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我们现在正处在“十四五”时期,每个企业都在紧锣密鼓地制定转型发展战略规划,明确未来企业的发展愿景、使命、长期和短期目标及确定实现这些目标的一系列职能战略。对于制造业企业而言,在新一轮工业革命的大背景下,全面推进两化融合,以智能制造为主攻方向,实现设计智能、产品智能、经营智能、制造智能、服务智能,是制造业实现转型升级,落实战略目标的重要举措。
无论是德国“工业4.0”,还是美国“工业互联网”,“中国制造”,“互联网+智能制造”,一个共同的发展方向---制造业必须走向智能制造。这是中国经济转型升级的必然,是社会经济发展的必然,是科学技术发展的必然,是企业获取可持续发展竞争优势的必然,所以做两化融合的规划,要以智能制造作为为主攻方向。
中国工业自主创新能力不强,在全球产业链分工中处于价值链的的低端,经济长期依赖投资、出口拉动。随着土地、劳动力、原材料、燃料动力等要素成本的全面、快速上升,中国传统比较优势将逐步削弱,资源环境的压力突出,传统的工业发展模式不可持续,亟待形成新的竞争优势。与此同时,数据和信息作为新的生产要素,越来越多地进入到产品生产、服务和市场交易过程中,在很大程度上转变了经济增长方式。因此中国应该迅速建立以信息经济为引领,数据资源为要素的新红利。
2、智能制造的代表作n陕鼓动力:从生产到服务,从制造到智造
四十七个春秋砥砺前行,五载资本路蓄势待发。站在中国智造的风口,陕鼓动力作为重大装备制造行业的龙头企业,开始谋求从生产到服务的转型、从制造到智造的升级。
“我们在全力推进"两个转变"战略(即:从单一产品制造商向能量转换领域系统解决方案商和系统服务商转变,从产品经营向品牌经营和资本运营转变),努力拓展延伸产业链,打造能量转换设备制造、工业服务、能源基础设施运营三大业务板块。”陕鼓动力总经理陈党民如此介绍公司发展战略和发展方向。
作为老三线企业,陕鼓动力担起了发展中国透平机械装备制造的重任。面对新的形势和需求,陕鼓动力已开始积极从制造迈向智造,一方面,大力开拓整机、关键零部件制造,为客户提供系统解决方案;另一方面,积极实施产品全生命周期的健康管理,公司的“动力装备全生命周期智能设计制造及云服务项目”已入选近期工信部公示的年智能制造专项项目。
n中联重科:智能制造实践,让“大象”飞起来
中联重科企业的生产效率有两次大的飞跃。第一次是年企业资源管理计划(ERP)上线,混凝土泵车一个班次的产能从七八台泵车产能升到12台,提升50%以上。年MES运行后,一个班次最多可以生产25台泵车,产能翻番。“员工数量基本没有增加,只要5个工段长即可管理多个工人。”这让李青林倍感轻松。
中联重科的远程监控服务系统实时监控包括混凝土泵车、挖掘机、汽车起重机等51个产品系列、多个品种的1万台套设备,每台设备的开工时长、运行轨迹、运行状态、性能状况等各项数据全都汇集在数据库中。
未来要实现智能制造的新商业模式,核心是数据共享和数据驱动。数据不仅共享给管理者,而且共享给全体员工,共享给全体客户,乃至是整个行业上下游的利益相关方。数据驱动,则是以数据做基础来决策。
二、项目背景公司拥有数控车床、加工中心、数铣等机加设备54台。为逐步实现智能制造规划,公司计划实施机床设备监控管理系统,实现MDC实时数据采集和DNC程序规范化管理,将设备关键数据进行稳定可靠安全地采集并集中上传至设备监控管理平台,并由设备监控管理平台开放数据接口给MES系统。帝图机床设备监控管理系统,可确保数据采集过程的安全性、稳定性和准确性,并对采集到设备原始数据进行必要的预处理和数据分析,便于MES系统分析使用。
三、帝图公司简介成都帝图信息技术有限公司总部设立在成都市高新区,是一家技术领先的工业设备信息化方案和服务提供商。作为一家集研发、制造与销售为一体的国家级高新技术企业,拥有先进的软硬件研发工程师团队和完善的软硬件研发体系。
公司始终专注于物联网技术、云计算技术和嵌入式技术的研究与应用,坚持以客户需求为导向,不断积累物联网系统工程的开发与项目实施经验。公司主要面向工业制造类用户提供物联网平台和物联网智能采集终端产品,旨在打破目前制造业普遍存在的信息孤岛,解决设备广泛联网和数据分析应用的难题。
公司拥有电子科技大学、北京理工大学等国家重点研究机构的工程师数十人,且拥有丰富的物联网研发经验和项目实施经验,在机器信息化领域有着良好的人才优势。目前,团队耗费7年时间研发的“设备数字化远程运维系统”已获得《物联网工业云远程管理平台》、《TOLINK物联网数据采集云服务平台》等26项软件著作权和《基于4G全网通的物联网智能采集终端》、《一种基于5G技术的物联网智能采集网关》、《基于NB-IOT技术的物联网智能采集终端》等8项专利。
公司努力帮助数控机床、注塑机、硫化机、新能源装备、电气装备、医疗设备、压缩机、供水设备、消防设备、燃气设备、工业机器人等设备用户,实现设备运行数据的安全、稳定、可靠采集和分析,提高设备的维护效率和运营效率,最大化的节省企业成本投入。在传统企业纷纷转型的物联网时代,帝图将勇于探索、持续创新,为行业客户带来实实在在的核心价值,助力企业成功转型!
四、系统建设的意义n为产品质量管控提供数据支撑,有利于提升产品质量
实时集中采集并存储设备在生产过程中的关键工艺数据,及时根据生产异常调整生产参数,可为公司的产品质量管控提供数据支撑,有利于提升产品质量。
n有利于加工程序的规范化管理,提高程序更换效率
通过程序管理模块,可提高加工程序管理的规范化,提高程序更换效率;通过反馈的实时加工工艺数据,可优化加工程序,提高设备利用效率,延长刀具寿命。
n实时采集设备运行时间,为设备效率统计提供数据基础
系统可采集生产设备的时间信息,为计算设备利用率提供数据基础。
n为MES生产管理系统提供稳定可靠的运行数据来源
数据采集系统,可确保数据采集过程的安全性、稳定性和准确性,对采集到设备原始数据进行必要的预处理,便于MES系统分析使用,MES系统只需要专注在生产流程管理,而不需要关心设备数据广泛采集的问题。
n及时发现设备生产过程中的问题,有效提升设备生产效率
设备数据采集系统能根据植入的算法规则,及时根据数据变化情况发现设备潜在的问题,并主动生成报警推送给设备管理人员,便于及时解除设备异常,有效避免设备非计划停机,从而提升设备生产效率。
n有利于对设备的科学保养与维护
通过自动采集设备的工作状态,并对故障信息、运行信息进行监控分析,为设备部门做出科学有效的保养计划提供基础数据。
五、工程范围1、系统网络拓扑系统网络拓扑:
目前机房至设备侧的有线网络已经部署好,采用在机房部署集中采集服务器的方式,对车间数控设备进行集中采集,设备具备网口的情况下,无需增加其他硬件;如设备不具备网口或网口不可用,可通过增加串口服务器转换成网口,再统一接入集中采集服务器(注:现场不允许部署无线网络)。
1、系统组成n数据中心服务器及网络设备
数据中心服务器及网络设备,由甲方准备,乙方推荐服务器配置参数。
n平台软件系统
全厂数据采集与监控平台负责设备的数据接入、数据存储、数据处理和数据展示等工作,并开放数据接口给MES/ERP生产管理系统,同时提供PC浏览器访问能力。软件的部署调试与维护均由乙方负责,同时乙方提供完善的培训服务。
七、设备监控管理平台功能介绍1、程序管理与传输模块该模块主要实现工艺人员上传产品加工程序、工艺图纸、刀具清单等资料,并可将加工程序发起审批,审批无误后,才可执行下发至机床的操作。
防错控制:内置程序比对、审批、版本控制功能。
可添加产品加工所需的刀具清单,包括刀具编号、标准用时、标准寿命等信息。
2、数据采集模块帝图采集平台已内置各种机床的采集驱动,可实时采集机床的各种信息,包括:(1)机床状态:运行、空闲、报警;(2)时间信息:运行时间、切削时间;()工件信息:加工数量;(4)刀具信息:当前刀具号;(5)工艺参数:主轴转速、进给速度、进给倍率等。
、报警管理模块该模块可展示各台机床发生的各种报警信息,包括报警内容、持续时长、开始时间、结束时间等,且可调出报警时刻的其他工艺参数信息。
4、运行分析模块效率分析:统计设备在白班和晚班的状态分布情况,包括运行、待机、离线、报警的持续时间。
设备状态分析:图表方式展示设备当前运行状态、主轴转速、主轴倍率、主轴负载、加工程序、位置坐标等信息。
设备详细信息:展示设备详细状态、待机次数、产量等信息。
设备运行效率(OEE):以图表方式展示全部或单台设备的OEE信息。
产量分析:图表方式展示当日产量、累计产量;以及按时间段展示产量趋势。
参数切片分析:按时间段可调出关键工艺参数的趋势图,辅助优化加工程序。
运行效率报表:统计设备各种状态的持续时间和利用率。
5、看板管理模块设备状态总览:通过动态图表方式展示,设备的分布情况、当前状态、报警等信息,点击设备图标可进入设备详情页面。
报警可视化看板:展示当前正在发生的和已经发生的报警信息,提醒工作人员及时处理。
6、刀具寿命预警模块(二期)二期可考虑实施刀具寿命管理,通过计算刀具的切削时间或次数,分析刀具的剩余使用寿命,减少过早更换刀具带来的成本损失,或过晚更换刀具带来的质量问题。
7、能耗管理(二期)通过车间级、产线级、设备级的能耗采集,实现多维度能耗数据分析。
n车间维度;分析每个车间按日、月进行能耗分析,并绘制曲线或柱状图;
n设备维度:分析每台设备的用能情况,并输出用能曲线;
n工单维度:与MES系统工单结合,分析工单维度的用能情况,并绘制用能曲线。
8、与MES/ERP数据集成系统可与企业的MES/ERP系统实现数据集成,获取MES中的生产工单信息,实时展示设备当前正在加工的工单信息,包括工单编号、工序名称、开工时间、完工时间、接收数量、合格数、不良数、操作人员、物料编码、物料名称等信息。
同时系统可提供数据接口给MES/ERP系统,如产量信息、工艺参数信息等,实现数据深度集成。
八、方案优势帝图公司基于分布式计算技术自主研发的“物联网数据采集服务平台”,是集远程数据采集传输、实时集中监控、高效数据存储、灵活的数据处理、开放的门户系统于一身的B/S结构系统解决方案。具备以下明显优势:
1)优秀的扩展性和可维护性
平台软件基于分层架构设计,开发效率和维护效率非常高,可灵活快速应对功能扩展或需求变更的情况,大大节省系统交付使用的周期,同时为后期用户的需求发展提供有力的技术支撑。
2)设备接入能力强
帝图数据采集系统已内置各种机床、PLC、仪表等采集驱动,可实现未来各种设备的全覆盖采集。
)完整的系统级解决方案和服务体系
针对数字化工厂用户,我公司可提供数据采集、传输、服务器、软件平台的系统级整体解决方案,并提供优质的本地化售后服务。
4)与MES/ERP数据集成能力
我公司研发团队具备丰富的系统对接经验,支持与MES/ERP等的数据集成能力,可逐步帮助用户实现全流程自动化管理。