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数字化工厂是基于全业务流程进行顶层规划,利用自动化、数字化、信息化、 物联网等新兴技术,重点完成工厂建模、工艺流程仿真、高端数控设备运用,智能物流、 智慧能源管理等系统。从而完成“数字化研发、数字化供应链、数字化生产、数字化运营” 全方位智能工厂建设。构建高效、节能、绿色、环保、安全的智能化工厂。
图1 企业数字化工厂制造运营系统功能架构
(资料图)
01工厂设计数字化
企业数字化工厂设计主要包括三大块:以订单为核心的运营平台,包括客户需求管理、销售订单活动、供应链管理、生产计划管理等;以产品为中心的研发平台,包括产品研发、服务等;以及以MOM系统为核心的生产管控平台,其核心基础是数 字化车间。数字化车间是基于生产设备、生产设施等硬件设施,以降本提质增效、快速响应市场为目的,在对工艺设计、生产组织、过程控制等环节优化管理的基础上,通过数字化、网络化、智能化等手段,在计算机虚拟环境中,对人、机、料、法、环、测等生产资源与生产过程进行设计、管理、仿真、优化与可视化等工作,以信息数字化及数据流动为主要特征,对生产资源、生产设备、生产设施以及生产过程进行精细、精准、敏捷、高效地管理与控制。
02产品设计数字化
需要企业提升数字化设计和产品开发能力,重视知识产权的保护,在 CAX和PLM 等方面持续进行软硬件投资,建设以CAX为主的基于3D环境结构设计平台、仿真软件开发平台,提升产品设计手段,实现了全数字化产品建模。为降低技术创新风险和新产品研发成本,缩短产品研制周期,一方面将扩大仿真软件应用,满足仿真分析的要求,建立多领域协同仿真平台,一方面将进一步实现研发数据集成与过程管理,规范设计过程和设计标准,包括数据、文档、业务流程、操作规范等标准,提升产品数据管理及数据复用能力。
03制造过程装备数字化
需要企业采购国内外先进的数控加工生产设备和检测设备,应用自动化集成化、数字化的软硬件技术,分别在零部件生产、组装、测试等工艺实现数字化的自动化管控;关键工作站采用MOM系统进行生产过程管控,在生产过程,物料配送采用AGV小车进行物料的移转,可根据仓库和生产线的需求信息,实现生产过程的物料移动。过程管理信息化,生产过程采用 MOM 系统,集 成人、机、料、法生产要素,对生产进度、现场运行、质量检验、设备状态等信息,进行自动采集和分析,实现生产调度自动化,过程管理信息化,生产监控无人化。采用数字孪生技术,实时呈现生产设备的运行状态,实现虚拟世界与现实物理的动态映射。
04制造过程管理信息化
导入和建设 MOM 生产执行管理系统,以 MOM 系统为核心对,各生产要素实现数字化管理,整合企业已有的 ERP 系统的业务流程与数据,实现敏捷供应链与柔性生产。通过制造执行系统 MOM 的实施,实现企业计划层与车间执行层的双向信息流交互,提高车间生产和响应的敏捷性,帮助企业实施完整的闭环生产。通过企业资源计划 ERP 系统,涵盖供 应链、物流、成本等企业核心管理功能,全面实现业务与财务一体化管控,并在此基础上 进一步优化供应链体系与流程,推进供应链协同平台 SCM 的建设,集成实施高级益模 APS、 物料需求计划 MRP、供应商管理 SRM,实现动态、柔性、智能的三计划模式,提升交付水平,降低成品及材料库存,打造高效、协同的供应链运营体系。通过集成生产过程和业务 过程中的数据的应用,为构建工业大数据平台夯实基础,进一步通过数据的智能分析为决策提供支持,驱动企业降本增效与业务创新。
05物流配送信息化
基于客户需求拉动,集成物流与信息流,实现物流信息、物料信息、库存信息互联共享、相互反馈、精准执行的现代化智能物流配送系统。工厂内部能够基于车间、车间实际需求拉动物料精准配送;工厂外部根据客户和产品需求调整目标库存水平,实现精益物流管控。最终达到减少物流搬运,降低在制品、成品库存目标。
06能源资源利用集约化
建立能源综合管理监测系统,实现主要耗能设备的动态监测与控制。建立产耗预测模 型,水、电、气(汽)、煤、油以及物料等消耗实现动态监控、自动分析,实现能源资源 的优化调度、平衡预测和有效管理。
07数据互联互通
建立企业设备物联网 SACADA 平台,实现生产设备之间、能源设备之间的数据采集与监 视控制,有效的解决“聋哑”设备,提升设备利用率、设备管理能力和能源使用效率。采用工业以太网、工业无线网技术,搭建覆盖全企业的 OT、IT 网络。通过企业 集成交互,使 ERP、MOM、CRM、PLM、SCM、MRP 等信息系统之间更加敏捷的进行数据交互、 应用重组和业务构建,实现设计、工艺、制造、检验、物流等制造过程业务系统之间的互联互通。互联网与物联网两大平台之间的深度集成,整体实现设备网络化、集群化、智能化,为智能工厂提供一个全方位互联互通的网络环境。
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