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May 24,2019

WISE-PaaS平台勤昆科技智能工厂案例 ——研华iFactory SRP助力智能化管理

工业4.0的时代已来临,面对智能工厂及智能制造的强劲市场需求,研华用物联网思维推动工业4.0实践。将工业4.0的实践分为三个阶段,第一阶段是针对设备领域,做到全面的设备感知与联网,以达到数据透明化及生产信息可视化;第二阶段是做设备数据与生产讯息的整合及信息分析,以提供第三阶段智能设备与大数据分析所形成的智慧服务。研华通过智能设备与信息整合,助力智能制造进一步发展,以整合的自动化系统与云端创新技术迈向工业4.0。

一、案例概况
随着工厂面对越来越多的客单化生产及快速交货需求,对信息数字化及管理实时化的重视度日趋高涨。借由物联网让设备联网“落地”,将原设备进行升级改造,让生产对策更精准,让现场的数据变得有价值,已成为大部分工厂管理者的需求共识。

1. 项目背景
勤昆科技(昆山)有限公司,于2006年9月12日成立。注册资本1000万美元,经营范围为设计、开发、生产非金属制品模具;精冲模、精密型腔模;电脑用、通讯用、刀片式与机架式服务器用连接器、接插件等新型电子元器件;大中型电子计算机、便携式微型计算机、高档服务器制造;电脑用机箱、外壳等五金件开发、生产;销售自产产品,从事货物进出口业务,是一家外商独资的企业。
应用企业概况:
勤昆科技现有的冲床车间和NCT车间,设备间独立运行,设备状态和人员信息无法及时获取,信息化基础几乎为零,管理层无法做出快速准确的决策。

表1  车间现况描述
2. 预期目标
结合研华iFactory SRP(Solution-Ready Packages解决方案包)标杆化KPI管理看板及后台数据分析,找到数据可视化方法,对设备生产进行有序化管理,可实现资讯即时到达、目标自动检核,同时具备预警通知及协调资源功能,将人员作业步骤电子化、资讯化,让生产更具备弹性。管理者可随时随地掌控现场生产信息及管理绩效指标,进而达成:产能提升、效益提升、人力下降、管理成本下降等成果,全面优化生产效率。管理者亦可通过云平台服务,实现远程同步,使维运更加方便快捷。



二、项目实施
该智慧工厂设备联网系统的实施,须充分考虑勤昆科技的实际需求,全面实现冲压车间、NCT车间机台设备的数据采集、设备联网。
1. 场景特征
(1)设备利用低下
勤昆科技生产现场数控机台部分均为单站式作业,机台需有人看守作业,通过人工登记,做区域看板管控、刀具人工管理等,设备产能产量低,大部分并未将性能发挥到最大化。
(2)信息化程度不高
虽然已经实施了部门级的软件方案,如PDM系统、CRM系统、物流系统等,但其信息采集仍为人工作业:如人工操机纸单作业、机修、领班、QC人工巡检,使得各部门间信息交流不畅,大大制约着企业的生产及发展。

2 模式路径
根据勤昆现场情况实际调研和沟通:

  • 对勤昆科技现有制造管理模式进行沟通与了解
  • 对勤昆科技IT系统信息进行沟通与了解
  • 对勤昆科技现场建置,设备运行状况进行调研了解
参考《智能制造能力成熟度模型白皮书》(1.0版)对勤昆进行制造维度和智能维度评估,得出如下智慧工厂建制重点策略方案:

表2  智能制造能力成熟度评估
3. 技术实现
(1)方案概述
本方案整合了灵活的架构设计、开放的系统平台、良好的通讯连接性、组态的方便性、系统高可靠性以及维护的便捷性,依托于研华WISE-PaaS智能工厂物联网平台iFactory SRP解决方案,搭建极具特色的智慧工厂解决方案。
(2)方案整体规划
分步分阶段实施。根据勤昆科技的实际需求初步拟定以冲压车间、NCT车间智能化改造为一期工程,构建开放式系统平台,在一期工程完成后,借助研华方案强大的可扩展性,后期在该系统架构上可便捷实现其他厂区车间的系统实施。
(3) 整体方案架构

图1 方案架构图
战情室系统
战情室平台可以整合设备、产线、工厂厂区及集团等KPI信息操盘管理,经由多维度数据分析,让工厂管理人员从中挖掘数据价值,搭配WISE-PaaS Dashboard可视化系统,可有效管理设备状态、稼动率、设备产能产量、工时、单位成本及能源成本分析等。此系统深度统计分析,协助管理者发现异常,持续优化人机料法环各项环节。

图2 平台架构图
冲压智能化解决方案
在智能冲压设备监测客户端电脑软件界面输入员工号,系统随机监控整个生产作业过程,包含当前人员信息、机台状态、模具状态、输入当前条码/工单,系统将自动串联后台系统并按照对应状态切换不同监控功能。

图3 系统架构图


 

图4 冲床设备实时监控图


 

图5 冲压设备在制进程

 
NCT+镭射智能化解决方案:
在智能NCT+镭射设备监测客户端电脑软件界面输入员工号,系统随机开始监控机台信息以及整个生产作业过程,包含当前人员信息,机台状态,输入当前条码/工单,系统将自动串联后台系统并按照对应状态切换不同监控功能。

图6 系统架构图

 
 

图7 NCT设备实时监控图

 
ESOP系统解决方案
在ESOP客户端电脑软件界面输入当前条码/工单,从ESOP管理后台获取对应料号和SOP名称,通过软件下载对应SOP到本地,随即通过PDF软件打开呈现。ESOP搭建有消息广播机制,推送广播消息至全部客户端ESOP系统。
系统架构图:
 
图8 系统架构图

 

图9 冲压设备ESOP


 
4. 项目亮点
1、系统特性
本系统采用分布式部署,兼容性非常好,充分发挥各构件的运算能力,将系统效能、处理速度发挥到极致,优点与效益表现在以下几个方面:   
(1)稳定性与开放性兼顾
(2)各子系统间相互独立相关性弱
(3)项目风险低,实施周期短
(4)系统投资回报率高
2、面向未来的解决方案
针对勤昆科技实施方案我们采用开放与易扩展的设计思路,无论是网络架构、硬件配置、通讯方式的选择还是软件组态编程均考虑了系统扩展的问题。系统扩展具有简易、向上兼容、节约、模块化等特性。用户后续可通过模块化方式,轻松实现其他功能拓展,如智能楼宇及其系统集成、生产执行系统MES等。



三、价值成效
1. 平台价值
  • 加速转换企业专业知识为软件服务
  • 维运泛用性平台
  • 平台中心边缘模块的链接模块方案
  • 对资料隐私极度重视的企业
  • IP 或网络联机需特定管控的企业
2. 应用成效
打通部门与不同系统间的沟通壁垒。iFactory SRP解决方案充分考虑了“智能+制造”两个核心,以智能制造能力成熟度为考虑,将各种制造资源要素(人、机器、能源等)与制造过程(设计、生产、物流、销售和服务)等数字化,通过系统集成,对信息融合中的数据进行挖掘利用,并反馈优化制造过程和资源要素,推动组织最终达到个性化定制、远程运维与协同制造的新兴业态。即我们常说的在不同系统间获取数据的价值。


图10 WISE-PaaS数据交互图


 
以实际效益检核方案及平台有效性
表3 解决方案改善效益表一览

 
四、下一步实施计划
1. 组装线车间智能化
制造业人工组装线效率成为必修议题。通过研华组装线效益监控方案,精准采集电批控制器数据实时并分析,通过可视化工单看板检视组装现场绩效指标,同时提供数字化智能防漏锁浮锁滑牙,提升品质良率,助推全员品质管理。

2. 加工车间智能化
在数控设备监测客户端电脑软件界面输入员工号,系统随即监控机台信息及整个生产作业过程,如当前人员信息、机台状态、输入当前条码/工单,系统将自动串联后台系统并按对应状态切换不同监控功能,通过直观的界面获取当前生产资讯,包含指导数资讯及品质异常资讯。
通过其余项目的补充规划,进一步验证研华WISE-PaaS的开放性及扩展性,通过快速联结机制,协助客户迅速开发、布署、营运设备联网管理、大数据分析预测及可视化等。平台具备多租户、弹性伸缩的功能,可以依据服务需求,随时增减服务容量,亦可应付反应时间以秒计算服务需求,在使用量低时也能有效节省成本。
同时平台提供机器学习服务,提供多个流程分析模组,并结合业界专家合力打造不同领域解决方案,通过仪表板和机器学习结果进行关联,将多种类型机器学习数据提供至用户以直观的分析及预测结果。

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