XX公司智慧工厂总体解决方案.pptx
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1、智慧工厂智慧工厂工业工业4.0-CPS与三大整合与三大整合 The Manufacturing Execution System IT solution now constitutes a central component from start to finish from design through to assembly and operation.从设计直到装配和运行,MES自始至终都是核心系统。CPS-Cyber-Physical System是执行基础,支持高 度柔性化的敏捷生产。三大整合是管理提升,横向整合(供应链的整合和智慧化,厂内和厂际)、纵向整合(订单、生产计划、底层执行
2、)和设计整合(含众包/客户设计)。智慧工厂的三个维度智慧工厂的三个维度 制造执行:从ERP的产品计划或订 单出发,通过MRP展开上游生产 环节的生产计划,详细排程,把生 产计划细化并派工到设备/人工,根据生产进展和异常进行动态排程,批次或单台管控,设备联网采集和 控制,采集实绩并报工。供应链:通过SRM、采购物流和 制造物流,把外购、自制和外协物 料“准时”调达到生产现场,支持 智能料架、AGV和集配等,支持生产判断、缺料预警和供应链协同。出厂物流方面,通过CRM驱动产品/整车物流和备件物流。工程技术:设计成果在制造环节的 快速准确的应用,包括生产准备和 技术变更等所需要的支持功能。主 要功能
3、包括维护MBOM、现场看 图、现场工艺、NC程序库、质量 控制和产品档案等。MES是智慧工厂的三个维度的交叉点和关键点,是当之无愧的智慧 工厂的“大脑”。三个维度是“大脑”是管理层,以精益管理为理念;CPS是“四肢”是执行层,从IT角度是应用层,将支持多种多样的物理硬件。工业工业4.0-智能万联智能万联CPS CPS-Cyber-Physical System。把人(移动终端,穿戴设备等)、机(生产线,生产设备,机器人 等)、物(智能产品,智能滑橇,仓储,搬运,AGV/RGV,运输 车等),通过工业云联网并自主 控制,工业4.0的执行系统。CPS强调物理实体与管理对象的 联动,实时掌控,精准执
4、行,实 现动态采集、指挥、协同。CPS是实现工业4.0的基础,要 实现“廉价个性化”制造,制造 系统就必须具有“充分”的柔性 和敏捷性,能够适应定制化生产 对计划、协同、物流等的要求。CPS也是实现“少人化工厂”的 技术平台,通过工业云联网,可 以远程对设备进行配置、监控、排除故障等,设备可以自主控制、自主适应。XXCPS XXCPS用于人、机、物智能万联。OPC方式用于DCS/PLC联网,MDI方式用于工控机联网,DNC方式用于 数控机床/加工中心联网。支持MQTT方式的传感器、移动 设备和生产设备联网。移动配置开发平台PAW,用于实现手持机、手机、PAD和 穿戴设备等的应用程序的配置开发,
5、通过即时通讯实现信 息推送,从而实现人工指示和操作反馈。XXCPS是可配置的平台,包括设备连接、采 集处理、控制逻辑等。在工业4.0模式下,设 备将具有“自主”的智能程序和通用的接口协 议(如MQTT)支持,易于接口,也为MES同时 掌控数以千计的设备提供了方便。如果设备已经组成系统且有中心数据库,可考 虑使用“接口平台IPS”建立系统间接口。生产线和制造装备的联网、自动化/智能 化改造,机器人选型、编程和调试等。把智能物流技术,包括自动化立体仓库、AGV机器人、搬运/码垛机器人、高精度 堆垛机、条码/RFID识别等,与物流信息 系统紧密结合,实现智能物流。根据工位标准作业设计和设备联网、自动
6、 化和智能化的要求,进行网络和硬件规划 设计。计划调度、现场工艺、质量控制、产品档 案、供应管理和设备维护等所需要的支撑 功能、硬件和网络配置。数字化协同指挥规划,包括中央控制室CCR、管理可视化、告警预警、调度指令 下达等支撑功能、硬件和网络规划。机房规划。符合“精益生产”理念和管理模式要求的,高水平的科学的IT规划,是实现数字工厂、智慧工厂和精益工厂的第一步,是实现企 业战略目标、满足工业4.0时代对现代化工厂的战略要求所不可缺少的基本环节。XXCPS-智能化集成智能化集成智慧工厂的制造执行维智慧工厂的制造执行维度度 从ERP的产品计划或订单出发,通过MRP展开上游生产环节的生产计划,详细
7、排程,把生产计划细化并派工 到设备/人工,根据生产进展和异常 进行动态排程,批次或单台管控,设备联网采集和控制,采集实绩并 报工。XXMES-高级排产排程高级排产排程APS 高级计划排产排程APS(Advanced Planning and Scheduling),用于产品生产计划的高级排产、项目高级排程、离散作业计划的高 级排程(作业/工序级)和流水生产顺序计划的高级排序,以便利用有 限资源高效生产。在成熟的POEM计算平台的基础上,XXMES实现了APS。上图是 离散APS排程示例,用户可以直接对工序或作业进行图形化交互。模型描述使用NCL(Natural Constraint Langu
8、age),客户人员也 可学习使用。NCL能有效求解各类组合优化、计划与排程、线性/非 线性问题、随机问题,支持智能算法及启发式算法。特点和优势特点和优势 与MES紧密集成 模块化的优化系统支持跨行业、跨领域、各 种类型的生产排产/排程 支持大规模(十万工序级以上)、复杂业务逻辑 的生产排程 丰富的可视化结果展示/调整 支持生产过程模拟,支持动态排程约束条件约束条件 资源约束资源成产能力资源并行加工能力 资源使用方式日工作时间段(多班次)资源损耗上限外协资源约束 作业级约束最早开工时间 最晚完工时间 作业间后续关系 作业的调度次序不同作业的资源耦合 与上周期工序的衔接 作业优先级 工序级约束工序
9、的资源需求 工序的工艺流程工序的时序控制(如转移 批量)工序的加工时间工序的开工/完工时间窗 工序的检验/周转周期 零件级约束产品的零件结构关系 与上周期工序的衔接 不同零件的资源耦合 个性化约束下班前不开工小批遗留工序当班完成 投料间隔XXMES-协同制造协同制造CMM协 同 制 造 CMM (Collaborative Manufacturing Management),是对多个制 造单元所构成的制造体系,进行计划协同和执行监控的系统。左图为厂内协同示例,重卡的制造单元包括总装、车架、车身焊装、车身涂装 和车身总装,还包括离散制 造的下料、焊接、机加等:上游流水线或离散制造工段对各 自计划
10、进行优化排程。系统会自动进行上下游衔接情况 的关联校验。核心计划的优化排程。通过计划MRP或计划 拉动,展开上游计划。通过批次排程计算出对 上游计划的进度要求。随着生产的实际进展,各流水线或离散制造工段会自动进行动 态排程,根据生产的实际进展预测未来的生产进度。当上下游不满足或未来可能不满足时,系统会自动进行关联告 警或预警,以便及时采取调度措施。XXMES-流水制造流水制造LMS 乘用车、商用车、发动机、量产工程机械、铁路车辆、家用电器等,产品生产多是流水制造。可有多条主线,主线可有分装线、预装线,主线可有 分段,分段间可分支、并行、汇合和回绕。储备区(Buffer)为生产线间的柔性连接机制
11、,提供暂存 及调序能力,常见的有WBS/PBS。XXMES实现了流水制造的滚动和动态排程。动 态排程能够根据生产的实际进展、异常停线(通过 链动、AVI和上下线等采集方式获得)和人工调度 动作(调序、暂挂、停装、离线、返线等)动态“预计”进度并自动调整关联的细节计划(分装、上挂、物料配送、设备控制、人工防呆防错指示等),为 同步生产提供智能指挥。XXMES-流水制造流水制造LMS 下线后的调试交车流程是可 配置的,可进行流程控制和 超时监控。现场呼叫(按灯),可呼叫缺料、设备维 护和技术指导,可通过按灯装置、工控 机及手机实现。MES提倡同步采集(实时或准 实时),支持班结管理和人工 绩效管理
12、。XXMES-离散制造离散制造DMS 用于下料、焊接、机加、热处理等非流水模式的生产加工。通过APS排程,系统给出经过组合优化的“派工”结果。制造过程管理的重点是相互协同,“开工条件”用于给出每 个加工任务“预计”何时具备开工条件,系统给出各设备的 当班各加工任务的紧迫指示(紧迫排序,按照这个顺序加工就 能做到相互协调)。根据需要,工序计划可批量或单件管理:生产订单(批量)生成 工序计划;或生产订单展开单件计划,然后从单件计划生成 工序计划;或生产订单分别生成工序计划和展开单件计划,完工/交接时再与单件对应。XXMES-离散制造离散制造DMSXXMES-项目制造项目制造PMS PMS是飞机、船
13、舶、大型装 备和工程等所适用的,设计、制造、采购和施工一体化的 项目方式管理的综合管理软 件。通过生产/采购订单连接 流水制造、离散制造、采购 物流和制造物流。通过产品导入、组块导入建 立产品树,也可在设计过程 中逐步细化产品树;把项目 分成若干阶段,每个阶段对 产品树中的节点进行设置,以此为基础生成项目任务,进行项目管理;项目任务也 可从元项目生成,可以启动 审批流程;可根据进度需要 发布生产/采购订单。生产人员、外协/外购厂商根 据授权可查看图纸和技术资 料,便捷与安全相统一。XXMES-设备维护设备维护/能源管能源管理理EMS 维护/能源模块包括:设备档案管理,点检、易损件、保养(周期维
14、护)、预防维护和计划维护管理,备件采购/库存管理,委外维护管理,能源管理,改进管理等,以TPM(Total Productive Maintenance)先进理念为指导,把PDCA持续改进机制融合到系统逻辑中。根据保全区分的不同,专业保全分为点检基准书、点检提醒、易损件、保养提醒、保养计划和预防保全六 种模式,可以根据需要灵活配置。智慧工厂的供应链维智慧工厂的供应链维度度 入厂物流(Inbound Logistics,也称为LES),通过SRM、采 购物流和制造物流,把外购、自制和外协物料“准时”调达 到生产现场,批量或单件管控,支持智能料架、AGV和集配 等,并对在线库、扣料、在制品进行管控
15、,支持生产判断、缺料预警和供应链协同。出厂物流(Outbound Logistics),CRM管 理市场、销售、服务和备件,并驱动产品/整车物流和备件物流,产品/整车物流支持 即发和即转等压缩物流周期,备件物流支持 备件计划和物流运作。XXSCM-采购物流采购物流PLS/制造物流制造物流MLS PLS支持班车、路线优化等,生成的拉料、看板和直 投等信息可带有运输指示。提供多种多供应商(MV)解决方案。MLS包括投料(库投、直投和内投)、看板、配盘(直送配盘和内部配盘)、集配、调达监控、告警预 警等功能。PLS用于保 证原材料和 零部件的准 时供应,包 括精益生产 所需要的要 货、拉料、海外IP
16、O要 货、直投、看板、供应 商配盘、直 送配盘、供 应商/中转 库/协配库 库管、调达 监控和告警预警等功能。XXSCM-MLS-调达监控与物料预警调达监控与物料预警 调达过程设置若干监控 节点,对这些节点进行 监控,防止管理不到位 而发生异常,或及时发 现异常及早应对。对协配库进行预库存管 理,投料预约时可能预 约到实库存,也可能预 约到预库存,也可能预 约不到。预警:预约不到、预约 到的预库存计划到货时 间不满足、调达异常,及早发现这些减少“管 理缺料”造成的损失。通过预库存管理,能够 在某期结束前,提前计 算出期末库存,为下期 要货或拉料提供期初库 存,实现精益拉料。SRM主要功能包括
17、供应商管理和供应 链协同。要货计划包括:总 量要货预告/计划、期别要货预告/计划。供应商接收采购单 后,可进行送次拆 分,建送货单,分 次送货;精益拉料 的拉料单,一般是 根据频次要求拆分 好的,可直接依照 执行。供应复杂部件的供 应商需要提供 SBOM,以便主机 厂能够合并到产品 档案中。XXSCM-供应关系管理供应关系管理SRMXXSCM-供应链协同供应链协同 生产执行计划MRP得到物料需求,对协配物料、直 送物料和自制物料,分别预约外购库存、供商库存 和自制库存。根据预约情况,建立动态协同机制,动态跟踪“上 游”来料进展,及时发现异常,及早对应。预库存 管理是实现供应链协同的关键。XXS
18、CM-客户关系管理客户关系管理CRM服务服务/备件备件 重点业务重点业务对售前信息、售中合同及回款、售后服务 及备件进行全面管控,实现营销全链路的 活动管理和指标分析,辅助企业决策。辅助决策分析销售管理 前瞻化系统向经销商/代表处延伸,实现与渠道业 务的高效协同,提升整体运作效率。业务高效协同业务管理透明化实现经销商/代表处/各职能部门信息共享,提高整个营销服务活动的透明度。通过科学的销售漏斗管理模型,实现销售 队伍挖掘潜在客户跟进潜在客户完成 信息跟进赢单/丢单的过程模型化管理,提升销售管理的效能,实现由结果导向到 过程控制的科学管理。维修服务维修服务 管理管理备件计划备件计划备件销售备件销
19、售 管理管理服务人员服务人员 工作日志工作日志投诉处理投诉处理 管理管理咨询处理咨询处理 管理管理服务支持服务支持管理管理服务站服务站 费用结算费用结算备件申请备件申请 发运发运 故障件故障件 处理处理销售销售/市场市场 重点业务重点业务客户管理客户管理发车管理发车管理销售回款销售回款管理管理合同评审合同评审 管理管理销售信息销售信息 管理管理 前移车前移车 管理管理费用报销费用报销管理管理市场活动市场活动 管理管理投标管理投标管理XXSCM-整车物流整车物流VLS VLS(Vehicle Logistics System)是 针对商品车或其它需要单台管理的 商品,从下线到交付给销售商或专 营
20、店(DLR),库存、转库/出货运输、3PL交互/管理、费用管理以及KPI考核等功能为一体的信息系统。包括物流和仓库两个子系统,仓库 负责商品车的实物管理和各种物流 操作,严格依据物流子系统下发的 指令操作,快捷无差错。系统支持即发和即转,对于出货或 转库车辆,在下线前可安排好运输,下线直接上拖车,极力压缩了下线 后周期。通过拖车预排和确排,向3PL下达了准确的拖车调度指令,方便了3PL管理,又提高了主机厂拖车管 理效率。GPS/GIS监控,物流可视化。XXSCM-产品物流产品物流FLS FLS产品物流包括产品库、产品中转库和 半成品库的库存管理(包括整备、移库、盘点等),配单,出货计划,转库计
21、划(考 虑安全库存及轮换、运输均衡等),外发 匹配,挑车等管理功能。可可 视视 化化 库库 存存 管管 理理移移 动动 终终 端端 操操 作作 有完善的库区库位管理,支持工程机械的一车占多位,支持库 区循环式库位分配;支持车型/颜色等优先分区。库存可视化、针对工程机械的挑车管理,以及移动终端操作(入库、出库、销退、转入、转出等),充分考虑业务需求,直观、方便、快捷。XXSCM-备件物流备件物流SLS SLS(Service parts Logistics System)能 够满足企业对备件需 求预测、库存计划、补货计划、分拨计划 以及整个物流运作管 理的需求。SLS物流运作涵盖范 围广,不但包
22、括主机 厂、4S店或维修站,还包括供应商、中心 库(战略分库)和分库(普通分库)。备件采购和配送,应 考虑以班车为主、零 担为辅的形式,以便 降低物流成本。配送清单(BOD,Bill of Distribution),用于定义库间及到4S店或维修站的配送关系。考虑安全库存量、经济订货量(EOQ)以 及备件的流速和货值等因素,可定义备 件之间的替代关系。需求预测是备件物流 计划的起点和难点。XXSCM-仓库管理仓库管理WMS 仓库管理系统WMS,能够满足:原材料或 零部件供应商库/中 转库/协配库,在线库,缓冲区,产品库、产品分(中转)库,备件中心(战略分)库、普通分库,自制件库,设备保全备件库
23、,工 具库等的功能需求。可批量管理,可单件 管理,可对部分物料 进行批次管理,支持 先进先出FIFO。库存数据区分物料号、厂商、颜色、特类(比如军车/出口或其 它用途)和质量状态。可支持负库存。能够满足制造业四大物流和智能物流对库存管理的要求,支持普通库和高架库的先进库 位管理,能够管理预入(预库存)和预出(库存预约),批量管理时有完善的日志和审计功 能,单件管理时可依据状态转换图进行控制和日志。XXSCM-运输管理运输管理TMS TMS(Transportation Management System)主要 用于物流企业(3PL)的商品车、备件、零部件运输和 仓储管理,包括拖车管理、运输计划
24、、仓储作业、运输跟踪、品质管理、费用管理和考核管理等。支持多主机厂联运。支持汽、铁、水等多种运输模 式的联运。通过GPS、手机等手段,实现运输在途状态监控。与主机厂对接,获得主机厂运输需求并配合后续管 理;与外协运输商系统对接,或外协运输商用本系 统工作。支持主机厂及运输商结算管理并可进行成本/利润分 析,结合运输KPI考核,为改善管理提供依据。智慧工厂的工程技术维智慧工厂的工程技术维度度 工程技术维度:设计成果在制造环节的 快速准确的应用,包括生产准备和技术 变更等所需要的支持功能。MES CAPP模块负责维护MBOM、现场 看图、现场工艺等。质量控制QCS模块 负责现场质量采集和控制。档案
25、/BD模 块负责产品档案归集和大数据分析。对于流水制造,主要是在EBOM的基础上维护MBOM,确定每 种物料的装配工位,MBOM转产,编制作业指导书,看爆炸图 和装配过程模拟,差异件指示、装配指示等。对于离散制造,主要是进行工艺设计,确定加工工序,确定每道 工序的设备类(组)、工时、刀模卡具等,现场看图。根据关重件、物流追溯和MBOM等形成产品档案。售后的维修、换件、抱怨、期望(创新源头)等信息,也将并入产品档案。XXMES-辅助工艺辅助工艺CAPP XXCAPP包括MBOM管 理、图纸下达、工艺设计、工装管理等功能。图纸下达主要 针对现场技术 指导或人工作 业指示,包括:图纸启用管理,3D图
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