PPT丨79页丨智能工厂信息化全景规划:打造基于工业物联网的定制化生产控制平台—从挑战剖析到全面解决方案实战参考

百科   2024-12-18 07:38   江苏  

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智能工厂信息化整体解决方案

      最近越来越多的粉丝会咨询智能工厂的信息化规划问题。确实,这几年企业信息化飞速发展,制造企业数字化转型如火如荼,智能工厂已成为企业实现高效生产、灵活应变市场需求的关键路径。智能工厂的建设可以助力企业在激烈的市场竞争中脱颖而出,实现可持续发展。

      本文今天将探讨智能工厂信息化的解决方案,涵盖从概念理解到实际应用的各个方面。这个79页的ppt,可以为大家提供一个全面的参考。

一、未来智能工厂模型及架构分析

(一)对德国工业 4.0 的理解

德国工业 4.0 旨在实现高度个性化定制产品的规模化、经济型生产,以满足客户个性化需求为战略核心,推动产品全生命周期管理和数据流标准化,缩短生产周期,增强德国制造业国际竞争力。其实施目标是建立灵活、个性化和数字化的生产模式,涵盖系统级、过程级、策略级三个层次,包括价值网络横向一体化、新商业模式、生态系统等多方面内容。

(二)工业 4.0 强调三大集成

  • 网络化生产纵向集成,通过连接所有生产要素,提升子系统间数据调用与互操作效率。

  • 价值链端到端工程数字化集成,统一各环节数据语义结构,实现全流程数据透明互通;

  • 价值网络横向集成,依托信息物理系统与信息安全技术,紧密结合价值网络上的企业,提升整体竞争力。

(二)未来智能工厂面临的挑战

智能工厂在生产环节面临诸多挑战,如产品追溯管理困难,动态调整生产资源复杂,生产设备监控与预警不足,物料生产监控缺乏精确性,厂内物流信息不透明,物料配送不够精准,设备维护与监管难度大,生产成本增加,生产数据采集实时性差影响产线效率,质量监控信息化程度低难以及时发现安全问题等。

(三)智能制造的关键场景与端到端业务流程

智能制造包括 6 个关键场景:业务层到车间层、设备到设备、订单平台集成、制造协同、生产设备云、产品服务云。其端到端业务流程涵盖电子商务、需求管理、设计、制造、交付及预测与服务等环节,具有单件生产、快速响应变更、灵活性高、透明度高、可追踪个性化产品等特点,实现全流程数据联通与大数据应用。

二、智能工厂现状与目标

(一)管理提升关键需求

XX工厂采用全自动化流水线生产,其智能化生产初步需求包括原材料管理、智能排产、生产报工、设备双向交互监控、产线订单进度与异常状态看板、中控中心大屏幕展示以及能源管理等。

(二)生产流程现状与问题

目前生产工艺流程在包装阶段手动输入效率低且易出错,设备状态需现场观察,能源消耗靠人工抄表且无法对比分析,质检方式全为人工操作。这些问题限制了生产效率和管理水平的提升,亟待解决。

(三)智能工厂目标构想

XX智能工厂旨在优化生产工艺,提高设备利用率,增强车间物流管控透明度,加速供应链反应,缩短订单交付周期,提升客户满意度。具体措施包括柔性制造、敏捷物流、节能环保以及实时监控,利用先进技术实现设备状态实时掌控,为管理决策提供数据支持。

三、XX 智能工厂信息化解决方案

(一)基于工业物联网的定制化生产控制平台

  1. 智能分析与业务全景图
    通过 “数据联通” 和 “大数据应用”,实现物料数据主管理、工艺路线控制、生产订单确认、库存更新等功能,实时采集和分析制造数据,提升生产效率与质量,降低成本与风险。

  2. IT 架构与系统集成
    涵盖企业营运层(PP, MM, PM, QM, HR, PP/DS)、MES、SAP MII 等系统,实现从车间设备到企业管理层的信息集成与协同作业,确保生产过程高效有序。

  3. 传统与新生产管控模式对比
    传统管控模式存在诸多弊端,如通讯、逻辑控制需重新设计,变量配置复杂,网络连接拓扑切换困难等。新的物联化 CPS 管控模式则实现底层设备智能化、Web 化,生产资源 / 设备能力模型化,通过统一模型贯通工艺与控制,提升生产灵活性与效率,降低编程复杂度,提高设备可用时间。


(二)工业无线技术的应用

工业无线技术是实现工业 4.0 定制化可重构生产的关键使能技术,可解决线缆安装维护难题,提高生产效率,降低排放污染。例如 WIA - FA 技术突破抗干扰、高并发、高实时等关键技术,提出自适应跳频和频域轮询接入技术,具有低延迟、高可靠性等优势,适用于工厂自动化场景。其体系结构包括增强星型网络、网关设备、接入设备和现场设备,技术指标如延迟 <10ms、可靠性> 99.99% 等表现优异。

(三)端到端的生产执行系统管控平台

  1. 业务覆盖范围与功能模块
    MES 系统业务覆盖工单管理、物料管理、生产过程管理、质量管理、设备与工具管理、完工入库与报工、看板与报表等,实现与 ERP 系统无缝集成,确保数据同步与业务协同。
  2. 生产主数据管理
    与 ERP 同步各类生产主数据,包括产品、工艺、质量、工厂维护等数据,保证生产数据的准确性与一致性,为生产决策提供可靠依据。

  3. 物料管理与追溯
    实现物料批号建立与打印、领退报废流程集成、上料确认、短缺看板展示及追溯功能,可从产品追溯原材料,或从原材料反查产品,支持跨工厂查询,确保物料信息可追溯性。
  4. 生产过程管理与监控
    涵盖生产管理、过程控制、工艺路线维护、生产过程监控、员工培训认证监控、工时审计与成本管理等功能,确保生产过程有序进行,产品质量稳定可靠。

  5. 质量管理与设备管理
    质量检测数据采集、SPC 分析、异常预警处理,以及设备状况管理、预防性维护、设备集成与 OEE 分析等功能,有效提升产品质量,保障设备稳定运行,提高设备利用率。
  6. 完工入库与报工及看板报表
    实现工单完工报工、入库管理,提供丰富看板报表,如生产追溯、物料状况、投入产出、生产效率、品质报告等,为管理层提供全面生产信息,支持决策制定。

(四)智能监控与分析平台(SAP MII)

SAP MII 提供业务逻辑服务、可视化、质量引擎等功能,集成工厂数据采集、无线集成、环境搭建管理等,实现 ERP 业务流程简化,支持绩效管理与制造分析。其 KPI 框架涵盖数据集成、KPI 配置、报表展示等,通过可视化工具实现业务 KPI 展现,提供实时监控看板,支持能源数据监控与分析,助力企业实现智能制造与精细化管理。

(五)设备综合效率(OEE)解决方案

提供性能指标实时可视性与监控、生产与业务数据结合、OEE 实时计算演示、实时警报通知等功能,具备简单触摸屏界面,可添加定性评论与上下文,连接多种数据源实现自动实时数据采集,支持跨工厂、业务情景分析与集中配置,可定制操作员仪表盘,操作简便。

(六)建立警报框架

警报框架提供即刻可用、定义、配置、使用警报等功能,在 MII 工作台中定义警报,包括文本、严重性、跟进行动等,可查看、更改、删除警报,转发警报,创建 / 编辑 / 删除清理规则,实现对生产过程中异常情况的及时监控与处理,确保生产稳定运行。

智能工厂信息化整体解决方案为制造业企业提供了全面、系统的转型升级路径。通过深入理解工业 4.0 理念,应对智能工厂面临的挑战,结合实际案例实施针对性解决方案,企业能够实现生产过程的数字化、智能化、高效化,提升市场竞争力,迈向智能制造新时代。


79页方案PPT参考


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