mes,mes系统

智能制作的全生命周期实行路径

作者: 深圳市深科特信息技巧有限公司发表时间:2017-10-11 09:31:43浏览量:1077

智能制作融合了大数据分析¶••⊿机器人技巧¶••⊿虚拟仿真¶••⊿工业物联网¶••⊿网络安全¶••⊿增材制作等核心技巧••。本文力图提炼出一条智能制作的通用实行路径,从产品全生命周期的角度出发,全部智能制作的实行路径分为产品设计¶••⊿数字化工厂方案¶••⊿生产工程¶••⊿生产履行和增值服务5大环节••。
文本标签:智能制作

       智能制作融合了大数据分析¶••⊿机器人技巧¶••⊿虚拟仿真¶••⊿工业物联网¶••⊿网络安全¶••⊿增材制作等核心技巧••。本文力图提炼出一条智能制作的通用实行路径,从产品全生命周期的角度出发,全部智能制作的实行路径分为产品设计¶••⊿数字化工厂方案¶••⊿生产工程¶••⊿生产履行和增值服务5大环节••。

实行路径的五步法

       自从德国工业4.0和中国制作2025的概念被提出后,缭绕着制作业的升级和改革,各种实践也层出不穷••。如何通过信息物理系统(CPS)形成一个智能网络,使得机器¶••⊿工作部件¶••⊿系统以及人类通过网络持续地保持数字信息的交换;如何构建一条数字化生产线¶••⊿一个数字化车间¶••⊿一座数字化工厂;如何在数字化工厂运行过程中,采集数据¶••⊿对海量的数据进行存储¶••⊿分类¶••⊿提取¶••⊿分析和优化,为决策者作出决策供给有力的数据支撑••。

        智能制作融合了大数据分析¶••⊿机器人技巧¶••⊿虚拟仿真¶••⊿工业物联网¶••⊿网络安全¶••⊿增材制作等核心技巧••。本文力图提炼出一条智能制作的通用实行路径,从产品全生命周期的角度出发,全部智能制作的实行路径分为产品设计¶••⊿数字化工厂方案¶••⊿生产工程¶••⊿生产履行和增值服务5大环节••。

第一步——产品设计

       智能制作在产品设计中的重要作用之一是重新定义了产品模型和数据交换标准,使智能化产品设计在价值链上的不同部门不同用户之间能够进行完整¶••⊿准确¶••⊿及时的数据交换,通过一致性的产品模型,数据集成和提取更加安全,举例阐明:A工程师应用Siemens的NXPLM软件¶••⊿B工程师应用达索的Catia¶••⊿C工程师应用Autodesk的Inventor,各自相互很难召唤应用••。但随着ISO10303的出身,使得A¶••⊿B¶••⊿C三个工程师之间都能看懂相互之间的设计••。值得一提的是,ISO10303-242的基于模型的3D系统工程非常有价值,该标准广泛利用于航空航天,汽车等广泛行业中的制作商和其供给商••。该标准重要内容包含产品数据管理PDM,设计准则,关联定义,2D制图,3D产品和制作信息等••。参考国际通用的产品设计标准,能进步智能化产品设计过程中数据交换和应用的效率,形成一致性的产品模型,保障信息与数据的安全性••。

第二步——数字化工厂方案

       当产品设计的雏形完成之后,智能制作要考虑的下一个步骤便是数字化工厂方案••。所谓的数字化工厂方案就是生产者考虑如何搭建一个数字化工厂来生产第一阶段所定义的产品••。参考国际标准IEC62832,可以按部就班地搭建数字化工厂••。IEC62832标准中描写的生产系统生命周期中,数字化工厂的数据被不同的运动增长¶••⊿删除¶••⊿更新,所以建立数字化工厂的第一个步骤就是要将工厂中所用到的每一个设备的属性根据IEC标准属性库进行数字化;第二步要建立各个设备间的关联关系,关联关系分为组成关系和功效关系••。

       例如PLC由支架¶••⊿I/O模块¶••⊿CPU等组成;伺服驱动器和伺服电机匹配时,要检查额定电流和电压,伺服驱动器的额定电流要大于等于伺服电机的额定电流,伺服驱动器的输出电压要和伺服电机的额定电压一致才可以,这是功效关系••。第三步将设备的地理地位信息添加到数字工厂数据库,明确IP级别和是否为爆炸掩护区;最后一步建立产品全生命周期中工具与数据库之间的信息交换,如下图所示,数字化工厂数据库中的信息将在产品全生命周期中被各种工具所应用和交换••。

(1)静态生产线——>动态生产线;

(2)MES功效局限——>MOM涵盖价值链全流程;

(3)员工工种单一——>更好的人机协作;

(4)无法满足个性化定制请求——>满足定制化需求••。

       当数字化工厂的方案完成之后,智能制作将进入下一个本质性的阶段:生产工程••。生产过程利用主动化系统和工程定义把持架构¶••⊿信息从下至上的传递方法,机器与机器,机器与上位机之间的通信方法,是将数字化工厂从方案到落地的一个要害阶段••。传统的工业主动化技巧与IT技巧的融合形成了目前较为通用的5层企业垂直架构••。在5层架构中:数据的恳求或是事件驱动¶••⊿或是循环发送,这都是响应上一级设备或软件系统的恳求,下一级则总是充当服务者或响应者••。譬如HMI可向PLC恳求发送其状态,或者向PLC下达一个新的生产配方••。完成的过程是将传感器的电信号转换为数字情势,然后由PLC赋以时间戳,再把信息传送至MESIT层,以进一步供给相干服务••。

       随着智能制作和大数据时代的到来,新的以信息物理融合系统(CPS)为基准的主动化架构已逐显雏形••。在新型架构中,多层级的严格分隔和信息流的自上而下的方法将会软化和混杂••。在一个智能的网络中,每个设备或者每个服务都能主动的启动与其它服务的通信••。各种服务(例如生产调度)主动订阅所需的实时数据,传感器数据通过OPC-UA等安全可靠的通信协议直接发送到云中••。这一新型主动化架构带来的重大转变是:除了对时间有严酷请求的实时把持和对安全有严酷请求的功效安全仍然保存在工厂层以外,所有的制作功效都将按产品¶••⊿生产制作和经营管理这三个维度虚拟化,构成全链接和全集成的智能制作生态系统••。

第四步——生产履行

       当数字化工厂落地之后,智能化生产将有条不紊地生产第一阶段设计的产品••。数字化工厂的落地并不意味着智能制作的结束,而是意味着智能制作从方案到落地,进入到信息收集¶••⊿处理¶••⊿分析¶••⊿决策的新阶段,我们称其为生产履行阶段••。在信息化等级较高的企业或工厂中,往往制作履行系统(MES)得到广泛的利用,企业利用MES系统进行生产订单管理¶••⊿通过生产数据采集和分析进行质量管理¶••⊿设备管理¶••⊿生产追溯与物料管理,并最毕生成生产统计分析及报表管理••。然而随着企业制作的复杂化程度提升,从传统的单一的品种大批量到现在的多品种小批量,以及生命周期变得越来越短,设计变得越来越复杂,于是就催生了更多的功效的软件的需求,此时MES已经不能满足客户的多种需求••。

       在智能制作的技巧支撑下,MES系统慢慢向制作运营管理系统(ManufacturingOperationManagement,简称MOM)过渡••。MOM不仅包含MES,也包含EAM企业资产管理,LEAN精益,QMS质量管理系统,APS高级排产系统,EH&S环境卫生与安全等,是一个集成的软件平台,向上连接PLM软件,向下连接工控及主动化系统,起到了链接PLM与主动化的桥梁作用••。此外,MES是车间级的或者是工厂级的,服务于企业管理的一个“孤岛”,MOM是延伸到高低游产业链,联用户¶••⊿联外部资源商的集成的制作运营管理系统,是企业间的连接••。

第五步——增值服务

       当数字化工厂中的各条智能流水线已经可以正常运行,我们是否可以高枕无忧地宣告智能制作的工作结束了呢?答案当然是否定的,数字化工厂中的每一台设备都有着必定的生命周期,一旦某个核心设备涌现故障,将面临着停线停产的风险,智能制作的另一大作用体现在其最后一个路径也是智能制作的最高境界:增值服务••。增值服务利用大数据和云盘算技巧供给基于数据的增值服务,例如预防性掩护••。工业环境中广泛会用到工业机器人,工业机器人的常见故障有:伺服焊枪断裂¶••⊿电缆断裂¶••⊿接线松动¶••⊿减速机故障等••。为了避免这些故障产生,提前监控与预判,可添加智能传感器对振动,电流等要害参数进行监控••。将监测的机器人设备的数据进行采集,通过现场总线和无线通信等技巧将数据收集保存在IOT网关,然后上传到云端,通过大数据服务器和大数据分析软件,对监控机器人的状态进行预防性掩护,如有超过设定警惕值或阈值的异常现象,可通过邮件¶••⊿短信和可视化界面的情势告诉,从而大大降低维修资源和停机时间,进步设备OEE••。

打消孤岛

       随着产品设计的标准统一¶••⊿数字化工厂建设的步骤规范和设备/数据库的全面关联¶••⊿新型主动化架构对于工厂各个层级的全面买通¶••⊿MES向运营管理系统的全面升级以及数字化技巧对于新型增值服务的助推,以往制作业相对孤立的各个环节被连接起来,信息“孤岛”被打消••。懂得环环相扣的智能制作实行路径和5大阶段,将更好地满足企业定制化生产的需求和进步运营效率,明确各个部门的重要职责和跨部门间的合作,为宽大企业提升智能制作的核心竞争力供给了一条具体的实行路径••。

       更多智能制作相干资讯及方案请咨询深科特400-660-3889

2017-10-11 1077人浏览
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