数字化工厂应用与实践

数字化工厂应用与实践EpicData/EpicHustCTO黄刚博士2013年数字化工厂技术与应用研讨会（武汉）提纲•艾普工华简介•艾普工华数字化工厂解决方案•数字化工厂应用案例艾普工华科技（武汉）有限公司艾普工华科技（武汉）有限公司EpicData简介•前身是波音关键部件供应商的IT部门•1967年完成航空业数据采集系统解决方案•1975年在加拿大正式成立•1982年在美国设立分支机构•1986年多伦多证券交易所上市•1987年在英国设立分支机构•2011年进入中国•在全球拥有超过750家客户，典型客户包括：洛克希德马丁、贝尔直升机、豪客比奇、庞巴迪LearJet、CAE、Cobham防务通讯、GE发动机、Contour飞机座椅、小松工机、Rolls-Royce、Volvo、Honda等。EpicData简介EpicData简介协会组织荣誉奖项Top100SupplyChaincompaniesTop100CompaniesDigital–OEMWinnersCircleLockheedMartin'sStarofExcellence合作伙伴成立以来的38年间，EpicData亲历并参与了北美和欧洲离散制造，特别是航空和国防领域的制造信息化历程华工制造装备数字化国家工程中心有限公司制造装备数字化国家工程研究中心（简称工程中心），是2005年经国家发改委批准，以华中科技大学为依托，并联合武重、大连机床、华中数控等企业共建。工程中心以华工制造装备数字化国家工程中心有限公司（简称工程中心公司）为运行实体，注册资本6000万元。目前公司员工超过200人，其中研发人员100多人。1999-基础研究（国家973项目1项，国家自然科学基金重点/重大项目2项、国家杰青项目1项）2001-技术开发（国家863重点/主题项目4项，国家科技支撑计划2项）2005-推广应用（在作业型、流水型和混合型制造行业的10多家大型企业取得成功应用）MES研发及应用的主要历程江淮汽车：4大平台9类车型奇瑞汽车：4大系列20余种发动机一汽海马汽车：4大平台11类车型万山特种车：专用/特种车型江铃控股：陆风系列中国重汽：HOWO平台7/8/9x系列MES应用情况一航成飞民机武昌船舶重工航空、船舶、工程机械、轻工装备等行业MES应用情况广东科达机电江南机器三一重工广西柳工提纲•艾普工华简介•艾普工华数字化工厂解决方案•数字化工厂应用案例数字化工厂的工作范围数字化工厂的典型应用场景该生产什么设备状态质量管控物料准时配送产品及时发运全局生产管控生产防错系统工艺指导生产统计EpicDataMES相关产品总揽IntegraPCTIntegraTrakIntegraProductionIntegraMMSUniMaxSmartNestUniMaxXplannerIntegraNet其他信息系统集成硬件接口IntegraTLC艾普工华数字化工厂的XplannerUniMaxXplanner™交互式智能高级计划与排程（APS）解决方案以约束理论基础，可快速制定合理优化的详细生产计划，为制造型企业制定详细生产计划、计划调整、插单处理等提供平台级解决方案。UniMaxXPlanner支持对主资源、副资源、工装夹具、刀具、人力、外协等制造资源的有限能力约束运算，能够精确预测订单交期、产能负荷和资源占用。UniMaxXplanner•支持一键式全自动智能排程和人工介入的分步排程•支持多种计划策略的排程结果对比•支持多工厂、多车间的多层详细计划排程•支持多种TOC约束规则与OPT优化•强大的用户自定义支持•排程结果可精确到机台、工装夹具、产线，时间精确至秒级•可与ERP、MES无缝整合，且不需要修改原有系统的程序显著提高设备利用率和人工效率，减少瓶颈问题缩短计划制定周期从3周到半天生产计划与执行控制•生产计划前处理•支持多种外部计划导入，统一均衡化排产•支持多种接口•支持复杂计划流程综合计划复杂的计划流程量产计划出口计划试制计划生产计划与执行控制•生产排程(混流装配)•支持以均衡化、完工时间等不同目标的启发式自动排程•支持手动调整排程结果•支持模拟排班检测，预知WIP、制造瓶颈等信息生产排班结果排班模拟成熟的GoalChasing算法生产计划与执行控制•生产排程(加工)•包括通用工艺流程建模、开放算法框架、交互式甘特图三大核心组件，支持对主资源、副资源、工装夹具、•刀具、人力资源、外协资源等制造资源的有限能力约束运算，能够精确预测订单交期、产能负荷和资源占用生产排班结果资源负载预测材料消耗预测艾普工华数字化工厂的UniMaxMES•UniMaxMES™结合了EpicDataIntegra系列产品的强大功能以及在高性能、高可用、可配置方面的卓越性能，并融合了华工HustMes适合国内制造企业生产模式和管理思想的特色功能与模块。•UniMaxMES基于EpicDataIntegraNet高效能系统平台，由统一的工厂模型和可定制的业务流程建模引擎驱动，既兼顾系统的灵活性以及运行效能，又能有效地降低了用户的总体拥有成本。UniMaxMES计划执行生产监控质量管理与生产线集成的生产过程监控设备控制电子看板安灯智能料架条码扫描RFIDMES系统集成的工业模块MESVIN码打印控制器电子大屏控制器铭牌打印控制器生产线监控系统生产跟踪控制系统RFID数据采集客户端设备控制器打码控制器RFID数据采集客户端RFID数据采集读写器条码数据采集客户端条码数据采集客户端条码数据采集客户端合格证打印控制器生产计划与执行控制•数据采集单机设备集成自动线集成条码系统生产计划与执行控制•通过与DNC系统集成，动态展示现场设备运转状态，并支持用户自定义设备状态数据的显示内容•可快速实现设备状态看板，直观展示现场设备状态设备运行信息设备运行信息显示配置车间设备状态生产计划与执行控制•计划执行跟踪在制品状态查询生产追踪批次/订单追踪•支持多策略组合查询•支持区间查询•支持产品/批次/订单跟踪订单完工状态质量管控•流程驱动的质量管控物料防错提示质量管理流程定义关重件安装实时监控关重件正、反向追溯质量管理•实现车间质检员对产品加工质量数据以工序检和总/成检的不同阶段进行数据录入•系统还支持对不合格处理情况进行记录不合格品处理工序检总/成检质量管控•质量Andon工位Andon有线暗灯（拉绳/按钮）现场总线ProfiBusPLC控制器生产线远程IO模块以太网Andon处理服务器无线暗灯（遥控）质量ANDON异常原因质量管控•图形化质检全键盘操作支持快捷键质量检查项目定义定义检查区域检查项目标准检查结果项目编码和快捷码质量缺陷项目定义定义缺陷类型定义缺陷部位定义缺陷定义编码和快捷码支持自定义快捷码智能提示功能质量管控•SPC统计与分析：采用SPC控制策略，可找出引发质量问题的深层次原因，以及质量问题处理和预防的决策支持实时数据判异准则异常报警处理措施原因分析散点图（相关性分析）直方图柏拉图（异常\原因\措施\故障类型）趋势图质量数据分析加工现场艾普工华数字化工厂的UniMaxMMSUniMaxMMSUniMaxMMS™针对制造企业的生产物料管理、物流计划及执行、仓库管理提供了全面的解决方案，同时对入场、出场物流，供应链及配送中心的物料及物流管理提供了支持。通过实施UniMaxMMS，可以保证仓管人员和计划调度员准确获取物料状态数据，从而支持他们从容应对企业内外部物料需求。•UniMaxMMS支持生产物流中大多数的JIT物料同步配送方式，包括：–物料看板拉动–Andon拉动–按生产顺序的台套配送–按生产顺序的序列配送–按计划配送–Crossdocking•支持事件触发和批量触发•支持RFID及自动拣货标签作业•支持标准库内和跨库作业，支持物料分拣•支持供应链及配送中心的物料及物流管理减少在制品库存量20%以上物流计划与执行•JIT生产物流的主要业务30物料拉动产前配送产中配送产前扫码收货物料需求生成上线顺序采集与发布产中物料配送指令厂内库存管理当日库/SPS区线边库产前物料需求发布相关查询与报表计划件看板件序列件SPS件需求分解物料配送管理•建立B/S模式物料发布平台,供应商贴条码,加速物流•通过物料配送和物料反冲实现物料闭环•多种配送途径–按计划数量配送–按需求顺序(JIS)配送–按台套(SPS)配送–按看板(Andon)配送物料库存管理仓库库位管理与跟踪（同时支持下线调试区）–物料ID管理–人物绑定–无线扫码物料库存管理•库内分拣作业–分拣单管理–库内分拣作业•料盒配置管理•多道并行分拣艾普工华数字化工厂的SmartNestUniMaxSmartNest™排料优化及下料生产管控软件系统具有下料产品管理、板材及余料管理、下料生产管理、优化排料与数控切割NC编程、切割设备管理、切割下料终端管理以及系统集成等功能，为数控切割下料生产提供了完整的解决方案。UniMaxSmartNest•高效全自动优化排样•支持零件拖放、成组操作、各种几何变换、阵列复制、旋转复制、自动靠拢、边移动边旋转、零件跨钢板移动、局部自动填充、零件追加与超量检查、自动干涉检查等强大的半自动人机交互功能•支持各种轮廓编辑•支持钢板库及其余料管理•自动切割轨迹规划，提供三种自动共边切割轨迹生成方式•支持数控编程与切割模拟平均节省钢材5%左右提高切割效率25%以上艾普工华数字化工厂的UniMaxTLC/UIDUniMaxTLCUniMaxTLC制造人力管理系统，不仅可以用作高效的考勤系统，更能帮助管理人员识别瓶颈和低效率环节，持续改进生产绩效指标；识别富余的人力资源；为可用的合格员工分配更有价值的工作IntegraTLC能够显著减少在处理工资表和账单信息中产生的错误，降低事务费用，对无纸化生产提供有力支持。UniMaxUID实现了严格的制造商物料及产品追溯，符合欧洲及北美国防供应商认证体系的要求。UniMaxUID追踪生产过程中特定的环节及零部件，提供实时坐标信息，并通过生产和库房配置追踪零部件状态严格控制分部装配和分包合约的按期交付UniMaxUID通过每个产品生命周期内的UID提供准确的产品交付及维保信息，实现高效且精确地零部件安装—迅速提高产能UniMaxUID对产品质量、维保、后勤性能支援及生产管理周期，提供精准的交付和维保信息，且终生可见UniMaxUID艾普工华数字化工厂的UniMaxPCTUniMaxPCT™采用了行业领先的业务智能引擎，结合车间层生产实时状况与人、机、料、法、环、测等实时数据，发现生产过程趋势，并对可能发生的故障和事故进行预警UniMaxPCT借助于UniMaxPCT，生产管理者可以：显示各种报表分析工厂各种环节指标数据整体掌控车间生产状态，及时修正业务偏离敏捷化调整生产部署，以达成生产绩效指标准确了解当前质量水平及质量趋势，提前响应以规避潜在风险基于正确实时的生产状态数据，提高沟通效率，降低沟通成本根据制造数据关联分析，作出合理的管理决策PCT-实时的生产控制平台•图形化生产跟踪系统–快速定位在制品、订单–全局掌握车间实时生产状态–通过集成自动化控制系统，控制现场设备，批量自动化PCT-实时的生产控制平台•车间状态/绩效透明化–实时推送工厂生产最新进展–及时警示生产问题及可能造成拖期的订单–及时掌握不同层次/维度的生产绩效指标PCT-实时的生产控制平台PCT采购管理人员质量管控人员全球物流专家供应商管理人员技术工程师视频会议技术支持物流准备环境预警生产监控车间车间装配现场生产、装配现场全球供应商工厂......高清视频、生产信息、物流信息等技术支持质量管理物流支持采购支持环境信息支持生产管控人员PCT-实时的生产控制平台艾普工华数字化工厂的基础：IntegraNetIntegraNetIntegraNet的系统运行监控体系•实时监控•每日系统运行日报OPC服务器172.18.13.14数据采集服务器172.18.7.1数据发布服务器172.18.11.1MES主服务器192.168