数字化车间是基于生产设备、生产设施等硬件设施,以降本提质增效、快速响应市场为目的,在对工艺设计、生产组织、过程控制等环节优化管理的基础上,通过数字化、网络化、智能化等手段,在计算机虚拟环境中,对人、机、料、法、环、测等生产资源与生产过程进行设计、管理、仿真、优化与可视化等工作,以信息数字化及数据流动为主要特征,对生产资源、生产设备、生产设施以及生产过程进行精细、精准、敏捷、高效地管理与控制。数字化车间是智能车间的第一步,也是智能制造的重要基础。
1、数字化车间架构
数字化车间可以分为车间生产控制和现场执行两部分,车间生产控制实数字化车间的核心,主要强调的是生产计划控制和执行,它主要完成车间的人员调配、劳动组织、生产调度、产量控制、质量控制、成本控制、工艺反馈与改进、质量分析、生产统计、定额核算、安全生产、现场管理等整个车间生产管理和执行控制任务;现场执行是数字化车间的基础,主要强调的是设备管理、现场数据采集和现场监控等整个车间设备状态和现场实时数据管理。由数字化生产设备、综合网络、数据综合管理系统建立起来的制造执行系统是数字化车间的实施核心,用以实现产品的工艺设计过程、生产管理、生产控制和资源计划管理。
车间的实施核心,用以实现产品的工艺设计过程、生产管理、生产科通知和资源计划管理。数字化车间建设中,数字化制造起着非常重要的作用,数字化制造提供从产品设计、工艺编制、车间计划到产品的整个加工过程的生产活动实现信息化管理。对生产活动进行初始化,及时引导、响应和报告车间的活动,对随时可能发生变化的生产状态和条件做出快速反应,重点削减不产生附加值的活动,从而有效的推动车间运行。数字化制造改善运行设备的回报,以及改善及时交货、库存周转、毛利和现金流通性。
2、数字化车间建设内容
数字化车间建设有三条主线,一条是以机床、热处理设备、机器人、测量测试设备等组成的自动化设备与相关设施,实现生产过程的精确化执行,这是数字化车间的物理基础。第二条线是以MES为中心的智巧化管控系统,实现对计划调度、生产物流、工艺执行、过程质量、设备管理等生产过程各环节及要素的精细化管控。第三条主线是在互联互通的设备物联网基础上,并以之作为桥梁,联接起MES等信息化系统与机床等物理空间的自动化设备,构建车间级的CPS系统。三条主线交汇,实现数据在自动化设备、信息化系统之间按照人的意愿进行有序流动,将整个车间打造成软硬一体的系统级CPS,最终实现高效、高质、绿色、低成本的生产模式,提升企业竞争力。
通过成功实施数字化车间系统,企业在车间管理方面将会有质的提升,为企业智能化转型升级奠定良好的基础。
1、设备互联,“哑设备”聪明起来
通过设备的互联互通,将车间的数控机床、热处理设备、机器人等数字化设备实现程序网络通讯、数据远程采集、程序集中管理、大数据分析、可视化展现、智能化决策支持,将设备由以前的单机工作模式,升级为数字化、网络化、智能化的管理模式。
2、协同生产,让设备高效地运转
通过系统中的计划、排产、派工、物料、质量、决策等模块,以信息化系统为手段,实现各种信息的共享与协同,做到车间层面精准化计划、精益化生产、可视化展现、精细化管理,将以前串行生产转变为并行的协同生产模式,实现“一个流”的生产,工件转移到设备前,加工程序等技术文档、工装夹具等生产资源已经全部准备就绪,大大减少设备的各种等待时间,可明显提升设备生产效率,降低生产成本,提高客户满意度。
3、虚实融合,数据在流动中增值
改变传统的制造模式,做到虚拟世界与物理世界深度融合,虚实精准映射、相互促进。车间各岗位、各设备都融于整个信息化系统,以数据有序流动为特征,以高效高质生产为核心,人、机、料、法、环、测各环节相互融合,基于数字化、网络化、智能化的管理系统,使管理者能做到“看得见,说得清,做得对”,实现了生产过程的“Smart”,即敏捷、高效、高质、低成本、绿色、协同的智巧化生产与服务模式。
4、智能制造,降本提质增效是标尺
通过数字化车间建设,对车间进行全面的科学管控,大幅度提升车间计划科学性、生产过程协同性、生产设备与信息化系统的深度融合度,并在大数据分析与决策支持的基础上进行透明化、量化管理,可对企业生产效率、产品质量、生产成本等方面有明显改善。
以下是数字化车间系统实施后的统计结果:
◆制造信息量提高15-60%
◆生产效率提高10-30%
◆计划质量提高25-70%
◆生产透明度20-70%
◆经济效益提高10-25%
◆生产灵活性提高15-60%
◆生产周期降低15-40%
◆外协费用降低5-15%
◆生产准备成本降低15-40%
◆处理紧急事故的成本降低20-60%
◆生产管理成本减少15-25%
◆生产计划成本降低10-30%
◆产品准时交货率提高15-40%