智能制造的数字化工厂规划

智能制造的数字化工厂规划Page2智能制造的数字化工厂的成熟度智能制造的数字化工厂建设案例内容提要Page3在西门子成都工厂研发生产一件新产品，它都会拥有自己的数据信息。这些数据信息在研发、生产、物流的各个环节中被不断丰富，实时保存在一个数据平台中。而这座工厂的运行，是基于这些数据基础，PLM（产品全生命周期管理系统）、NX（全三维参数字化设计和分析）、ERP(人财务）、MES（制造执行系统）、TIA（全集成自动化）及WMS供应链管理，全部实现了无缝的信息互联，造就出了一幅透明的数字化工厂的画面。智能制造的数字化西门子成都工厂质量物料供应生产计划单线产能：2400件/天过程数据15万/天过程质量控制点16点/件Page4研发设计三维化把产品塞入电脑，采用参数化设计及虚拟仿真设计技术，打造技术引领的“零缺陷”装备产品，满足客户定制化、个性化、多样化和快速交付的目标要求生产智能化服务智能化管理智慧化把车间搬进电脑，采用精益流水线以及智能生产与检测设备，建设数字化自动车间、立体智能物流体系和高效供应链系统把客户建到电脑，通过信息互通、设备互联、环境模拟、远程监控，建立覆盖全生命周期的服务大数据系统，为客户提供全天候及时在线的设备与服务将西门子管理思想和管理模式融入到信息化系统之中，将行之有效的管理精髓固化到流程之中。通过全流程型业务驱动和全球供应链协同，构建记录可追溯、风险预控、信息安全的稳健运作体系智能制造的数字化西门子成都工厂建设Page5智能制造的数字化西门子成都工厂业务架构参考模板SIMATICHMISIMATIC控制器SIMATICIDENT工业识别系统SIMATIC分布式I/OSIMATICNET工业通信SIRIUS工业控制系统SITOP电源SIMATIC控制逻辑设计AutomationDesigner驱动技术博途软件(TIAPORTAL)用于自动化任务的工程框架PROFINETPROFIBUSHARTASInterfaceTEAMCENTERCollaborativePDMNXProductDevelopmentTECNOMATIXDigitalManufacturingSIMATIC过程控制系统PCS7SIMATICIT生产套件SIMATICIT智能套件COMOS工厂工程SIMATICIT研发套件ERPTECNOMATIX数字化制造TeamcenterPLM平台NX&Simcenter产品开发SIMATICWinCCSCADA系统过程仪表与分析系统SIMATICIT（MES软件）制造执行MOM仓储物流WMS数据采集与监视控制系统工业网络控制器和显示终端PLC/CNC/MC/HMI识别和设备驱动系统TIA全集成自动化基于模型全生命周期数字孪生企业资源管理工厂层现场层控制层操作层执行层服务研发物流制造数据采集设备监控自动化控制人机交互销售供应装备产线Page6智能制造的数字化成都工厂软硬件构成参考模板ERP财务人力资源物料需求计划采购管理主数据管理订单管理WMS数字化工厂与物流规划厂外物流管理厂内物流管理出货管理立式自动仓库自动运载机具MOM生产计划与工单管理质量管理物料管理工业大数据生产过程监控生产文档管理设备管理报表管理KPI和智能支持Automation物料定位物料移动控制人机交互系统数据采集与监视控制系统智能设备网络与通信系统PLM基于模型参数化产品设计基于模型产品分析验证基于模型的工艺基于模型的质量基于模型的在线协同基于模型产品设计规划基于模型主动服务基于模型的供应链管理Page7工业2.X平台软硬件系统融合时代：实现软件系统之间、软硬件系统之间数据的互联互通。工业3.X平台工业4.X平台1.智能化设计、分析2.基于三维模型的信息互连3.工业自动化系统4.传感器系统5.驱动系统6.网络结构及通讯产品7.工业大数据智能制造的数字化西门子成都工厂建设成熟度演变Page8产品定义工艺方法及工时产能要求设备生产能力设施布局仓库存储策略设备故障率及缓冲区设置换班模式调度及控制策略优化工厂/设施利用率产能数据仓库数据订单生产顺序工厂及生产线成本生产线利用率时间、节拍优化缓冲区优化托盘、小车利用率改善建立数学模型，利用真实数据（流程和订单等）进行仿真试验，在试验基础上得到真实系统压力下的系统能力测算，优化西门子原有工厂，建设提供近似真实的参照，经过多年规划和优化，形成平台化、透明化及自动化工厂。工业2.X平台工业3.X平台工业4.X平台智能制造的数字化西门子成都工厂建设成熟度演变Page9西门子工业平台功能数字双胞胎性能数字双胞胎生产数字双胞胎数字模型结构数字双胞胎NXNXNXJTJTJTNXCADVisMockup定义验证结构验证VisMockup机电仿真NXCAE仿真分析仿真模型验证评估LMS分析实验工厂模型NXCAMVisMockupTECNO数字双胞胎数字双胞胎编程&仿真仿真验证工厂和设备数字双胞胎NXCADAPSMOMSCADA功能模型VR现实基于模型数字孪生是西门子成功打造数字化工厂的基础Page10西门子智能制造的数字化工厂建设模板被企业广泛采纳开放西门子成都数字化工厂北京工业4.0开放实验室，融合关键技术西门子和同济大学共同编写19,818人次来访1,907人次来访Page11迈进工业3.X时代软件与软硬互联，软件与硬件互联数字化方面：主要引入基于模型的参数化设计、分析、检测及加工一体化，建立标准化和规范化的数字化三维设计和分析手段，以结构化工艺设计与仿真的业务流程，以知识和流程驱动的基于模型的数字化工厂，实现数字化车间生产运营管理，生产制造智能信息分析。自动化方面：主要引入制造（包括机加、前处理、装配等工艺）柔性生产单元或产线等。智能化方面：建立工厂制造工艺知识库和智能逻辑规则，在部分工艺设计实现智能化工艺，在部分制造柔性单元按照智能逻辑规则进行智能化生产，具备自主判断工件类型进行加工制造。三环车桥和锻造是复制西门子模板建设数字化工厂典范Page12中集集团是复制西门子模板建设集团数字化工厂典范Page13中集集团是复制西门子模板建设集团数字化工厂典范基于模型设计和分析基于模型工艺管理基于模型制造运营管理基于模型数字化孪生基于模型的模块化设计基于模型数字化生产基于模型的数字化车间规划数字化生产决策看板基于模型的CAE分析基于模型的数字化工艺钢板切割成型焊接基于模型数字化工艺仿真Page14智能制造的数字化工厂的成熟度智能制造的数字化工厂建设案例内容提要Page15智能制造的数字化是工厂支持战略运营的主战略智能化数字化自动化Page16通过数字化工厂建设实现生命周期生态圈互联全新产品开发个性化产品定制客户喜好选配需求性能需求客户需求信息过滤与分析用户群设计客户制造服务基于模型虚拟用户体验基于模型产品设计开发客户网上定制产品基于模型工艺虚拟验证可选模块范围内基于模型产品虚拟验证基于模型制造可行性验证基于模型展示虚拟定制提交订单网络化生产组织在线定制产品交付Page17供应商门户供应商物料需求看板物料供应商物料需求看板外协供应商物料库拉动供料看板原物料库来料检验区检测成品库成品库制造车间车间半制品库车间车间车间车间未来的智能制造的数字化工厂互联模式终端用户移动终端互联网新产品设计建议成熟/个性化产品需求物料采购单供应计划供应链原材料需求计划分析验证分析试验订单、物料财务、人员计划产品订单研发与工艺工艺仿真产品开发个性化产品生产排产排产产品订单产品明细/工艺标准仓库管理成品配送仓储物料配送仓储生产数据采集生产过程监控生产计划管理计划执行与调度安灯系统物料条码化关键物料追溯产品质量管理能源管理先进装备生产工单（工艺标准）制造执行生产实绩反馈外协配送仓储生产计划物料领料仓储智能服务经营决策营服及决策Page18供应商门户供应商物料需求看板物料供应商物料需求看板外协供应商物料库拉动供料看板原物料库来料检验区检测成品库成品库制造车间车间半制品库车间车间车间车间未来的智能制造的数字化工厂KPI终端用户移动终端互联网新产品设计建议成熟/个性化产品需求物料采购单物料供应计划供应链原材料需求计划实验验证验证和路试订单、物料财务、人员计划产品订单研发与工艺工艺仿真产品开发个性化产品生产排产排产产品订单产品明细/工艺标准仓库管理成品配送仓储物料配送仓储生产数据采集生产过程监控生产计划管理计划执行与调度安灯系统物料条码化关键物料追溯产品质量管理能源管理先进装备生产工单（工艺标准）制造执行生产实绩反馈外协配送仓储生产计划物料领料仓储智能服务经营决策营服及决策关键绩效产品销量↑销售计划执行率↑客户满意度↑关键绩效排产准确率↑生产计划完成率↑…关键绩效交货时间↓原料送达及时率↑来料批次合格率↑…关键绩效订单交付周期↓单件生产成本↓…关键绩效产品质量合格率↑设备综合利用率↑…关键绩效新产品研发时间↓产品设计完成准时率↑…关键绩效原料库存存在时间↓物料送达及时率↑…Page19数字化工厂系统整体建设目标和愿景快速响应客户定制化需求实现质量效益的持续改善设计•通过智能化、参数化的三维设计和仿真技术，实现快速定制化设计，并实现质量、成本和可制造性的优化打通从设计到制造的流程，实现基于模型的产品设计、工艺规划、制造执行、质量检测和闭环反馈建立以精益文化为基础的管理体系工艺•通过数字化工艺规划和数字化工厂仿真技术，缩短生产准备周期，并实现生产周期和节拍、物流、设备能力的平衡和优化采购•通过协同计划系统实现精益的生产、采购和物流管理，建立面向客户订单的准时制生产和物流拉动体系生产•通过ERP、MES和工厂/物流自动化系统的集成，实现一体化的计划、执行、控制、数据采集和反馈，改善生产、设备、质量的可见性和响应速度通过大数据分析和挖掘实现质量、成本和效率的持续改善，更好为客户服务Page20智能化工厂智能产品/智能设计/智能工件/智能产线涵盖生产工艺及设备的数字化模型，根据需求，自行配置安全解决方案动态市场需求/自组织工厂/自主移动式模块化生产单元/CPS信息物理系统智慧决策可视化工厂只有信息可视才可管理可控依据数据辅助管理决策产品状态(现在在哪，以某种状态呈现)生产透明化：进度透明/质量透明/物流透明/异常透明数字化工厂产品数字化（CAD/CAE/CAM/PLM的集成，虚拟仿真技术，MBD模型的应用，装备数字化（PLC、伺服电机、传感器，TIA，数控机床，自动化设备）物流数字化（立体料库/物流控制，虚拟产线物流仿真）生产数字化：覆盖计划排程/质量管理/设备运行等全过程，虚拟产线及优化仿真2020年+2015年-2016年基础信息化建设机房网络、通信私有云平台建设信息安全ERP（U8）/PDM/OA/一卡通/WMSERP(NC)/MES//PDM/报表系统/全系统集成ERP/MES/CRM/SRM/PLM/APS（高级排程）/移动化大数据/移动化/电子商务/互联互通/信息融合自动化，数字化，网络化智能化，自组织，新生态数字工厂中长期信息化顶层规划Page21围绕上述目标我们开展组织调研和初步分析活动类型活动子类型参与人数（单次平均）活动频次信息化培训信息化应用架构基础概念培训202信息化培训信息化详细方案培训53信息化调研信息化组织和系统现状调研103信息化调研信息化业务主管核心通点调研24信息化沟通信息化成果分步确认35数字化制造成熟度评估泰尔重工Manufacturingprocesses（制造流程）行业水平泰尔能力泰尔能力行业最佳实践0.001.002.003.004.005.00Leadership(管理基础能力)Individuals(个体能力)PLMorientation(PLM基础能力)Business(业务流程基础)012345需求管理产品信息管理变型和配置管理BoM管理工程变更管理可视化CorePLMCapabilities（核心PLM能力）零件工艺和检验机加工(CAM/C