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May 24,2019

WISE-PaaS平台勤昆科技智能工廠案例 ——研華iFactory SRP助力智能化管理

工業4.0的時代已來臨,面對智能工廠及智能制造的強勁市場需求,研華用物聯網思維推動工業4.0實踐。将工業4.0的實踐分為三個階段,第一階段是針對設備領域,做到全面的設備感知與聯網,以達到數據透明化及生産信息可視化;第二階段是做設備數據與生産訊息的整合及信息分析,以提供第三階段智能設備與大數據分析所形成的智慧服務。研華通過智能設備與信息整合,助力智能制造進一步發展,以整合的自動化系統與雲端創新技術邁向工業4.0。

一、案例概況
随着工廠面對越來越多的客單化生産及快速交貨需求,對信息數字化及管理實時化的重視度日趨高漲。借由物聯網讓設備聯網“落地”,将原設備進行升級改造,讓生産對策更精準,讓現場的數據變得有價值,已成為大部分工廠管理者的需求共識。

1. 項目背景
勤昆科技(昆山)有限公司,于2006年9月12日成立。注冊資本1000萬美元,經營範圍為設計、開發、生産非金屬制品模具;精沖模、精密型腔模;電腦用、通訊用、刀片式與機架式服務器用連接器、接插件等新型電子元器件;大中型電子計算機、便攜式微型計算機、高檔服務器制造;電腦用機箱、外殼等五金件開發、生産;銷售自産産品,從事貨物進出口業務,是一家外商獨資的企業。
應用企業概況:
勤昆科技現有的沖床車間和NCT車間,設備間獨立運行,設備狀态和人員信息無法及時獲取,信息化基礎幾乎為零,管理層無法做出快速準确的決策。

表1  車間現況描述
2. 預期目标
結合研華iFactory SRP(Solution-Ready Packages解決方案包)标杆化KPI管理看闆及後台數據分析,找到數據可視化方法,對設備生産進行有序化管理,可實現資訊即時到達、目标自動檢核,同時具備預警通知及協調資源功能,将人員作業步驟電子化、資訊化,讓生産更具備彈性。管理者可随時随地掌控現場生産信息及管理績效指标,進而達成:産能提升、效益提升、人力下降、管理成本下降等成果,全面優化生産效率。管理者亦可通過雲平台服務,實現遠程同步,使維運更加方便快捷。



二、項目實施
該智慧工廠設備聯網系統的實施,須充分考慮勤昆科技的實際需求,全面實現沖壓車間、NCT車間機台設備的數據采集、設備聯網。
1. 場景特征
(1)設備利用低下
勤昆科技生産現場數控機台部分均為單站式作業,機台需有人看守作業,通過人工登記,做區域看闆管控、刀具人工管理等,設備産能産量低,大部分并未将性能發揮到最大化。
(2)信息化程度不高
雖然已經實施了部門級的軟件方案,如PDM系統、CRM系統、物流系統等,但其信息采集仍為人工作業:如人工操機紙單作業、機修、領班、QC人工巡檢,使得各部門間信息交流不暢,大大制約着企業的生産及發展。

2 模式路徑
根據勤昆現場情況實際調研和溝通:

  • 對勤昆科技現有制造管理模式進行溝通與了解
  • 對勤昆科技IT系統信息進行溝通與了解
  • 對勤昆科技現場建置,設備運行狀況進行調研了解
參考《智能制造能力成熟度模型白皮書》(1.0版)對勤昆進行制造維度和智能維度評估,得出如下智慧工廠建制重點策略方案:

表2  智能制造能力成熟度評估
3. 技術實現
(1)方案概述
本方案整合了靈活的架構設計、開放的系統平台、良好的通訊連接性、組态的方便性、系統高可靠性以及維護的便捷性,依托于研華WISE-PaaS智能工廠物聯網平台iFactory SRP解決方案,搭建極具特色的智慧工廠解決方案。
(2)方案整體規劃
分步分階段實施。根據勤昆科技的實際需求初步拟定以沖壓車間、NCT車間智能化改造為一期工程,構建開放式系統平台,在一期工程完成後,借助研華方案強大的可擴展性,後期在該系統架構上可便捷實現其他廠區車間的系統實施。
(3) 整體方案架構

圖1 方案架構圖
戰情室系統
戰情室平台可以整合設備、産線、工廠廠區及集團等KPI信息操盤管理,經由多維度數據分析,讓工廠管理人員從中挖掘數據價值,搭配WISE-PaaS Dashboard可視化系統,可有效管理設備狀态、稼動率、設備産能産量、工時、單位成本及能源成本分析等。此系統深度統計分析,協助管理者發現異常,持續優化人機料法環各項環節。

圖2 平台架構圖
沖壓智能化解決方案
在智能沖壓設備監測客戶端電腦軟件界面輸入員工号,系統随機監控整個生産作業過程,包含當前人員信息、機台狀态、模具狀态、輸入當前條碼/工單,系統将自動串聯後台系統并按照對應狀态切換不同監控功能。

圖3 系統架構圖


 

圖4 沖床設備實時監控圖


 

圖5 沖壓設備在制進程

 
NCT+鐳射智能化解決方案:
在智能NCT+鐳射設備監測客戶端電腦軟件界面輸入員工号,系統随機開始監控機台信息以及整個生産作業過程,包含當前人員信息,機台狀态,輸入當前條碼/工單,系統将自動串聯後台系統并按照對應狀态切換不同監控功能。

圖6 系統架構圖

 
 

圖7 NCT設備實時監控圖

 
ESOP系統解決方案
在ESOP客戶端電腦軟件界面輸入當前條碼/工單,從ESOP管理後台獲取對應料号和SOP名稱,通過軟件下載對應SOP到本地,随即通過PDF軟件打開呈現。ESOP搭建有消息廣播機制,推送廣播消息至全部客戶端ESOP系統。
系統架構圖:
 
圖8 系統架構圖

 

圖9 沖壓設備ESOP


 
4. 項目亮點
1、系統特性
本系統采用分布式部署,兼容性非常好,充分發揮各構件的運算能力,将系統效能、處理速度發揮到極緻,優點與效益表現在以下幾個方面:   
(1)穩定性與開放性兼顧
(2)各子系統間相互獨立相關性弱
(3)項目風險低,實施周期短
(4)系統投資回報率高
2、面向未來的解決方案
針對勤昆科技實施方案我們采用開放與易擴展的設計思路,無論是網絡架構、硬件配置、通訊方式的選擇還是軟件組态編程均考慮了系統擴展的問題。系統擴展具有簡易、向上兼容、節約、模塊化等特性。用戶後續可通過模塊化方式,輕松實現其他功能拓展,如智能樓宇及其系統集成、生産執行系統MES等。



三、價值成效
1. 平台價值
  • 加速轉換企業專業知識為軟件服務
  • 維運泛用性平台
  • 平台中心邊緣模塊的鍊接模塊方案
  • 對資料隐私極度重視的企業
  • IP 或網絡聯機需特定管控的企業
2. 應用成效
打通部門與不同系統間的溝通壁壘。iFactory SRP解決方案充分考慮了“智能+制造”兩個核心,以智能制造能力成熟度為考慮,将各種制造資源要素(人、機器、能源等)與制造過程(設計、生産、物流、銷售和服務)等數字化,通過系統集成,對信息融合中的數據進行挖掘利用,并反饋優化制造過程和資源要素,推動組織最終達到個性化定制、遠程運維與協同制造的新興業态。即我們常說的在不同系統間獲取數據的價值。


圖10 WISE-PaaS數據交互圖


 
以實際效益檢核方案及平台有效性
表3 解決方案改善效益表一覽

 
四、下一步實施計劃
1. 組裝線車間智能化
制造業人工組裝線效率成為必修議題。通過研華組裝線效益監控方案,精準采集電批控制器數據實時并分析,通過可視化工單看闆檢視組裝現場績效指标,同時提供數字化智能防漏鎖浮鎖滑牙,提升品質良率,助推全員品質管理。

2. 加工車間智能化
在數控設備監測客戶端電腦軟件界面輸入員工号,系統随即監控機台信息及整個生産作業過程,如當前人員信息、機台狀态、輸入當前條碼/工單,系統将自動串聯後台系統并按對應狀态切換不同監控功能,通過直觀的界面獲取當前生産資訊,包含指導數資訊及品質異常資訊。
通過其餘項目的補充規劃,進一步驗證研華WISE-PaaS的開放性及擴展性,通過快速聯結機制,協助客戶迅速開發、布署、營運設備聯網管理、大數據分析預測及可視化等。平台具備多租戶、彈性伸縮的功能,可以依據服務需求,随時增減服務容量,亦可應付反應時間以秒計算服務需求,在使用量低時也能有效節省成本。
同時平台提供機器學習服務,提供多個流程分析模組,并結合業界專家合力打造不同領域解決方案,通過儀表闆和機器學習結果進行關聯,将多種類型機器學習數據提供至用戶以直觀的分析及預測結果。

聲明

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