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新華網(wǎng)南京10月29日電 中小企業(yè)呼喚“工業(yè)4.0”。無錫先導(dǎo)自動(dòng)化設(shè)備股份有限公司聯(lián)合江蘇海寶軟件股份有限公司，研發(fā)“數(shù)字化智能車間綜合管理系統(tǒng)”，集成應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理全過程的協(xié)同化、虛擬化和柔性化智能車間 達(dá)成產(chǎn)品多樣化與流水線效率最大化目標(biāo)智能車間 在國(guó)內(nèi)中小企業(yè)中率先實(shí)現(xiàn)人與人、人與機(jī)器、機(jī)器與機(jī)器以及服務(wù)與服務(wù)之間的互聯(lián)和協(xié)同，大大提高企業(yè)生產(chǎn)效率和市場(chǎng)響應(yīng)速度，有效滿足中小企業(yè)智能制造轉(zhuǎn)型的需求，開創(chuàng)中小企業(yè)啟程“工業(yè)4.0”轉(zhuǎn)型路徑。

 

自入選“無錫物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用2015年年度十大案例”以來管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)不斷提升對(duì)市場(chǎng)變化的反應(yīng)效率管理系統(tǒng)工業(yè)4.0，使客戶需求、市場(chǎng)變化信息及時(shí)精準(zhǔn)傳遞到研發(fā)、生產(chǎn)、采購(gòu)、倉(cāng)庫、銷售、售后等部門管理系統(tǒng)工業(yè)4.0，減少了人工錄入工作工業(yè)4.0，降低了錯(cuò)誤率，最大程度降低了因生產(chǎn)條件變更對(duì)工程進(jìn)度造成的影響。2015年，先導(dǎo)的裝配車間被江蘇省經(jīng)信委評(píng)為“江蘇省示范智能車間”。該系統(tǒng)為先導(dǎo)贏得了市場(chǎng)認(rèn)可，其高端鋰電池裝備、高端光伏裝備在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率均位居前三名。2015年，先導(dǎo)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值8.5億元，今年預(yù)計(jì)可達(dá)13億元。

 

建在“云端”的“工業(yè)4.0”工廠

 

制造業(yè)作為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，不僅是國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的中堅(jiān)力量，也是國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整和發(fā)展方式轉(zhuǎn)變的主戰(zhàn)場(chǎng)。2014年，我國(guó)制造業(yè)增加值占全球總量的20.8%，連續(xù)多年居首，我國(guó)已躋身世界制造大國(guó)行列。

 

隨著人口紅利逐漸弱化，“中國(guó)制造”正在遭遇空前的危機(jī)。相比發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)制造業(yè)企業(yè)，特別是中小企業(yè)在質(zhì)量效益、創(chuàng)新能力、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和持續(xù)發(fā)展等方面差距明顯，處于價(jià)值鏈底端。

 

無錫先導(dǎo)自動(dòng)化設(shè)備股份有限公司今年聯(lián)合江蘇海寶軟件股份有限公司，設(shè)計(jì)建設(shè)數(shù)字化智能車間綜合管理系統(tǒng)，集成應(yīng)用傳感器和RFID技術(shù)、企業(yè)資源計(jì)劃管理系統(tǒng)（ERP）、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、車間現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)智能交互系統(tǒng)（WIT）、PDM系統(tǒng)、公司協(xié)同辦公管理系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全過程協(xié)同化管理、虛擬化生產(chǎn)、柔性化生產(chǎn)、全自動(dòng)生產(chǎn)，以及相關(guān)產(chǎn)品的服務(wù)化延伸，打造數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)的“工業(yè)4.0”工廠。

 

該綜合管理系統(tǒng)的核心是海寶智能制造執(zhí)行系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱i-MES，即生產(chǎn)車間的信息化管理平臺(tái)，連接ERP與底層自動(dòng)化系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)。“作為高度集成和高度智能的新一代MES，i-MES綜合應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、RFID傳感技術(shù)、智能識(shí)別技術(shù)、移動(dòng)智能終端等新一代信息技術(shù)，對(duì)車間人、機(jī)、料、法、環(huán)等生產(chǎn)要素全面管控，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)排程、透明化工廠、無紙化生產(chǎn)。”無錫先導(dǎo)IT總監(jiān)王新寶說。

 

調(diào)研發(fā)現(xiàn)，無錫先導(dǎo)的i-MES主要由車間透明化數(shù)字化系統(tǒng)（i-WIT）、車間物料智能配送系統(tǒng)（i-DMS）、生產(chǎn)過程質(zhì)量統(tǒng)計(jì)控制系統(tǒng)（i-SPC）、生產(chǎn)過程質(zhì)量追溯系統(tǒng)（i-QTS）、車間倉(cāng)庫物料管理系統(tǒng)（i-WMS）、車間設(shè)備聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)（i-EMS）六個(gè)子系統(tǒng)組成。

 

i-WIT，基于各種智能設(shè)備實(shí)現(xiàn)派工、報(bào)工、業(yè)績(jī)、圖文、異常呼叫、看板、安燈等各類管理功能，是實(shí)施i-MES的基礎(chǔ)。i-DMS，保障車間各生產(chǎn)工位、生產(chǎn)人員精準(zhǔn)獲得生產(chǎn)所需的各種物料。i-SPC，可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、自動(dòng)判斷、自動(dòng)生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表、自動(dòng)通知警等功能。i-QTS，基于條碼及RFID等智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)從物料入庫、物料領(lǐng)用、生產(chǎn)過程每一工序的相關(guān)人員信息、設(shè)備信息、物料信息、工藝數(shù)據(jù)、質(zhì)量信息的記錄和追溯。

 

i-WMS，采用計(jì)算機(jī)與數(shù)據(jù)識(shí)別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程與人員作業(yè)的有效互動(dòng)。i-EMS，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)車間所有設(shè)備儀器的聯(lián)網(wǎng)與集中管理、生產(chǎn)信息的自動(dòng)采集與數(shù)據(jù)傳輸、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及生產(chǎn)過程遠(yuǎn)程監(jiān)控與自動(dòng)控制。

 

所有子系統(tǒng)除可以橫向進(jìn)行數(shù)據(jù)交互和系統(tǒng)集成外，還可以和企業(yè)現(xiàn)有的ERP及其它信息化系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、生產(chǎn)設(shè)備及各種硬件終端實(shí)現(xiàn)縱向集成，保障生產(chǎn)的高效運(yùn)行。

 

“高度集成的系統(tǒng)背后是云數(shù)據(jù)平臺(tái)的支撐、數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)高效交互。2013年無錫先導(dǎo)與IBM啟動(dòng)開發(fā)‘先導(dǎo)云’和大數(shù)據(jù)中心，先后投入近500萬元，于2014年底建成先導(dǎo)云計(jì)算應(yīng)用服務(wù)基礎(chǔ)平臺(tái)。根據(jù)規(guī)劃，到2017年無錫先導(dǎo)生產(chǎn)和管理的所有數(shù)據(jù)將集成到云端上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、協(xié)同設(shè)計(jì)、模擬設(shè)計(jì)、仿真生產(chǎn)。”王新寶說。

 

2015年6月，無錫先導(dǎo)公司的數(shù)字化智能車間項(xiàng)目入選江蘇省首批示范智能車間。

 

三維可視化虛擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)“柔性生產(chǎn)”

 

一位一線工人正在工位電腦觸控屏進(jìn)行刷卡操作上工，這時(shí)屏幕顯示出他當(dāng)天的所有生產(chǎn)任務(wù)及相關(guān)圖紙、操作說明書等信息。待生產(chǎn)任務(wù)完成后，他在工位電腦上提交自己的實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)皆破脚_(tái)。

 

與此同時(shí)，一位生產(chǎn)管理人員通過車間LED屏幕、辦公室電腦和LCD看板進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)控制。這些屏幕實(shí)時(shí)滾動(dòng)各工位生產(chǎn)任務(wù)的計(jì)劃數(shù)量、完成數(shù)量、合格數(shù)量，分析生產(chǎn)任務(wù)的完成率，合格率、返工率、報(bào)廢率等。同時(shí)，設(shè)計(jì)變更等異常情況、物料配送和缺料信息亦直觀地反映出來。

 

不同于規(guī)模制造企業(yè)，無錫先導(dǎo)公司主要為新能源領(lǐng)域企業(yè)定制鋰電池、光伏、電容器制造裝備等。這就需要我們打造快速反應(yīng)體系實(shí)施柔性化生產(chǎn)，根據(jù)每個(gè)訂單需求定制產(chǎn)品設(shè)計(jì)，在同一條生產(chǎn)線上快速調(diào)整設(shè)備完成不同品種批量生產(chǎn)任務(wù)，達(dá)成產(chǎn)品多樣化與流水線效率最大化目標(biāo)。

 

在設(shè)計(jì)端，先導(dǎo)數(shù)字化智能車間綜合管理系統(tǒng)構(gòu)建了全方位制造規(guī)劃仿真平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、仿真、試驗(yàn)數(shù)據(jù)閉環(huán)。根據(jù)客戶對(duì)產(chǎn)品的功能和性能需求，研發(fā)設(shè)計(jì)部運(yùn)用仿真、建模、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)，建立了三維可視環(huán)境，對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、研發(fā)到生產(chǎn)制造全過程進(jìn)行模擬，用模擬反饋的數(shù)據(jù)指導(dǎo)調(diào)整設(shè)計(jì)方案，根除問題于萌芽，從而大幅降低材料損耗，縮短開發(fā)周期。

 

在設(shè)計(jì)過程中，研發(fā)人員采用SOLIDWORKS建立模型，借助PDM協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)多人在同一平臺(tái)上的協(xié)同設(shè)計(jì)，提高研發(fā)效率、減低設(shè)計(jì)失誤率，同時(shí)應(yīng)用CAM系統(tǒng)，將設(shè)計(jì)方案導(dǎo)入加工中心，實(shí)現(xiàn)零件自動(dòng)加工，提高加工效率，保障了設(shè)計(jì)圖紙與數(shù)控加工之間無縫對(duì)接。

 

在生產(chǎn)端，江蘇海寶軟件股份有限公司咨詢顧問吳凱說，“海寶軟件在無錫先導(dǎo)公司的生產(chǎn)設(shè)備、車間等布設(shè)包括傳感器、RFID、識(shí)別模塊等多種采集模塊，構(gòu)建完善的物聯(lián)網(wǎng)智能信息采集系統(tǒng)，實(shí)時(shí)采集數(shù)控機(jī)床狀態(tài)信息（關(guān)機(jī)、空閑、加工、機(jī)床所有報(bào)警信息及內(nèi)容）、機(jī)床工作模式信息（EDIT、MDI、MEM、HANDLE、FREE）、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等設(shè)備數(shù)據(jù)，車間的人員上工、生產(chǎn)任務(wù)完成情況、物料配送等生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)均集成到云數(shù)據(jù)平臺(tái)進(jìn)行深入分析，通過云終端與云桌面的數(shù)據(jù)交互使數(shù)據(jù)分析結(jié)果反向指導(dǎo)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)靈活生產(chǎn)和閉環(huán)式管理。”

 

“這種設(shè)備管理和生產(chǎn)流程符合彈性生產(chǎn)的需求，一旦設(shè)計(jì)變更、訂單需求變化，智能車間綜合管理系統(tǒng)會(huì)根據(jù)設(shè)計(jì)方案相應(yīng)調(diào)整設(shè)備運(yùn)行安排，對(duì)工人和管理人員工作要求，同時(shí)生產(chǎn)車間的情況可以實(shí)時(shí)反饋至設(shè)計(jì)端，指導(dǎo)研發(fā)人員及時(shí)調(diào)整異常問題，數(shù)據(jù)、信息實(shí)現(xiàn)閉環(huán)流動(dòng)。”王新寶說。

 

柔性生產(chǎn)的關(guān)鍵是標(biāo)準(zhǔn)化，無錫先導(dǎo)將來自不同廠商的PDM、ERP、MES、SIM等生產(chǎn)管理系統(tǒng)集成到智能車間綜合管理平臺(tái)時(shí)，制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，保障技術(shù)、流程和數(shù)據(jù)的匹配和統(tǒng)一，同時(shí)預(yù)留一個(gè)開放端口，一旦訂單需求變化，IT部門會(huì)重新調(diào)整技術(shù)、流程和數(shù)據(jù)。

 

據(jù)了解，無錫先導(dǎo)數(shù)字化智能車間綜合管理系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)中小企業(yè)中率先實(shí)現(xiàn)人與人、人與機(jī)器、機(jī)器與機(jī)器以及服務(wù)與服務(wù)之間的互聯(lián)，以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)企業(yè)高效生產(chǎn)、快速響應(yīng)、柔性生產(chǎn)。數(shù)據(jù)顯示，運(yùn)用該系統(tǒng)后，企業(yè)的按期交貨率將達(dá)95%，庫存流轉(zhuǎn)率將提高30%，數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計(jì)報(bào)表的制作效率和準(zhǔn)確率會(huì)提高6倍多，整體管理水平與生產(chǎn)效率大幅提升。

 

智能車間系統(tǒng)解決中小企業(yè)智能制造痛點(diǎn)

 

智能制造水平?jīng)Q定未來我國(guó)在全球的競(jìng)爭(zhēng)力。作為我國(guó)制造業(yè)的主體，中小制造企業(yè)智能化轉(zhuǎn)型迫在眉睫。

 

成本高企是我國(guó)中小企業(yè)智能化轉(zhuǎn)型面臨的主要挑戰(zhàn)。在我國(guó)智能制造服務(wù)市場(chǎng)上，“兩極分化”現(xiàn)象突出。國(guó)際巨頭西門子、GE、三星服務(wù)產(chǎn)品壟斷高端市場(chǎng)，其解決方案高度平臺(tái)化、服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化，同時(shí)收費(fèi)高昂，如西門子的SMART-IT系統(tǒng)人均每天收費(fèi)8000元，目前這三大企業(yè)的客戶多為大型國(guó)有企業(yè)和跨國(guó)企業(yè)等。在低端市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)部分企業(yè)嘗試生產(chǎn)高度標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品、模塊，幫助企業(yè)改進(jìn)某一個(gè)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)制造水平，然而平臺(tái)化服務(wù)能力較弱，智能化水平不足。

 

吳凱說，先導(dǎo)智能車間綜合管理系統(tǒng)，高度集成化模塊與超高性價(jià)比可滿足中小企業(yè)智能制造轉(zhuǎn)型的需求，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的空白。項(xiàng)目可快速?gòu)?fù)制推廣至自動(dòng)化設(shè)備制造企業(yè)，同時(shí)項(xiàng)目所涉足的相關(guān)技術(shù)，幾乎覆蓋所有工業(yè)制造類企業(yè)，可剝離出共性模塊或開放式模塊在其它制造型企業(yè)推廣。