智能工廠建設涉及物理融合CPS、高精度感知控制、虛擬設備集成總線、云計算、大數據和新型人機交互等多項先進信息技術。濰柴動力股份有限公司在智能工廠的建設實踐中,很好地應用了這些高新技術,并有效地進行了融合,取得了較好的效果。
對智能工廠的理解
濰柴智能工廠的建設包含多個方面,主要有以下幾點。
對核心裝備和生產線進行智能化升級 以現有工廠的信息化和自動化為基礎,逐步將專家知識不斷融入制造過程中,建立工業機器人及智能化柔性生產線,實現靈活和柔性的工廠生產組織,使工廠生產模式向規模化定制生產轉變,充分滿足個性化需求。主要包括:智能工廠中整套裝備系統和生產線的智能化升級改造,工廠中生產線網絡化協同制造控制與管理。
建設完善的工業通信網絡 實現智能工廠內部整套裝備系統、生產線、設施與移動操作終端泛在互聯,車間互聯和信息安全具有保障。構建智能工廠車間的全周期的信息數據鏈,以車間級工業通信網絡為基礎,通過軟件控制應用和軟件定義機器的緊密聯動,促進機器之間、機器與控制平臺之間、企業上下游之間的實時連接和智能交互,最終形成以信息數據鏈為驅動,以模型和高級分析為核心,以開放和智能為特征的濰柴發動機智能制造工業系統。
建設、完善并集成各類信息化平臺 依據現有系統,逐步建設新的系統、完善已有平臺并將各系統和平臺進行不斷集成。主要包含:建設協同云制造平臺、能源管理平臺、智能故障診斷與服務平臺及智能決策分析平臺等,無縫集成與優化企業的虛擬設計、工藝管理WPM、制造執行MES、質量管理QMS、設備遠程維護、能耗監測、環境監控和供應鏈SCP等系統,實現智能工廠的科學管理,全面提升智能工廠的工藝流程改進、資源配置優化、設備遠程維護、在線設備故障預警與處理、生產管理精細化等水平,并實現研發、生產、供應鏈、營銷及售后服務等各環節的信息貫通及協同。
開展方法論及體系研究并進行應用示范 針對制造業小批量、定制化的發展趨勢,結合智能制造的實際需求,對智能制造過程中創新設計和研發、生產組織和管理、資源評估和優化、物流和供應鏈等關鍵因素進行研究。研究面向定制化的智能制造模式;研究智能制造標準體系并提出標準規范;形成企業智能制造方法體系,支撐企業產業鏈的資源優化配置和創新及業務協同,增強企業全球競爭能力。
成功的實踐
濰柴信息化建設始于1986年。經過多年的發展,目前濰柴企業管理與信息化部共有員工200余人,建設了“6+N+X”個信息化支撐平臺,支撐了企業研發、供應鏈、生產、物流、銷售及售后服務各環節的高效有序運轉。近年來,隨著企業的不斷發展,濰柴也逐步意識到智能制造的重要性,并將智能工廠建設上升到企業戰略層面,全面統籌推進智能工廠的建設和改進。經過不斷的努力,濰柴已取得了一定的成效,有力助推了企業由制造型向服務型企業轉型,為“低成本、高效率、高質量”地滿足客戶個性化定制需求奠定了堅實的基礎。
濰柴以PDM系統為核心,集成COPLAN、TDM、WEDP等系統,建設了具有強大功能的、完整的、基于互聯網的支撐全球協同研發的PLM平臺。
全球協同研發 濰柴全球協同研發平臺秉承“統一標準、全球資源、快速協同、最優品質、集中管控”五大原則,充分考慮數據安全性,依托明確的信息共享機制,通過分布式部署,將法國、美國、上海、重慶、揚州、杭州等研發中心緊密的相連在一起,利用各地專業化技術優勢資源,使同一項目可以在不同地區進行同步設計,加快了研發進程,大大縮短新產品推向市場的時間。例如,目前對于船用發動機的研發,濰坊全球研發中心和博杜安的工程師已經可以進行協同設計工作,濰坊本部的總設計師確定裝配基準坐標系,創建整機位置骨架,按照EBOM結構創建裝配結構后,任務自動下達到位于濰坊和博杜安的分系統設計師進行相應系統設計,編制相應接口文件,在集成檢入后檢查部件之間的連接情況。
另外,依托多視角BOM管理、圖文檔管理、研發項目管理、模塊化設計等功能,以及在此平臺上不斷完善的TDM、多維設計、計算機輔助制造等系統,為協同研發提供了信息化支撐。以配套海監船的發動機為例,通過北美先進排放技術研究、濰坊和法國博杜安研發中心協同設計、杭州仿真驗證的四地協同研發模式,研發周期由原來的24個月縮減至18個月,整體研發效率提升25%,并為后續研發存留了大量有用數據。
現在,濰柴動力還將利用互聯網+的技術優勢,進一步加大研發力度,整合“五國十地”的研發資源以及多個“國家級技術中心”和世界水平的產品實驗室,建立完整的持續研發創新體系和成果共享機制,并構建一套具有濰柴特色的、從“模擬計算·配置優化·臺架試驗·整車匹配”為一體的數字化協同共享研發機制,聚集全球智慧為新產品研制提供優質資源。
生產全過程的自動監控 隨著精益生產、全面質量管理、快速售后服務等先進理念的推廣和應用,需要企業進一步加強對車間生產現場的支撐能力和控制能力,實現對最基本生產制造活動全過程的監控和信息收集、分析。基于以上目標,濰柴自主研發了生產制造執行系統MES,并利用其實現對發動機生產全過程的自動監控和信息采集、分析。
生產過程采集與分析主要以MES系統中的產品履歷模塊、關鍵件掃描追溯模塊為主實現發動機從裝配、試車、噴漆、完工全流程各環節的數據記錄和采集,同時以MES集成了電動扳手數據采集系統、試車數據采集、加工設備采集系統、EAM設備管理系統等底層智能設備信息采集系統,并以按燈系統實現了生產過程異常信息采集、管理和目視化展示。
通過對發動機生產全過程自動監控及信息采集,濰柴對各關鍵環節信息進行有效采集和分析,為售后服務過程提供信息追溯及故障率分析依據,為供應商零部件品質考核提供依據,全面提升了產品品質及服務質量。
(審核編輯: Doris)
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