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锻造企业信息系统规划分析(下)_梁聪明.pdf

上传人:哎呦****中 文档编号:401010 上传时间:2023-03-27 格式:PDF 页数:4 大小:1.30MB
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资源描述

1、锻造与冲压 2023.348Manufacture生产 智造锻造企业信息系统规划分析(下)文/梁聪明,王淑琴,刘志敏湖北神力锻造有限责任公司锻造企业信息系统规划分析(上)见锻造与冲压2023 年第 1 期信息系统实现目标该信息系统作为公司信息化、数字化、智能化战略的重要环节,通过建立基于云端、移动端访问的智造协同生产信息系统管理平台,更好地为落实标准化管理体系、质量管理体系、管理制度在生产、工艺、物料、设备、质量、仓储管控方面的规范执行和监督反馈;在生产标准化、精益化上实现突破,实现企业车间数据化、智能化运作和可视化管理,减少数据重复操作,提升生产运营管理效率,增强企业质量管理能力,提高设备运

2、行寿命、减少故障发生。通过建立生产信息系统平台,提高企业的监控预警能力、协同决策能力,提高企业信息化水平,响应智能制造政策。主要功能模块实现生产管理,即:生产计划排程,生产车间作业标准化,现场记录单据无纸化,工艺管理标准,生产进度可视化。质量管理:现场质量控制(QC),质量数据可视化,质量体系管理。仓储物料管理:线边库物料管理、产品生产过程和物料全面追溯,工序物料周转管控,公司仓储库的管理,数据分析。设备管理:设备备件全生命周期管理,电子台账,预防性维护预警、决策,数据分析。产品研发管理:客户产品信息、公司资源、经验数据、产品信息、体系文件、变更管理、工艺流程、执行标准等进行协同管理。除了上述

3、信息系统要实现的主要功能外,要通过实施生产运营、重点设备的数字化、产品研发数据管理系统(PDM)等信息化智造协同管理系统平台,实现如下目标及经济收益。目标全面提高面向客户的服务质量和业务效率,提高企业赢利能力。削减运营成本,提高生产效率,降低库存风险。提高企业设备整体管理水平和竞争力。实现企业范围内科学的运营管理、在线联机分析等业务。有条件实现独立信息录入人员的减少,降低人工成本。提高研发效率,提升产品质量,提高企业核心竞争力。与外界应用系统及信息的集成,实现流程、应用系统、产品信息的创建、管理、分发、应用。降本增效,实现研发、工艺的协同,提升信息数据质量,改善制造流程,降低产品制造成本。实现

4、 5 大文件的模块化设计,协同管理。直接收益降低设备故障率 17%。降低备品备件库存 30%。提升生产计划效率 5%。提高生产进度监控水平 46%。提高质量管理水平 5%。提高库存管理水平 3%。降低数据二次录入 82%。提升各部门(生产单元)协同管理效率 34%。间接收益无纸化信息传递、实现绿色制造。人员的减少(统计员等)。49 2023.3 Forging&MetalformingManufacture生产 智造信息系统方案设计与实施系统方案设计主要围绕装备数字化、信息化技术相关领域在设备层、数据采集层、数据分析处理层、前端应用层进行部署。消除公司在运营管理信息化方面的短板,并融合既成系统

5、,开发产品研发数据管理系统,提高信息共享程度,提高资源效率。此系统以迭代优化为核心,高层次推进基础环境智能化,采用统一的数据源,系统分层,J2EE 体系结构、B/S 架构、ORACLE11g 数据库,实现门户网站、移动客户端在数据平台、系统接口、生产管理、研发管理、流程管理、文档管理、能源管理、前端展示等方面的功能。作为生产制造型企业,设备层和数据采集层依托公司主要生产设备 125MN 热模锻生产线、前轴成品加工线、转向节成品加工线、模具制造生产线、热处理生产线以及各生产主要设备及其控制系统,如西门子、PLC、法兰克等各型设备的运行参数、管控数据等,网关模块、转网口、RFID、条码机等进行数据

6、采集后通过标准的以太网传输到数据采集控制器,现场工业采集网关是边缘层的硬件数采产品,支持3G/4G/5G/WIFI/Ethernet数据传输和云平台接入,可快速接入现场的多种设备与传感器以及视频类主机。数采服务平台是接收硬件采集网关上传数据,或者在网络条件优异的前提下直连设备控制器进行数采图 6 物理系统网络的软件类数据采集服务平台,主要实现协议解析、远程配置、数据缓存、可视化、数据报表等功能。其特点主要体现为全面感知、多协议、多终端接入,支持智能网关、多种通讯协议,高并发、高实时,支持大量设备接入,保障设备与云端双向大规模消息传输,低延时通信。标准统一、快速接入、数据存储、分析展现一体化、低

7、成本运行。平台及终端全链路安全保障能力,保证数据安全传输。为保障数据服务平台的系统功能,其物理系统网络(图 6)铺设,按照工业级以太网标准设计建设,具体方案如下:首先,干线网络系统总体使用双星型网络拓扑(或者光纤环网),干线网络布置 2 台汇聚层交换机,接入层交换机使用单模光锻造与冲压 2023.350Manufacture生产 智造纤、双链路上行,与汇聚层交换机连接,提高网络可靠性;其次,区域网络厂内设备根据实际分布位置以及网络接口占用情况,首先连接到附近工业交换机,最后连接到工厂接入层交换机;车间产线设备存在电磁干扰,加上设备振动、金属粉尘等恶劣环境,很容易造成区域网络不稳定情况,这对工业

8、以太网建设提出了较高要求,可采取的措施包括采用超 5 类品牌屏蔽网线、屏蔽层良好接地、工业级防松接口、工业级交换机等;最后,网络安全(需增加网络安全设备),办公网络与车间网络通过服务器中心的防火墙隔离,服务器中心与车间网络通过防火墙隔离,防止病毒入侵、系统攻击,影响生产安全,设备网络单独建设,通过汇聚层交换机进行管理和安全防护,防止系统攻击和入侵。数据分析处理层主要依托各生产线通过各业务端口进行实时录入、通讯,实现数据统计、分析、挖掘,数据质量处理、数据价值评估、数据访问、日志服务、消息服务等。前端应用层通过多语言管理,基础定义,统一数据源,以及设备层和数据采集层等进行工业数据采集处理、图像采

9、集处理,利用新一代信息技术如商业智能(BI)、大数据、云计算、5G 技术实现数据准备、存储管理、数据处理分析、知识展现,通过控制中心、客户端、移动端实时查看生产车间的数字化孪生工厂,设备间点对点生产、质量、仓储物料以实现及设备管理在计划、SOP、质量控制、设备 TPM、设备 OEE、设备预警及维护等方面管理数据的看板管理、报表分析、智能决策。业务流程方面,主要根据产品研发需求实现从原材料、工艺路线、生产任务、设备部署、采购环节、仓储水平及管理能力、质量水平和体系建设方面的流程设计(图7),实现闭环协同设计开发及生产管理。通过原材料信息、质量信息、生产信息、物流信息、客户信息等进行生产排程,工艺

10、设备路线最优选择,围绕客户产品质量要求进行生产运营管理,避免因设备、工艺路线不合理、计划紧急程度、质量要求等因素造成资源浪费、质量浪费,既降低了效率又增加了成本,最终实现提质、增效、降本的绩效目标。系统集成方面,主要应用 API 标准接口、通用型中间件、TCP/IP 等符合数字化车间、智能工厂国标的新一代信息技术要求,在关键技术、基础共性和三维维度方面进行标准化建设。数据对接接口使用现有标准的 RESTful-API,如实际应用场景需要更多图 7 流程设计圆领袍衫:圆领袍,唐宋时称为“上领”、明朝则称为“团领”。圆领袍流行于隋唐,宋朝以后,圆领袍成为官员们的正式服装之一,在后来的明朝也被大量运

11、用,成为了分辨官位阶级的最方便的方式。51 2023.3 Forging&MetalformingManufacture生产 智造功能的接口,将根据项目实际对接需求开发 RESTful-API。对于实时性要求较高的应用场景的数据回传需求,MES 将根据具体情况开发 Webhook(轻量事件处理应用)以保证对接程序性能。接口可采用多样化的对接方式,如 WebService、中间表或直接向 ERP 访问数据表等方式。重点强调智能工厂和数字化车间层级关系,体现智能生产、智能管理等集成优化,在数字化车间尤其是各生产线的运行数据、维护保养、备件备品生命周期预警等方面和平台系统进行信息交互,来指导和决策生

12、产运营。前端显示层实现各生产车间(生产线)设备运行数据的智能映射,各生产单元设备运行状态的监控,异常事件报告、处置,生产进度实时监控预警,质量信息实时监控预警,重点设备区域的安全监测,停工事件的信息,各型数据的报表分析、智能决策。在移动端利用移动通信技术,实时实现异常事件(设备故障、停工时间、产品质量、物流预警)的上报、通知、处理、关闭等预警监控。如图 8 所示,公司在能源管理方面的前端显示,将各类数据实时汇总,形成关键数据图表进行管理,并结合公司相关绩效指标,对各项管理数据进行管理、分析、决策。结束语通过上述对企业信息化的规划建设,重新定义了企业的业务流程、决策分析、生产运营管理等实现的目标范围。设备运营数据、生产数据、质量数据更加透明、决策更加准确。移动端有效地实现了员工、管理员、管理者在异常事件录入、处置、决策上的便捷处理。线下数据线上化、无纸化,提高数据收集、分析效率,为公司提供科学有效决策。系统上线,质量体系落地了,管理制度,标准化落地了,效率提升了、资源节约了,工作习惯改变了,最终实现了降本、提质、增效的目标。图 8 能源管理前端显示袍衫

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