第2例 中國一拖集團有限公司 新型輪式拖拉機智能工廠
2.1 簡介
2.1.1 企業簡介
中國一拖集團有限公司(以下簡稱中國一拖)的前身是第一拖拉機制造廠,創建于1955年,是我國“一五”時期156項工程之一。第一拖拉機股份有限公司是中國一拖最大的控股子公司,分別在香港聯交所和上海證交所上市,是唯一擁有“A+H”上市平臺的農機企業。中國一拖由單一的履帶拖拉機起步,逐步構建以農業裝備為核心,動力機械、工程機械、車輛以及關鍵零部件制造協同發展的相關多元化發展格局,具有國內最完整的拖拉機產品系列(17~400馬力[1]),擁有中國領先、具有自主知識產權的產品技術,已形成嚙合套、同步器、動力換向、動力換檔四種產品技術平臺。經過60多年的發展,中國一拖已累計向社會提供了360萬臺拖拉機和260萬臺動力機械。
中國一拖建有拖拉機動力系統國家重點實驗室、國家級企業技術中心、博士后工作站、河南省農業裝備工程技術研究中心、河南省拖拉機關鍵技術重點實驗室、農機鑄件快速成型技術河南省工程實驗室等多個平臺。參與制訂和修訂國家標準、行業標準280余項,擁有有效專利700余項、技術人員2000余人。
2.1.2 案例特點
中國一拖圍繞新型輪式拖拉機產品的多樣性、制造復雜性、低效生產等現狀,在國家領導人及工信部等相關部委的鼓勵、支持下,加快結構調整和戰略轉型的步伐。重點開展新型輪式拖拉機多品種定制化混流型生產的智能制造體系技術研發與應用;推進制造過程智能化,實現機械加工車間和裝配車間數字化建設,以及箱體加工、傳動系裝配、質量過程檢測等關鍵工序智能化;上料、打磨、物流運輸等崗位由機器人替代;對MES/ERP/PLM/MDC異構系統的高效集成應用,促進農機裝備生產過程智能優化控制。實現了大型、重型動力換檔、無級變速拖拉機等高端裝備的創新突破,提升了我國農機裝備國際競爭力,滿足了客戶對高端農機裝備的需求,推動了企業的轉型升級。
項目突破了智能化工廠三維數字化模型的參數化設計,智能制造中的機床-工藝交互預測、監測及控制管理,基于大數據的在線故障診斷與分析,管理信息數據融合、異構數控系統高效協同集成,智能制造裝備組建工藝優化與加工仿真,智能制造生產線的刀具管理,基于虛擬現實技術的智能制造與優化等技術問題。
2.2 項目實施情況
2.2.1 項目總體規劃
2.2.1.1 新型輪式拖拉機智能工廠總體架構
智能工廠總體架構如圖2-1所示,包括智能化制造體系、智能化生產控制中心、智能化生產執行過程管理、智能化倉儲與物流。通過智能裝備、智能技術與管理手段的引入,實現生產資源最優化配置、生產任務和物流實時優化調度、生產過程精細化管理和科學管理決策。

圖2-1 智能工廠總體架構
2.2.1.2 新型輪式拖拉機智能工廠信息化平臺架構
運用工業互聯網、物聯網等現代信息技術,構建覆蓋設備層到管理決策層,從研發、制造、營銷服務到上下游供應鏈的信息化平臺,如圖2-2所示。通過信息化系統集成應用,實現產品、設備、軟件之間的相互通信,實現對設備狀態、產品質量變化、生產系統性能等的預測及應對。

圖2-2 信息化平臺構架
2.2.2 建設內容
2.2.2.1 參數化三維數字設計與分析
1.數字化產品設計
在產品研發設計階段實現產品參數化設計和管理。通過三維參數化設計軟件進行產品設計,產品數據由PDM系統管理。通過構建產品參數化設計系統集成應用平臺,統一管理產品設計過程中的產品數據信息,建立產品零部件參數化三維實體模型以及三維設計資料庫、參數庫,保證產品開發周期過程中產品數據的統一性、一致性。提高研發創新能力,縮短產品開發周期,降低產品開發成本,提升產品研發核心競爭力。本項目產品參數化設計系統應用框架如圖2-3所示。

圖2-3 產品參數化設計系統應用框架
產品設計利用三維軟件的參數化技術、直接建模技術和三維可視化技術,針對不同的任務需求,從根本上實現零部件三維參數化數模設計、產品裝配設計、干涉檢查、虛擬樣機、可視化造型設計、基于三維模型的二維工程圖應用等設計任務。在拖拉機關鍵零部件設計過程中,利用CAE分析工具對其進行機械強度、相關結合面密封性、傳動系效率及齒輪強度校核等方面的分析及優化,解決材料開裂、結合面漏油、齒輪斷齒等方面的問題,為產品的優化設計提供仿真依據。
2.PDM協同設計
為了有效對產品數據進行管理,建立PDM管理系統。以授權控制為基礎,管理從產品概念設計、產品圖設計到生產制造各個階段產生的各類數據。通過把數據管理集成到設計過程當中,極大地推進設計人員之間的信息共享與協作水平;同時采取數據集中存儲、集中管理的方式,最大限度地保障數據安全。
2.2.2.2 數字化工藝規劃
1.工廠布局可視化
輪式拖拉機加工及裝配過程復雜,目前的兩維仿真難以真實、直觀地呈現,產品的工藝評審不直觀,容易出現差錯。構建生產線三維設計平臺,建立新型輪式拖拉機工廠設計仿真系統和工廠布局可視化分析系統;采用計算機仿真與虛擬現實技術對制造過程進行建模,生成逼真的三維虛擬環境,實現產品的工藝規劃與仿真驗證。在虛擬制造環境中進行可行性評估,增強制造過程概念階段的決策與控制能力,減少工藝規劃的盲目性、縮短投產周期、降低制造成本。
2.數字化三維車間建模
工藝規劃完成后,利用搭建的數字化工廠仿真系統中的數字化工廠軟件對整個工廠制造工藝設備進行并行工程設計,以生產大綱為基礎,迅速簡便地建立、分析和展示可視化的工廠模型。在構建的虛擬生產線平臺基礎上,將設備三維布局、生產物流路徑及物料管理數據集成,生成有關節拍、品種、物流、設備、人員和安全的圖表,提供數字化仿真分析報告,科學判斷分析各種方案的優劣勢,便于多方會簽和評審確定優化方案。
3.建立數字化車間物流仿真優化
利用工廠物流仿真軟件對加工車間進行可視化仿真優化,構建加工車間的物流仿真分析模型,優化車間所需轉運車數量、成品緩存區的大小等內容。
依據對車間物流仿真分析的結果,對車間的物流、緩存區現狀進行評估,并結合產量、零件輸送方式、車間的設備布局等各方面因素,對車間的物流輸送提供優化建議。建立數字化車間物流仿真模型,實現一次建模就可在產品的全生命周期中使用,不僅在新建工廠時可以仿真優化,投產以后隨著產品產能和品種的改變,只要導入改變的數據,對原建模型進行仿真分析,即可得出優化的數字化工廠方案,以最短的時間,科學高效地指導技改和生產。
2.2.2.3 高檔數控機床與機器人
1.機械加工中的應用
異構殼體件加工的柔性制造系統(FMS)加工線及用于大型復雜箱體件加工的六托盤五軸加工中心等高檔數控裝備,具備高精度、高速度、高效率的特點,實現多品種、可定制生產的新型輪式拖拉機零件加工,解決了機械制造的高自動化與高柔性化之間的矛盾。柔性制造系統的檢驗、裝夾和維護工作可在第一、第二班完成,第三班可在無人照看下正常生產,實現8小時無人值守自動工作。
2.柔性裝配中的應用
裝配線采用電動擰緊機、裝配機械手、發動機與底盤遙控機動對接臺等智能化裝配設備,保證裝配精度,提高裝配質量。
3.快速鑄造中的應用
在新產品試制階段,應用激光選區燒結成形、無模鑄型(微滴噴射成形)等非金屬增材制造裝備直接進行鑄型芯/零件原型的制作,省去模具的設計、制作的時間及費用,實現數字化設計與制造技術的無縫銜接。該技術在產品設計改動時能夠做出快速響應,大大縮短了產品的制作和投放市場的時間,從而解決我國農業機械化快速發展的多樣化需求,以及農機產品關鍵零部件自主化開發過程中存在的試制周期長、成本高、精度低等問題。
2.2.2.4 智能傳感與控制裝備
1.零件生產進度識別與跟蹤
根據現場具體位置及需要激光打標工件的大小結構、打標位置等方面,制定打標設備技術方案,在加工線線頭設置激光打標設備,在線頭、線尾及抽檢臺設置二維碼掃描設備。通過在零件生產制造的關鍵環節設置的掃描設備,識別零件身份,并將零件的制造過程、質量信息、人員操作信息記錄下來。系統通過記錄生產中的詳細信息來為數據追溯提供支持。通過二維碼掃描槍可快速獲取零件相關信息,包括零件號、加工時間、零件序號等。
零件生產進度跟蹤系統通過與全廠MES和ERP系統聯網,向各系統提供零件生產進度信息,提供報表查詢功能。打標設備與ERP通信,讀取零件需要的二維碼打標內容。打標設備與DNC、MES通信,使DNC、MES系統及時得到零件二維碼信息,便于在生產信息的采集過程中及時掌握零件的加工進度。
2.數控機床加工信息的采集與控制
以數控機床聯網技術為基礎,利用網口通信采集、串口通信采集、硬件采集和可編程邏輯控制器(PLC)數據讀取等多種方式,完成對現場多種異構類型接口工業設備的聯網互通。以解決異構設備的合成通信、生產過程數據采集、加工程序與相關文件管理、采集數據統計分析等問題為核心,進行生產過程采集與分析系統建設,通過設備監控和生產過程中的數據采集、動態更新,實時跟蹤生產進度執行情況,實現數控機床、自動化輸送、信息技術以及統計分析技術有效集成。
對自動化加工線及通信接口的數控加工機床、對刀儀、刀具系統、自動物流設備、在線數控檢測設備等進行集中跟蹤及生產監控,配備電子大屏幕實時顯示車間生產狀態、設備狀態、生產線統計過程控制(SPC)質量分析情況等信息及報表。
2.2.2.5 智能檢測與裝配裝備
1.智能檢測
差速器軸承座線配備綜合測量機及SPC計算機;在線測量儀器的內外徑測量,采用無線或有線便攜式電子卡規及塞規。對大于12mm的內孔,其直徑測量采用無線便攜式電子塞規、卡規方式,數據可以通過無線方式傳輸到現場的計算機中進行數據的存儲和SPC分析;小于12mm的內孔,采用有線電子塞規測量直徑,數據傳輸到現場的計算機中進行存儲和SPC分析。SPC檢測工作站可以提供測量數據聯網功能,通過局域網遠程訪問已經測量的數據。另外,采用三坐標數字化測量機測量箱體、殼體等形狀與位置精度。
研發應用底盤加載試驗臺對裝配完成的底盤100%進行加載試驗,以最大限度地將產品的缺陷及早暴露,并針對暴露出來的問題及時進行整改,從而降低人工修理成本和整機故障風險,提高傳動系一次下線合格率。底盤加載試驗臺研發應用填補了國內輪式拖拉機傳動系帶負荷試驗的空白,對提高拖拉機傳動系的工作可靠性提供了有力保障。
2.可視化柔性裝配
在裝配線操作終端觸摸屏上實現以二維裝配作業指導操作的裝配過程可視化,后期將三維可視化裝配作業指導應用到裝配線,替代傳統的不直觀、易出錯的二維裝配工藝文件,進一步提高裝配質量和效率。
3.開發基于大數據的在線故障診斷與分析系統
該系統提供以下服務:基于B/S架構實現機床監測數據的現場采集系統;多源監測信息的遠程傳播和共享;監測數據智能處理和信息挖掘;診斷系統軟硬件聯調和完善等。
2.2.2.6 智能物流與倉儲裝備
為合理組織車間裝配作業,提高自動化運輸水平,主要部件的裝配和總裝配采用流水生產線,其他部件和總成的裝配采用固定式作業。零部件在裝配線之間的轉運廣泛采用程控自行小車等機械化運輸設備。拖拉機傳動系總成與發動機合裝后,采用自動導引車(AGV)把合裝好的總成運往總裝線。
2.2.2.7 軟件及網絡設備
新型輪式拖拉機項目通過MES、PLM、ERP等信息系統的建設與融合如圖2-4所示,完成研、產、人、財、物等核心業務流程的優化重組,從傳統的人工化、自由化向系統化、流程化、制度化轉變,進一步加快企業兩化融合速度,發揮信息化集成系統對生產組織、質量改進、采購管理等管理系統的支撐作用,為業務發展策略的落地提供支撐。

圖2-4 新型輪式拖拉機MES、PLM、ERP信息化平臺
2.2.3 實施途徑
中國一拖新型輪式拖拉機智能制造新模式應用的實施,共分三個階段,總實施周期為五年,從2014年1月至2018年12月,通過每階段重點內容的建設,形成面向農機行業的智能制造技術體系和產業化產品,帶動我國農機行業智能制造水平的整體提升。
2.2.3.1 第一階段(2014年1月至2015年12月)
第一階段建設的主要內容包括:關鍵制造技術、關鍵工藝設備研究及裝配車間數字化裝備設施應用;在已有CAD/CAE/ERP等數字化應用的基礎上,從產品設計源頭起,研究應用先進的制造工藝與物流技術等,策劃智能化加工車間及裝配車間數字化裝備設施的應用。已經實施的內容如下:
1)項目總體規劃設計方案。
2)完成車間加工線的物流仿真分析,完成兩條生產線的三維可視化建模及渲染仿真。
3)智能裝備的實施,包括虛擬現實平臺搭建、加工中心等加工設備、在線測量儀器、數字化無模鑄造精密成形設備、ERP、MES、刀具管理軟件、配件電子商務平臺構建等。
4)完成裝配車間網絡布線,集成軟件開發,設備與軟件進行聯調。
5)完成五條生產線的三維可視化建模及渲染仿真。
6)數字化機械加工車間進行設備安裝。
2.2.3.2 第二階段(2016年1月至2017年6月)
第二階段建設的主要內容包括:關鍵制造技術、關鍵工藝設備研究取得初步突破,智能化加工車間生產技術準備、裝配車間數字化裝備設施完善。已經實施的內容如下:
1)機械加工車間現場設備與生產管理系統(ERP、MES、PLM)等集成方案設計報告。
2)機床運行狀態動態監測系統開發。
3)智能刀具系統總體框架搭建及功能模塊開發。
4)智能制造生產線的刀具管理系統。
5)機械加工車間設備安裝、調試。
2.2.3.3 第三階段(2017年7月至2018年12月)
第三階段建設的主要內容包括:智能化、信息化整體方案策劃與實施;新型輪式拖拉機智能制造生產示范線建成、使用。已實施的內容如下:
1)完成機械加工車間MES、PLM、ERP等信息化系統硬件設備采購安裝、網絡布線,集成軟件開發和聯網調試,設備與軟件進行聯調。
2)完成MES、PLM、ERP、電子商務、智能化服務平臺等信息系統的集成方案實施、聯網調試。
3)完成中國一拖新型輪式拖拉機智能制造工廠整體調試、試運行。
4)完成批量生產驗證并運行。
2.3 實施效果
2.3.1 效益分析
應用ERP提高采購計劃的準確性,大幅減少采購缺件影響生產或存貨積壓現象,從源頭上遏制緩動存貨的形成,存貨資金占用降低29%~50%,存貨周轉率提高7次,毛利率增加4%。通過ERP、MES、條碼系統的有效集成,實現企業生產業務環節的有效銜接,實時追蹤產品生產數據,計劃準確率提升90%;通過條碼技術與物聯網技術應用,實現質量問題源頭追溯。
通過智能制造實現系統集成和聯動,降低材料損耗及庫存,物力成本節約10%~30%。通過數據實時反饋和資源管理直接和間接改善勞動效益,節約15%~20%的人力成本。通過較好地利用設備,實現物料配送協調和生產能力改善,資金開支節約10%~50%。通過完善的生產準備滿足客戶訂單,加快響應速度和準確及時的狀態信息反饋,客戶服務水平提升25%。
2.3.2 建設成果
2.3.2.1 實現產品的數字化研發設計
中國一拖數字化產品設計主要突破了五項技術難點:①實現了三維CAD與PDM系統無縫集成;②實現了復雜的產品數字化裝配及干涉檢查;③實現了基于三維模型的二維工程圖技術應用;④建立了復合國家與企業標準的標準件庫與通用件庫;⑤實現了基于PDM系統的產品設計文檔審簽與更改流程。
1.產品參數化三維設計
在產品研發設計階段實現了產品參數化設計和管理。產品設計利用三維軟件的參數化技術、直接建模技術和三維可視化技術,針對不同的任務需求,從根本上實現了零部件三維參數化數模設計、產品裝配設計、干涉檢查、虛擬樣機、可視化造型設計、基于三維模型的二維工程圖應用等方面的設計任務,如圖2-5所示。

圖2-5 產品參數化三維數字設計
2.數字化仿真分析
在拖拉機整車、發動機及零部件等方面,運用CAE技術進行優化設計、故障診斷和性能提升,成功地解決了箱體開裂、結合面漏油、齒輪斷齒、動力輸出軸(PTO軸)斷裂等問題,為設計人員提供了設計依據和優化意見。拖拉機艙內熱管理及整車噪聲分析如圖2-6所示。

圖2-6 拖拉機艙內熱管理及整車噪聲分析
3.PLM/PDM的集成應用
通過PLM實現產品、工藝數據的交換和共享,借助協同辦公完成技術文件的編制、審批、發放的流程化管理,達到對系統中技術、工藝文件、工藝更改通知的追溯可控。目前,已經實現的主要功能:BOM管理及轉換、工藝卡片編制和管理、產品圖文檔管理、產品和工藝數據更改管理、工作流程管理、報表管理、權限管理等。BOM清單導入ERP系統示意圖如圖2-7所示。

圖2-7 BOM清單導入ERP系統示意圖
4.智能化工廠三維模型建立及應用
數字化車間實景仿真采用參數化三維設計、工藝仿真技術與物流仿真分析、三維可視化虛擬仿真分析等技術,完成機械加工與裝配車間總體設計、工藝流程、布局規劃及優化分析。利用虛擬仿真可視化技術有效地提高設計效率,縮短設計周期,保證設計輸入的正確性。融合物流仿真數據,在虛擬環境下再現物流過程,可以及早發現物流瓶頸等問題,優化物流過程。融合產品加工及裝配工藝,在虛擬環境下展現產品加工及裝配工藝動作過程。機械加工車間三維工藝布局示意圖如圖2-8所示。

圖2-8 機械加工車間三維工藝布局示意圖
工藝仿真實現了虛擬試生產,突出方案設計的可視化和可量化,深度優化生產線工藝和物流方案,通過不斷完善和修正仿真模型、邊界條件參數、輸入參數等,使仿真平臺更真實地反映重拖裝配線的真實生產情況,結合精益思想和柔性制造模式,個性化定制仿真模塊和邏輯算法,提高仿真預測的置信度,為生產現場提供數據和技術的支撐。機械加工生產線仿真分析可視化示意圖如圖2-9所示。

圖2-9 機械加工生產線仿真分析可視化示意圖
2.3.2.2 智能化生產制造
1.智能化生產裝備及生產線應用
1)高檔數控機床應用。高檔數控機床應用在FMS線、制動器活塞桁架自動化生產線、差速器軸承座桁架自動化生產線、前托架生產線、1404-1504系列以上兩箱殼體多托盤柔性加工線、1004-1304系列前傳動箱殼體柔性加工線、1004-1304系列后傳動箱殼體柔性加工線、減速器殼體桁架自動化生產線、傳動箱殼體桁架自動化生產線9條生產線,并實現了可視化數據采集。FMS線及制動器活塞桁架自動化生產線仿真及現場照片如圖2-10所示。
2)工業機器人應用。在自動桁架加工線配備機器人,具體位置為80減速器殼體桁架加工線下料口、80傳動箱殼體桁架加工線下料口、制動器活塞桁架加工線上料口。傳動箱殼體去毛刺及制動器活塞桁架自動化生產線上料機器人如圖2-11所示。
3)智能化物流裝備。多種智能化物流裝備如圖2-12所示。
4)智能刀具管理系統。開發完成了涵蓋庫存、位置、成本信息的數字化車間智能刀具管理系統。智能刀具管理系統的研究與應用根據現有生產線的管理模式和運行狀況,圍繞現場對刀具的管理進行刀具管理需求分析,實現刀具的科學、高效管理。

圖2-10 FMS線及制動器活塞桁架自動化生產線仿真及現場照片

圖2-11 傳動箱殼體去毛刺及制動器活塞桁架自動化生產線上料機器人

圖2-12 智能化物流裝備
2.零件識別與跟蹤
現場采用的掃碼槍為無線掃碼槍,掃碼槍基座與現場工控機直接通過通信線連接,現場工控機與總控室戴爾服務器采用無線通信,可以確保掃碼槍現場讀取到的零件信息準確無誤地傳遞到總控室零件識別跟蹤系統,用于工程師工作站(Engineering Working Station, EWS)系統的零件識別與跟蹤。
3.基于大數據的在線故障診斷分析
開發了大數據在線故障診斷系統,其功能在于:①無人值守下的數據自動重分割,形成與工藝同步的制造大數據;②頻譜特征的自適應分析辨識;③基于動態特征形態學的加工顫振自適應識別。所研發的技術在車間具有調度靈活、部署速度快、對專家經驗依賴小的應用優勢,對現場數據采集系統(MDC[2])的低采樣率工況型數據集形成有效的補充,有效地提升了數字化車間的設備智能運維的能力,有效提升了輪式拖拉機零部件制造質量管理的水平。
4.生產過程數據采集與分析監控系統
生產過程數據采集與分析監控系統包括產品/零件信息、工藝信息、數控程序信息、刀具參數信息、數控機床參數信息、數控機床狀態信息、圖文檔信息、人員信息等。中國一拖數字化工廠智能管理系統包括:產品的質量、計劃、完成數據雷達圖;生產任務制定和生產進度數據圖表;數控程序信息、數控機床參數和狀態信息;刀具管理、車間實時監控、制造執行相關數據;機床效率數據。如此將ERP/MES/MDC等多個數據源匯總形成一個單一數據源進行統一管理,實現信息的集成、共享。
5.MES實施
MES功能涵蓋計劃管理、調度管理、生產管理、質量管理、Andon管理、庫存管理、基礎數據管理、SPC分析等功能模塊。系統包含界面100多個、表結構80多個、存儲過程90多個。MES作為智能工廠中間執行層的核心,通過開放的信息系統接口與企業ERP系統、PLM系統、EAM系統、刀具管理系統、MDC/DNC系統、其他車間MES等系統連接,通過統一的設備接口和底層控制系統連接,實現制造過程橫向到邊、縱向到底的集成。MES覆蓋示意圖如圖2-13所示。
2.3.2.3 經營管理
1.精益供應鏈管理系統應用
建立供應商關系管理(SRM)平臺,并與ERP系統緊密集成,實現與供應商業務協同,打造中國一拖與供應商高效、透明的合作機制。通過SRM平臺控制優化雙方之間的信息流、物流和資金流,降低采購成本和服務成本,增加客戶的價值以及提高公司的利潤率,面向供應鏈前端,改善與上游供應商關系,建立起共贏的戰略合作伙伴關系。
深化采購管控系統應用,加強供應商管控能力。實現采購、營銷系統與物流信息系統集成,提升全程透明可視化管理能力,增強面向供應鏈協同需求的物流響應能力,支撐物流和供應鏈服務。加強采購監督管理,供應商業績臺賬每天定時上報,方便采購監管部門隨時掌控供應商供貨信息。采購合規監管示意圖如圖2-14所示。

圖2-13 MES覆蓋示意圖

圖2-14 采購合規監管示意圖
2.通過ERP的深化應用對企業業務進行全方位管控
中國一拖ERP系統覆蓋主營業務價值鏈,從零件到總裝,從采購、庫存、生產到銷售、成本核算等環節,夯實基礎管理、優化業務流程,為構建卓越運營體系發揮“賦能器”的作用。
3.創新電子商務,打造農業生態圈
建立農業裝備行業示范性電子商務平臺,并努力向產品后市場和全供應鏈服務發展。深入研究主機銷售后市場,建立智能農機物聯網平臺,搭建“東方紅”二手車交易平臺,建設“東方紅”示范基地,以全程農業機械服務為核心,延展農藝咨詢、種子推薦和農資銷售。聚焦于農機產品打造平臺優勢,集合產業鏈上下游的多方用戶,推動上下游深化合作,形成電子商務綜合生態圈。打造農機行業生態圈,積極發展服務型制造。其中,備配件電子商務系統應用示意圖如圖2-15所示。

圖2-15 備配件電子商務系統應用示意圖
2.3.2.4 系統集成
1.工廠工業通信網絡搭建
計算機網絡采用通用的TCP/IP和星形標準網絡結構,實現互聯網、局域網、私有云和混合云的應用。
工廠網絡以千兆為主干,千兆到桌面,結合企業級無線網絡技術、虛擬專用網(VPN)技術,通過網絡軟件平臺(準入系統、網絡監控系統)遠程控制調整每個網絡設備,實現數字化工廠跨廠房、跨地域的網絡全覆蓋及穩定運行。
2.系統的高效協同集成管控
利用異構協同聯網,實現異構設備的合成通信、生產過程數據采集與統計分析;集成MES、PLM、ERP等信息技術進行智能工廠制造過程的控制與管理,實現七大系列、800多種機型拖拉機的精益生產。
2.3.2.5 信息安全
智能工廠智能化系統具有良好的安全性,能夠有效防止遭受其他非法方的侵入與破壞,同時具有系統的數據快速恢復功能;系統能提供可靠的安全管理機制,可靈活配置權限,可防止系統外部成員的非法侵入以及內部操作人員的越級操作;具備完善的網絡安全規劃,綜合考慮工業網絡安全、工業網與辦公網的隔離、企業網絡安全等要求;對于數據庫的訪問具有安全規劃,保障數據的安全性。
2.4 總結
1.統一規劃,分步實施
新建技術改造項目是智能制造實施的最佳時機,便于統籌規劃、高起點實施,以點帶面、逐步開展,充分發揮新建項目的示范帶動作用。
項目設計階段統一規劃,在明確信息化、智能化需求的基礎上提出制造工藝裝備技術要求和接口要求,明確信息化投資概算,改變過去技術改造與信息化建設相對分離的情況,使其在整體系統中,各司其職,有效、協調地完成各自任務,從而使工廠的整體運行達到智能制造的水平。近三年,中國一拖投入的信息化升級及改造費用約1.5億元。
2.以信息化為主線,統籌各系統的銜接
對于智能工廠,MES是智能化制造系統的神經中樞,按照信息化建設規劃,并對各子系統進行功能需求梳理,統一制定并明確MES、ERP、PLM、CRM等系統之間的接口要求,從研發、營銷到計劃與生產、售后服務等業務形成順暢的信息流。同時,大幅降低接口開發的時間和費用,提高整體系統的執行效率。
3.精益生產與智能制造深度結合
精益生產是方向,智能制造是手段。在智能工廠規劃設計中充分體現精益生產的思想,并利用智能制造的技術手段推進精益生產方式的實施。
4.強化過程管理,保證實施進度
為確保項目按期完成,項目按照“統籌推進、適度從緊”的原則倒排項目時間表,形成了項目整體網絡進度節點計劃、月度工作計劃及周工作計劃,各項目單位嚴格按照計劃系統穩妥開展各項工作;為了進一步跟蹤落實項目建設情況建立季度推進協調會制度,協調項目中存在的問題,每個季度召集由項目各單位主要負責人參加的匯報協調會。
[1] 1馬力=735.5W。
[2] MDC (Manufacturing Data Collection & Status Management)是一套用來實時采集并報表化和圖表化車間的詳細制造數據和過程的軟硬件解決方案。