制造业数字化转型“数智工厂”解决方案

   2024-11-02 IP属地 火星30
项目建设背景

为贯彻落实《江西省制造业数字化转型实施方案》《江西省制造业数字化转型行动计划(2024-2025年)》和《赣州市制造业数字化转型和智能化改造工作方案(2024—2025年)》,聚焦省制造业重点产业链现代化建设“1269”行动计划和市制造业重点产业链现代化建设“7510”行动计划,通过省级工业发展专项资金,引导和支持制造业数字化转型,推动全省制造业高端化、智能化、绿色化发展,其中支持制造业企业打造“数智工厂”标杆,支持企业围绕工厂智能化、管理信息化、生产精益化,打造特色鲜明的“数智工厂”。
累计支持500家省级“数智工厂”企业,每家奖励100万元。



“数智工厂”建设参考场景


01/ 工厂智能化


场景 | 主要建设内容
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自动化生产 | 引入数控机床、工业机器人、智能检测装备、智能物流装备等,优化生产工序数字化和执行能力,推动工序的少人化、无人化,提升工序的自执行能力。
自动化生产 | 生产线安装传感器探测温度、压力、热能、振动和噪声等,用大数据分析整个生产流程,一旦某个流程偏离标准工艺,及时报警预判。
智能仓储 | 通过Al、射频识别、智能传感与仓储设备、仓储管控系统融合,实现物料自动出入库和信息自动记录,达到仓储可视化管理和自适应优化的目的。
质量监测 | 利用数字传感、人工智能技术来在线采集表面缺陷、产品尺寸、机械加工轮廓尺寸等生产数据,并能够自主判断、识别和定位产品缺陷问题。
质量追溯 | 依托条码、标识和区块链等技术,采集原料、生产、质检等数据,汇集、集成和打通各环节质量数据,实现质量与产品关联匹配和全生命周期追溯。
设备远程维护 | 实时采集设备运行数据和工艺参数,建立设备故障知识库,实现基于事件的设备状态异常预警、远程诊断,以及预测性维护等。


02/管理数字化


场景 | 主要建设内容
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人员管理 | 应用人事管理系统实现考勤、排班、绩效考核等工作的数字化,并与相关系统集成和打通,可对人事、行政等数据进行全面分析,实现人员流失、效率低下、成本高企等组织风险隐患识别、定位和预警。
财务管理 | 生产线安装传感器探测温度、压力、热能、振动和噪声等,用大数据分析整个生产流程,一旦某个流程偏离标准工艺,及时报警预判。
供应链管理 | 围绕供应链建设、供应链管理、供应链风险评估和厂外物流运输,以及供应链上下游企业合作过程中的数据、流程、评估等技术及管理要求,实现产品生命周期管理(PLM)、供应链管理系统(SCM)和客户关系管理系统(CRM)等系统集成应用。
运营管理 | 通过企业资源计划系统(ERP)、产品生命周期管理(PLM)、供应链管理系统(SCM)、客户关系管理系统(CRM)等互联互通,实现采购、计划、生产、销售、财务等方面的数字化管理。
运营管理 | 围绕制造资源控制、现场运行监管、物流过程管控、生产执行跟踪和质量管理监督等各个场景,挖掘数据价值,优化管理模式,驱动开展智能决策、精益制造和精准服务。
仓储物流 | 建立仓储管理系统(WMS),基于条形码、二维码、无线射频识别(RFID)等识别技术实现自动出入库管理,并实现仓储配送与生产计划、制造执行以及企业资源管理等业务的集成。


03/生产精益化


场景 | 主要建设内容
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工艺优化 | 根据产品设计特征,实现基于产品特征库以及工艺知识库的快速工艺匹配,可在三维数字化环境下进行工艺仿真。支持与生产设备的集成对接,保证工艺指令、设备参数信息直接下发到生产设备。
计划调度 | 利用APS等生产计划排产系统或平台,实现基于市场需求、安全库存、制造过程等因素的科学排产,生成优化的生产作业计划、物料计划,以及生产参数并实现在线校验。通过对生产过程的监控,实现系统自动预警和优化调度排产。
生产管理 | 工厂内建设设制造执行系统/制造运营系统(MES/MOM)等信息化系统,实现作业文件自动下发与执行、设计与制造协同、制造资源动态组织、生产过程管理与优化、生产过程可视化监控与反馈、生产绩效分析和异常管理,提高生产过程的智能化和可控性。
安全生产 | 建设安全生产管理系统,基于智能传感、机器视觉、特征分析、专家系统等技术,动态感知、精准识别危化品、危险环节等各类风险,实现安全事件的快速响应和智能处置。
节能减排 | 建立能源综合管理监测系统,对主要耗能设备实现实时监测与控制;采集能源统计数据,进行数据和指标分析,形成优化方案。
节能减排 | 建立产耗预测模型,对水、电、气(汽)、煤、油以及物料等消耗进行实时监控分析,实现能源资源的优化调度、平衡预测和有效管理。
质量管控 | 引入质量管理系统(QMS),通过平台打通业务操作流程和质量检测流程,实现全过程敏捷质量控制,结合看板、短信、邮件、OA、智能手表等多种工具有效地提升生产过程的质量管理效率,实现快速的信息反馈、敏捷的质量结果处理。

解决的问题


01/实现生产过程可视化


由于缺乏现代工厂的车间管理信息化手段,容易造成生产质量不稳定、物料管理损耗大、生产排产不合理等一系列的问题。通过智慧工厂数字孪生技术,可以采集实体生产制造过程中的实时数据,如MES、QMS、ERP、设备数据等,直观地掌握生产信息,设备运行数据,物料使用数据等,实现生产过程的可视化管理,直观了解生产进度安排。发现问题可以及时进行优化调整,改进生产排产安排与工艺流程等,真正实现工厂管理的智能化、智慧化。


02/ 实现生产管理模式升级


智慧化精益生产管理通过消除浪费、提高效率、提高质量和灵活应对市场变化等方面的优势,为企业现代生产运营带来了新的驱动力。通过虚拟环境中的生产仿真与现实中的生产无缝融合,能够提高生产线的平衡性,减少设备停机时间,并通过精细化管理提升整体设备效率(OEE)和整体工厂效率(OPE),从而实现生产质量的透明化,生产效益的精细化,企业管理的云、边、端全面协同。促进企业的数字化转型和智能化升级,为企业未来的发展奠定坚实的基础。


03/ 实现设备安全监管智能化


设备运行状态与全面安全生产监管是智慧工厂中的一个重要功能,通过实时设备运行监管与车间管理安全协同,有助于规避意外停机导致的生产事故。工厂管理者可以通过该功能回顾和分析设备的历史运行数据,了解设备运行状态,以便于进行故障诊断、性能评估和维护保养的优化。通过实时数据监测、分析与告警、数字孪生双向控制等功能,实现覆盖产线基本情况、订单生产管理、产线优化升级、实时安全调度、设备安全监管、安全隐患防范等业务场景。

方案总体设计

通过数字孪生技术,对企业园区进行园区级数字孪生系统建设,数字孪生系统包含多个子系统模块,具体如下:


01/ 园区3d可视化子系统


按真实比例3d建模构建中等精度的3d园区场景,场景内覆盖园区内相关企业(工厂厂房)、公用工程设施及其他相关对象,以及园区一定范围内周边环境,实时气候环境同步模拟。




02/ 园区厂房空间子系统


通过高精度3d建模及机理模型和数据驱动模型构建工厂孪生世界;工厂相关部分设备、原材料及产品等3d展示及相关数据展示;孪生世界控制台,主要展示工厂重点信息内容及部分功能操作界面;简单互动系统,通过点选等形式进行互动,查看孪生体信息、状态及相关功能入口。




03/ 生产管理子系统


物理世界中工厂分布式控制系统(DCS)和监控信息系统(SIS)的监控及状态数据同步,主要状态信息提示,部分模拟。异常情况(少量)状态及处置模拟;通过生成工艺面板进行设备定位,并自动呈现相关信息及实时数据;工厂相关工艺流程3d展示及相关数据展示生产工艺流程图、dcs图等工艺资料管理(查看)模块。




04/ 数据分析统计子系统


针对历史数据进行统计分析,图表可视化呈现;依托数据驱动模型,对工厂运行状况等进行评估预测。




05 / 故障及异常报警子系统


实时评估分析厂区状态及厂区内设备、人员数据信息,对异常情况进行实时提示警报;对数据分析统计模块评估出可能出现的异常或风险进行提示。



特色亮点

01 /产线总览


针对工厂产线全局、现场实时环境监测、厂区生产及能耗进行展示,产线划分清晰可见,现场生产作业环境更透明。

02/ 智能车间


智能车间直观展示生产流程中的每个环节,包括原材料采购、生产加工、成品出库等,让管理者和现场工人都能够清晰地看到整个生产链条。本项目中,产线沙盘支持管理者根据订单情况,利用电子沙盘模拟产线调整结果,适时调整产线生产流程,保证生产任务和产品质量。


03/ 车间指挥联动


利用大数据分析和机器学习技术,实时监测生产趋势和潜在风险,提前发出预警,减少生产损失。如发生缺料、设备运行不饱和、设备故障等,联动后台工单系统,快速选择并启动应急预案,及时调动资源,最小化事故影响。


04/ 设备智能巡检


监控产线设备的实时运行状态,支持第一或第三视角自定义巡检、漫游巡检及智能巡检模式通过数字巡检提高巡检的准确性、效率和响应速度,同时减少人为错误和运营成本。


05/ 生产质量监管


展示当前及历史订单生产情况,追踪并反馈订单生产进度,帮助管理者及时发现订单生产风险并提前规划预案,保证订单保质保量按时交付。支持点对点追踪产线设备的订单完成情况,系统通过接入汇总后台订单信息数据,实时监控订单从开始到完成的整个生产流程。


06/ 安全调度


针对产线安全模块进行安全预案,接入监控预警系统,出现风险报警后及时提报工单交由指定人员处理,通过系统实时反馈当前进展及风险详情。

江西镝铒智能科技有限公司依托矿库网、镝铒智能物联网中台、镝铒智能可视化平台、中国稀土产业大数据平台、国家稀土功能材料创新中心等多年的科研成果,积极响应国家“人工智能+产业”重大战略,聚焦矿业、新能源、新材料行业数字化转型的数字化解决方案供应商,助力智能制造、智慧工厂和智慧矿山的快速发展。为企业提供企业数字化转型的全生命周期服务(咨询、规划、建设、运维、数据分析、更新升级迭代等)智能化解决方案。公司在企业数字化、信息化等领域拥有深厚的技术积累,通过不断创新,形成了数字化转型和智慧工厂解决方案的核心竞争力。
 
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