智能制造专题:离散型制造模式下的智能制造应用分析

  • 作者:咨询顾问廖明航
  • 上传时间:2020-04-20 10:30:01
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关键词:离散型制造、智能制造


智能制造专题内容更新啦,今天笔者想和大家聊一聊关于离散型制造模式下的智能制造应用分析。
概念:离散型制造是指生产过程中基本上没有发生物质改变,只是物料的形状和组合发生改变,即产品是由各种物料装配而成,并且产品与所需物料之间有确定的数量比例,如一个产品有多少个部件,一个部件有多少个零件,这些物料不能多也不能少。按通常行业划分属于离散行业的典型行业有机械制造业、汽车制造业、家电制造业等等。 


特点:离散型制造型企业的生产主要表现为: 
1、生产模式——按定单生产、按库存生产;
2、批量特点——多品种、小批量或单件生产;
4、产品的质量和生产率很大程度上依赖于工人的技术水平;
5、自动化主要集中在单元级(如数控机床),自动化水平相对较低;
6、需要检验每个单件、每道工序的加工质量;
7、产品的工艺过程经常变更等等。

智能制造目标
在机械、航空、航天、汽车、船舶、轻工、服装、医疗器械、电子信息等离散制造领域,企业将开展智能车间/工厂的集成创新与应用示范工厂,推进数字化设计、装备智能化升级、工艺流程优化、精益生产、可视化管理、质量控制与追溯、智能物流等试点应用,最终推动企业全业务流程智能化整合
智能制造要素条件
车间/工厂的总体设计、工艺流程及布局均已建立数字化模型,并进行模拟仿真,实现规划、生产、运营全流程数字化管理。应用数字化三维设计与工艺技术进行产品、工艺设计与仿真,并通过物理检测与试验进行验证与优化。建立产品数据管理系统(PDM),实现产品数据的集成管理。实现高档数控机床与工业机器人、智能传感与控制装备、智能检测与装配装备、智能物流与仓储装备等关键技术装备在生产管控中的互联互通与高度集成。建立生产过程数据采集和分析系统,充分采集生产进度、现场操作、质量检验、设备状态、物料传送等生产现场数据,并实现可视化管理。建立车间制造执行系统(MES),实现计划、调度、质量、设备、生产、能效的全过程闭环管理。建立企业资源计划系统(ERP),实现供应链、物流、成本等企业经营管理的优化。建立工厂内部互联互通网络架构,实现设计、工艺、制造、检验、物流等制造过程各环节之间,以及与制造执行系统(MES)和企业资源计划系统(ERP)的高效协同与集成,建立全生命周期产品信息统一平台。建有工业信息安全管理制度和技术防护体系,具备网络防护、应急响应等信息安全保障能力。建有功能安全保护系统,采用全生命周期方法有效避免系统失效。


智能制造方法

推进生产设备(生产线)智能化。通过引进各类符合生产所需的智能装备,建立基于CPS系统的车间级智能生产单元,提高精准制造、敏捷制造能力。

拓展基于产品智能化的增值服务。利用产品的智能装置实现与CPS系统的互联互通,支持产品的远程故障诊断和实时诊断等服务。

推进车间级与企业级系统集成。实现生产和经营的无缝集成和上下游企业间的信息共享,开展基于横向价值网络的协同创新。

推进生产与服务的集成。基于智能工厂实现服务化转型,提高产业效率和核心竞争力。


智能制造建议

对于离散制造业而言,产品往往由多个零部件经过一系列不连续的工序装配而成,其过程包含很多变化和不确定因素,在一定程度上增加了离散型制造生产组织的难度和配套复杂性。面向订单的离散型制造企业具有多品种、小批量的特点,因此,离散制造型企业更加重视生产的柔性,重点建设基于MES的智能制造生产线,从以下几方面进行探索:

1、资源管理 
MES系统接收公司部件级生产交付计划,计划人员利用MES系统完成排产后,通过该资源需求计划管理模块处理,可自动生成相关各类零件级资源的需求计划, 如:毛料计划、工装计划、刀具计划、样板计划和成品半成品计划等。生成的资源需求计划直接传递给各类资源库房,由库房及时反馈资源准备状况,所有资源依据反馈的需求时间、需求设备、零件加工周期、风险系数和紧急程度等信息,进行资源的优化组合,控制资源有效利用。至此,资源准备工作完成,将数据传递给资源 配送管理模块。
2、资源配送
各类生产资源设立专门的配送部门负责资源配送,经资源需求计划管理模块处理后,由需求工段进行确认申请配送。配送过程严格由管控平台进行管理控制,资源在传递的过程中,设备操作者无须离开设备或沟通协调资源配套问题,从而大幅降低了数控设备停机时间,有效提升了设备利用效率。针对离散行业的资源配送管理包含:刀具配送、工装配送、毛料配送和样板配送等。
3、现场状态采集
静态资源配送到位后,进入转换为产品的加工阶段,该阶段也是信息较为繁杂和分散的阶段。为增加车间生产现场的透明度,系统通过MDC设备监控功能和现场采 集终端手动采集功能,将车间所有工序级作业任务的加工信息实时反馈给计划调度部门。由于生产现场作业任务的进度可实时反馈,计划部门计划员与工段计划每周 定期核对计划完成情况的工作可取消了,取而代之的是计划员通过进度监控随时了解重要订单的加工进度,对可能逾期的任务及时进行调整,体现了离散型制造业动态管理的特性。由于计划调度部门及时进行调整,系统会依据调整结果重新对资源进行重组,因此提高了生产作业的连贯性,降低设备闲置率,提高了生产效率。
4、问题反馈及处理
车间生产过程中各类偶发事件难以及反馈处理由MES系统解决产品转换过程中信息不畅的问题。并将处理人员的响应及处理效率将纳入绩效考核,从而实现了问题及时反馈与处理能力,有效提升了管理水平。
5、可视化管理
结合LED屏幕和现场电子液晶看板等现代化信息输出设备,MES可实现生产信息的动态显示,为各部门协同作业提供直观、实时的进度信息,为决策层提供客观、准确的统计分析结果。


本期智能制造专题分享就到这里,希望笔者关于离散型制造业在智能制造转型中的一些思考能引起各位同仁的共鸣,镭立科技愿与各位企业伙伴一起在智能智造领域持续探索最优实践。


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