓縮機智能柔性生產線,形成具有規(guī)?;a能力的空調壓縮機示范基地,改變空調壓縮機傳統(tǒng)生產模式,滿足上海制造行業(yè)轉型發(fā)展的需求。本項目分三部分實施:1、海立智能制造系統(tǒng)第一部分是調整現有生產線布局,實現機器人智能柔性化壓縮機裝配模式;第二部分為配合裝配線智能化改造,對現有的手工裝配的壓縮機裝配專用機具進行升級更新;第三部分是提升生產線的信息化、數字化管理水平。數字化工廠智能制造服務性制造裝箱捆包殼體沖孔全自動作業(yè)(機器人)海立的自動化、智能化歷程手工作業(yè)半自動作業(yè)(機械手輔助)2000年2007年數字化工廠智能制造服務性制造機器人自動化——十二五規(guī)劃20112012201320142015投入機器人27臺投入費用2995萬元精簡作業(yè)員120人項目回收期3.5年投入機器人24臺投入費用3214萬元精簡作業(yè)員120人項目回收期3.2年投入機器人35臺投入費用4740萬元精簡作業(yè)員177人項目回收期3.0年投入機器人46臺投入費用6151萬元精簡作業(yè)員230人項目回收期2.8年十二五期間總投入金額1.93億元項目平均回收期3.1年投入機器人157臺,精簡740人投入機器人25臺投入費用2203萬元精簡作業(yè)員93人項目回收期3.8年數字化工廠智能制造服務性制造
壓縮機內部業(yè)務流程生產成本供應商鐵芯車間機加車間電機車間裝配車間成品倉庫客戶海立門戶網寄售倉庫資材倉庫客戶倉庫實現從訂單到銷售資金一體化管理應付賬款采購訂單生產訂單銷售訂單生產成本應收賬款庫存材料庫存商品業(yè)務流資金流數字化工廠智能制造服務性制造原布局圖精擴底腳焊接座圈焊接沖孔、拋光、大孔切削精車粗擴等離子焊接卷板整形新設計方案精擴、最終檢測沖孔、拋光、大孔切削粗擴料片清洗底腳焊接座圈焊接等離子焊接設備:12臺人員:10人設備:14臺機器人:8臺人員:3人每班人數班產能人均班產人均操作設備原來工位1029492951.2新方案3339211317.3Model項目范例——殼體裝配線數字化工廠智能制造服務性制造Level4Level1Level2Level3I/O,設備,傳感器ERP系統(tǒng)HCM系統(tǒng)MES系統(tǒng)PLC,DCS集散控制業(yè)務流程信息網絡作業(yè)信息網絡自動化網絡集散設備交互網絡SCADA系統(tǒng)
海立數字化工廠模型即“制造執(zhí)行系統(tǒng)”,面向車間的計算機集成生產過程管理與實時信息系統(tǒng)即“遠程采集監(jiān)視控制系統(tǒng)”,是對生產單位分散的生產系統(tǒng)的一種數據采集、監(jiān)視和控制系統(tǒng)即”企業(yè)資源計劃系統(tǒng)”,是集中信息技術與先進的管理思想於一身的管理平臺即“生產計劃排程系統(tǒng)”,包括制造數據定義、需求訂單維護、按產能下達計劃等功能數字化工廠智能制造服務性制造
數據采集SCADA系統(tǒng)PLCWeb客戶端HMI維修人員管理人員作業(yè)人員通過PLC收集設備加工信息1通過人機界面顯示信息2通過自動網絡傳輸,維修或管理人員能實時了解現場設備狀態(tài)3通過直接讀取HMI中的數據,現場能更好掌控現場設備狀態(tài)3現場通過電話或短信將設備異常情況反映給相關人員4通過無線傳輸技術將設備異常情況直接推送至相關人員的電子設備上4數字化工廠智能制造服務性制造24數字化工廠物流示意——MES系統(tǒng)資財倉庫掃描立庫入庫掃描立庫出庫掃描成品捆包掃描毛坯供應部品生產裝配捆包成品入庫掃描掃描掃描掃描立庫MES條形碼掃描槍生產現場實時信息通過掃描條形碼進入MES系統(tǒng)MES數字化工廠智能制造服務性制造海立股份的數字化工廠數字化制造——實現了異地化工廠的數字信息一體化動態(tài)管理。建立了ERP(企業(yè)資源計劃)、MES(制造執(zhí)行)、HCM(計劃排程)、SCM(供應鏈管理)四個主要的數字化系統(tǒng),在大批量精益化生產中實現產品的高品質。圖為采集信息的方式——條形碼掃描數字化工廠智能制造服務性制造海立股份智能制造目前達到的水平自動化制造——每萬人機器人擁有量達到200臺。每萬人機器人擁有量介于德國(261臺/萬人)與意大利(155臺/萬人)之間,遠高出國內水平(25臺/萬人),在大批量生產中基本實現了單件流。圖為壓縮機主業(yè)鈑金生產線26數字化工廠智能制造服務性制造2、某數字化工廠27某集團電站設備有限公司某工廠成立于2007年8月1日,主要生產大型電站主機設備。她是某集團與西門子合資的企業(yè),也是某集團“8+1”世界級工廠建設企業(yè)之一。作為工信部“兩化融合”示范基地,某工廠從成立之初就采用國際化的管理理念、先進的加工設備,以數字化手段、精益化生產、精細化管理為指引,向世界級企業(yè)的目標穩(wěn)步前進。數字化工廠智能制造服務性制造某數字化工廠的架構28MES制造執(zhí)行APS計劃排程LMS現場物流QMS質量管理PMS設備管理MAS可視化管理數字化應用數字化分析ERP系統(tǒng)項目管理銷售管理研發(fā)管理采購管理生產管理財務管理人力資源數字化工廠智能制造服務性制造大型離散型裝備MES制造執(zhí)行系統(tǒng)29通過自主開發(fā)適合大型離散制造行業(yè)的MES系統(tǒng),將系統(tǒng)應用延伸至車間現場,將ERP系統(tǒng)生產計劃數據傳遞到MES系統(tǒng),實現車間計劃的準確下達至工人,并實時收集實際加工進度,改變了以往紙質工票傳遞、人工進行統(tǒng)計的傳統(tǒng)工作方式,解決了傳統(tǒng)制造業(yè)企業(yè)計劃和實際生產的脫節(jié),完善車間的執(zhí)行管理。ERP銷售管理物料管理生產管理財務管理MES派工管理報工管理工裝資源管理人力資源車間調度生產訂單
工作中心項目管理實際工時
實際產量
數字化工廠智能制造服務性制造APS高級計劃排程系統(tǒng)30作為某集團百萬千瓦等級機組設備的加工基地,為了充分利用工廠大型現代化裝備的產能,提高產品的按期交貨率,降低生產成本,某工廠在傳統(tǒng)的ERP生產計劃排產的基礎上,通過實施高級計劃排程系統(tǒng),按不同的排產目標設定不同的約束條件,并充分考慮工藝加工邏輯、供料、產能等因素,優(yōu)化多項目排產因素,提升計劃排程工作效率和準確率,提高設備利用率,降低綜合生產成本,快速響應客戶和市場需求的變化,提高客戶滿意度。數字化工廠智能制造服務性制造QMS質量管理系統(tǒng)31某工廠在ERP系統(tǒng)應用基本成熟的前提下,為了進一步提高質量的管理能力,實現對于質量可追溯性和全面質量管理的要求,建立了質量管理系統(tǒng),實現了質量計劃、質量改進和質量成本管理,并與MES系統(tǒng)報工的制程檢驗集成,實現NCR的不符合項報告自動流轉,完成了質量管理系統(tǒng)和采購、生產、銷售等業(yè)務的無縫集成,達到對質量過程的跟蹤和監(jiān)控以及質量成本的準確歸集。計量器具管理檢驗管理基礎管理QMS系統(tǒng)廢損成本統(tǒng)計記錄管理質量活動質量信息檢驗管理制造記錄檢驗記錄試驗報告探傷報告標準記錄計量管理在用量具封存量具報廢量具計量表格規(guī)章制度程序文件規(guī)章制度檢驗規(guī)程操作規(guī)程技術通知單管理NCR管理NCR單管理NCR處理(閔行流轉)SAP/QMMESSAP/PM數字化工廠智能制造服務性制造LMS現場物流管理系統(tǒng)32傳統(tǒng)企業(yè)的車間現場內部物流管理缺乏計劃性,對于大型行車設備的調用存在隨意性。某工廠通過LMS系統(tǒng)的使用,打破了傳統(tǒng)行車調配運行模式,申請人員在系統(tǒng)內提前預約吊運申請,系統(tǒng)綜合考慮吊運的先后順序及各工位等工成本,從而對吊運任務進行最優(yōu)配置,實現了工廠內部物流的高效流轉,切實提升了整個工廠的內部物流管理效率。數字化工廠智能制造服務性制造PMS設備管理系統(tǒng)33設備全生命周期管理DMSMCISPMPMS資產管理運維管理運行監(jiān)控管理分析數據管理系統(tǒng)工廠設備管理系統(tǒng)控制信息系統(tǒng)設備維護高效的計劃排程離不開對于大型加工設備的精準管理。某工廠為了規(guī)范設備管理流程,制定合理的維修保養(yǎng)計劃,實現靈活、高效設備維護處理,建立了設備管理系統(tǒng),實現了從設備的購置、維修保養(yǎng)、設備報備進行全過程監(jiān)控,從而為設備管理部門進行維修管理、故障分析提供有效的基礎數據,并通過與ERP及MES系統(tǒng)的集成,實現設備保養(yǎng)計劃與生產計劃的聯動。亞洲最大的動平衡20米大車數字化工廠智能制造服務性制造通過一體化信息平臺的協(xié)同應用,打造“可視化”數字化工廠34通過財務業(yè)務一體化ERP系統(tǒng)、車間制造執(zhí)行MES系統(tǒng)、質量管理QMS系統(tǒng)、設備管理PM系統(tǒng)等一體化信息平臺的集成應用,實時收集車間實際生產進度和質量,并通過管理看板予以展現,使管理及生產人員清晰了解工廠計劃與實際完成情況,提高生產效率,降低成本,實現生產制造精細化管理。動態(tài)的分析平臺01隱性數據顯性化0203統(tǒng)計人員由單純的統(tǒng)計向數據分析轉化數字化工廠智能制造服務性制造建立某基地產品到服務的總線式數據架構,
實現物流、信息流的跨區(qū)域一體化協(xié)同市場需求產品銷售產品開發(fā)產品設計工藝設計零部件采購生產計劃制造執(zhí)行售后服務集團本部某基地業(yè)務流程數據流應用系統(tǒng)屬地SRMMES
CRMERP研發(fā)設計設計BOM制造BOM車間調度工藝路線服務信息銷售合同閔行基地銷售預測ERPPLM數字化工廠智能制造服務性制造3、某電梯智能生產單元36某電梯有限公司是中國電梯行業(yè)中唯一一家國有控股中方管理的大型合資企業(yè)。2013年主營業(yè)務收入162.29億元,實現銷售電梯臺數70963臺,企業(yè)資產總額195.54億元。主導產品大類:電梯、自動扶梯和自動人行道、遠程監(jiān)控系統(tǒng)等數字化工廠智能制造服務性制造37搬運點焊機器人:用于門板流水線后門板四角點焊及搬運堆垛焊接搬運機器人:用于下梁框架的焊接及搬運堆垛電梯轎廂壁、轎門和廳門的制造能力:全自動數控加工,配備CAD/CAM和生產管理系統(tǒng)。包含原材料立庫、剪板機、程控沖床、折彎機、翻邊機和物料傳送機構,原材料經過多道工序直接生產出成品;電梯轎廂壁、轎門和廳門的制造能力數字化工廠智能制造服務性制造電梯曳引機主要零件加工制造能力38電梯曳引機主要零件加工立臥兩用加工中心:主軸可立臥轉換,用于5面體的加工。電梯曳引機主要零件加工臥式加工中心FMS線:用于中小型零件的銑削加工數字化工廠智能制造服務性制造電梯電氣控制用印板制造自動印刷回流焊接高速貼片安全鉗下梁弧焊機器人工作站39數字化工廠智能制造服務性制造厚板折彎機器人工作站桁架機器人焊接工作站曳引輪鉆孔自動上下料工作站電梯主要零件加工制造評價的現狀三坐標測量儀
齒輪測量儀數字化工廠智能制造服務性制造建立以EIS和ERP二大系統(tǒng)為核心的信息系統(tǒng)某電梯有限公司歷經了CAD工程、CIMS工程、制造業(yè)信息化、兩化融合的建設階段,是國家級的CIMS和信息化示范企,并且建立了以EIS和ERP二大系統(tǒng)為核心的信息系統(tǒng)。某電梯信息系統(tǒng)集成圖41數字化工廠智能制造服務性制造目錄42一、某集團的重點智能制造裝備和系統(tǒng)三、重點發(fā)展方向二、智能制造應用案例數字化工廠智能制造服務性制造研究內容概要采用至少雙焊槍、雙機械臂并固定在H型支架橫梁上的結構,以滿足多個焊槍對核電蒸發(fā)器管子管板同步焊接的要求;所開發(fā)的機器人焊接系統(tǒng)能適應不同的產品尺寸與規(guī)格,通過激光掃描等圖像定位方法實現焊槍自動精準定位功能;采用計算機程序控制,以實現焊接前的管子管板定位脹檢查、自動焊接、焊接后鎢棒自動檢查等多項功能;焊接質量和效率能滿足核電公司要求。
核電蒸發(fā)器管子管板焊接機器人系統(tǒng)開發(fā)1、特種智能裝備數字化工廠智能制造服務性制造研究內容概要掌握機器人在不同管徑管道內的行進技術;研究鍋爐集箱箱體管道焊接內壁打磨和檢測技術;研制具有焊縫打磨功能的特種機器人功能模塊;實現該特種機器人在鍋爐廠集箱箱體內壁打磨上的應用
管道打磨機器人結構優(yōu)化及產品研究數字化工廠智能制造服務性制造未來的XXX,實現數字化和自動化的完美融合。自動物料配送系統(tǒng)和現有數字化工廠的有機結合;信息流、數據流和物流的自動化傳輸。自動配送小車2、智能制造系統(tǒng)——某數字化工廠數字化工廠智能制造服務性制造未來制造設想概念圖
做到生產指令和生產執(zhí)行的閉環(huán)控制,實現無人化的生產線以及進一步實現無人化的工場。生產指令數字化系統(tǒng)自動配送裝置生產信息
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