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工业4.0与中国制造2025

工业4.0背景

何谓工业4.0?此概念是在2013年4月由德国在汉诺威工业博览会中所提出,德国以多年自动化经验与人工智能研究为基础,不再只限于“自动化将全面取代人工”此一思维框架中,改而强调“人机协同”合作,也就是说,在智能制造的流程中,人虽然不再负责提供劳动工作,但仍扮演生产过程的设计决策者,以及流程的管理者。

工业4.0概念下的工厂将具有智能化、无人化、信息化等特性,这类自动化智能工厂能将外部世界和工厂连结在一起,工厂能快速处理各地需求,如此一来,就能节省大量的中间环节和时间成本。

除德国提出工业4.0概念,美国也已提工业互联网、互联企业等类似概念。基本上,无论名称为何,这些概念的核心都是物联网。工业互联网(Industrial Internet)是由通用电气(GE)所提出,目标就是通过高功能设备、低成本感测网、互联网、巨量资料收集及分析等技术结合,大幅提高现有产业的效率并创造新产业。GE指出,工业互联网技术可带来的效益极为庞大,例如就航空行业而言,连续15年仅削减1%的燃料,就可节省约300亿美元;对医疗行业而言,连续15年提高1%的系统效率,就可节省约630亿美元。

工业4.0主题

“工业4.0”三大主题是“智能工厂”、“智能生产”、“智能物流”。

智能工厂,智能工业发展的新方向,是在数字化工厂的基础上,利用物联网的技术和设备监控技术加信息管理和服务。未来将通过大数据与分析平台,将云计算中由大型工业机器产生的数据转化为实时信息(云端智能工厂),并加上绿色智能手段和智能系统等新兴技术于一体,构建一个高效、节能的、绿色环保的、环境舒适的人性化工厂。

智能生产,即“智能制造”,是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统,它在制造过程中能进行通知活动,诸如分析、推理、判断、构思和决策等。智能生产需要硬件、软件以及咨询系统的紧密整合。具有“智慧制造”属性的生产线,不仅拥有着为数众多的控制器、传感器,而且通过有线或无线传感网络架构进行串联,将数据实时传输至上层执行制造管理系统(MES),结合物联网的系统架构,从而让制造业提升至一个新阶段。

智能物流、利用条形码、射频识别技术、传感器、全球定位系统等先进的物联网技术通过信息处理和网络通信技术平台广泛应用于物流业运输、仓储、配送、包装、装卸等基本活动环节,实现货物运输过程的自动化运作和高效率优化管理,提高物流行业的服务水平,降低成本,减少自然资源和社会资源消耗。

工业4.0九大技术支柱


 

中国制造2025

中国制造业在面临劳动力供给的减少、用人成本不断上升的两双重挑战下,借鉴德国的工业4.0计划,我国也制定了《中国制造2025》计划“中国制造2025”提出了我国制造强国建设三个十年的“三步走”战略,是第一个十年的行动纲领,力争到2025年从制造大国迈入制造强国之列,完成“中国制造”升级到“中国创造”升级转型的目标


 

中国制造2025重点:

 四大转变

l 由要素驱动向创新驱动转变

l 由低成本竞争优势向质量效益竞争优势转变

l 由资源消耗大、污染物排放多的精放制造向绿色制造转变

l 由生产型制造向服务型制造转变

 一条主线

l 以体现信息技术与制造技术深度整合的数字化、网络化、智能化制造为主线

 八项战略对策

l 推行数字化网络化、智能化制造;提升产品设计能力;完善制造业技术创新体系;强化制造基础;提升产品质量;推行绿色制造;培养具有全球竞争力的企业群体和优势产业;发展现代制造服务业。



如何规划生产制造执行管理系统(MES)?

随着日益激烈的国际竞争,各级企业的要求越来越多样化,产品的批量少品种多,生命周期越来越短,企业竞争力面临严峻挑战,开始更多地关注如何极速的响应市场变化,并通过不断提高的服务满足客户需求。其中不断提高过程信息、管理信息的集成和应用能力,实现管控一体化是提高企业竞争力的一个重要环节。MES系统作为制造实现信息化智能化建设、精益生产管理的重要工具,越来越受到企业的关注和重视。面对如此复杂而重的系统的建设工作,并非一蹴而就,而必须坚持“整体规划、效益优先、分步实施、重点突破”的原则,深圳万碧结合多年在各大行业领域的MES系统解决方案策划、实施部署经验,MES系统规划建议如下:

1. 企业管理思想与理念的统一

企业MES建设是一项管理改造工程,而非仅仅是一个以技术为主导的项目。通过流程变革,职能调整和配套IT技术手段来尽可能地打破部门之间的隔阂,消除企业内部存在的推诿扯皮、管理真空现象,提高管理协调的效率和效益。

 

2. 系统的整合与集成

在构建完善的信息化管理平台基础之上,在制造MES系统规划与建设过程中,应当深度集成ERP、PCS、CRM、WMS等信息管理系统,优化资源配置,实时监控,实现信息共享,避免出现更大或是更多的“信息孤岛”,为企业战略、管理、业务运行提供决策支持,对市场需求的变化做出快速反应,降低整体经营成本,为实现公司的战略目标提供有力的手段和保障。

 

3. 业务模式的重塑与优化

以价值链为工具,分析企业现有状态,确定未来模式,最后确定MES事务处理功能。先进技术管理模式的重塑,关键业务流程的梳理、优化、整合,能够提高公司实时决策水平与准确性,提升企业核心竞争力。

 

4. 构建MES项目协同平台

根据集团多工厂模型,确认部署方案(集中式部署方案、分布式部署)。通过协同平台的搭建(供应链协同、外协制造协同、设计协同、工厂组织协同、客户协同、智能设备协同、服务协同、物流协同等)实现管理产品生产、质量数据的关联与追溯(比如:关键物料、工位、设备、人员、作业指导书、设计图纸、检验标准、测试标准参数、过程定义、工艺设计、制程管理、权限信息、配置、日志),实现智能制造。通过协同管理,实时监控生产变化趋势,实现优化生产,降低生产成本,提高产品质量,提高生产效率,提升设备效率,有利于对产品的全生命周期进行细化管理,加强生产上下级环节的紧密衔接,使工作流程规范化。

 

5. 建立MES系统培训体系

一个项目的实施无非涉及三个大的环节:人、产品(软件)和方法(行业解决方案)。三个环节环环相扣,只有其合力最大化才能使得系统实施的效果最优化。因此有必要建立制造MES系统培训体系,通过系统化的培训将MES管理责任落实到位。企业必须从上至下都要对MES项目给予高度的重视,除了IT技术人员、“一线”员工必须接受培训外,其它与应用部门和业务部门相关的工艺、计划、调度、管理、设备、工程等人员的积极参与也很重要。

只有在制定完善的MES系统规划的指导下,借用先进的计算机技术、网络技术、通信技术、企业建模及优化技术进行有步骤、有规范地进行建设和实施,保障系统的开放性、可扩展性,才能实现MES实施的最大效益。



如何规划防伪防窜管理系统?

不法分子利用品牌价值的认知度和品牌效应,假冒知名品牌产品扰乱市场正常营销秩序。这种现象日益猖獗,不仅给广大消费者带来了威胁,更给企业信誉和经济造成了巨大损失。为了保护企业利益不受侵害,最大限度的保证企业品牌附加值回收,保障消费者正当权益,同时维护渠道经销商利益防止在流通环节造成的恶性竞争,越来越多的企业已经建立防伪防窜系统。

伴随着“第四次工业革命”(工业4.0)时代的到来,提出以“智能工厂、智能生产、智能物流”三大主题,力求通过互联网、物联网和物流网进行物流资源的整合,强调了系统整合的重要性。工业标识行业紧跟信息时代发展的步伐,已率先进入了物联网标识行业,为企业在产品追溯、防伪防窜、打击假冒伪劣方面提供了强有力的技术支持

深圳万碧总结多年以来在电气开关、药品、食品、饮品、服装等行业领域的防伪防窜系统解决方案策划、实施部署的经验,防伪防窜系统规划建议如下:

1. 防伪标识方式选定

防伪标识类别多种多样,大致分为激光防伪标识、覆盖层防伪标识、印刷防伪标识、磁码防伪标识、图文揭露防伪标识、隐形图文防伪标识、核微孔防伪标识等。常用技术手段上上又划分成数码防伪、纸张类、油墨类、印刷类、物理学防伪、印章防伪、生物学防伪、结构防伪几大类。根据不同行业、不同产品的特性,选择最为合适的防伪标识方式。


2. 防伪码的生成与发布

确定产品包装赋码层级,防伪应用模式,即防伪码、防窜码双码合一,或是双码分离。定义防伪码/防窜码生成规则,为每一件产品生成唯一ID标识。

防伪标签外协印刷的,划分防伪码发放批次、有效范围及数量,向标签供应商发布。加强标签制作流程监管力度,有效提高防伪标签收货验证的准确性和效率性。

 

3. 搭建包装赋码环境

车间搭建包装赋码环境(包括硬件环境和网络软件环境),防伪防窜系统实施前期确认产线工作模式(流水单线、Y形并线等)、优化包装管理流程、定位赋码工位站点、选取赋码方式(全自动赋码、半自动赋码、人工赋码)、确定异常返工流程等工作。实现对产品的整个周期流程的规范化、信息化管理。充分做好实施前期准备工作,能大大缩短系统实施周期,减少现场系统大幅调整工作量,提升系统实施效率。

 

4. 建立完善的发货机制

重视市场流通源头,建立完善的、规范的发货管理机制,建立从出厂检验、提货、发货、

复核放行、部门、物流交接、在途追踪、货物签收的整个流通环节的详细数据信息网。有效提升物流运营中的信息流、单证流和资金流的高效运作,监控出厂质量管理,降低召回风险,降低整体经营成本。

 

5. 防伪防窜查验平台

构建防伪防窜查验平台,借助互联网、物联网物流网、云计算等技术资源,与电话语音平台、短信平台、微信平台、门户平台等协同管理,实现产品真伪查验、防窜稽查、窜货定位追踪、物流跟踪、产品信息溯源、智能营销维护消费者、经(分)销商、企业共同利益,为企业战略、管理、业务运行的调整提供决策支持,提升企业核心竞争力。通过云计算的大数据分析,了解消费者偏好和产品反馈,改进、研发新产品,大大提高企业对市场判断的快速性和准确度,通过微信/短信批量推送信息,提高品牌传播定位的精准度,大幅度降低传播、宣传成本。



如何规划产品追溯管理系统?

随着社会的进步,公众生活水平提高,对商品的质量、企业服务的要求也越来越高,因此产品服务、产品质量安全、产品质量追溯越来越受到人们的重视。特别是近年来,食品、药品安全危机频繁发生,严重影响了人们的身体健康,更是引起来全世界的广泛关注。如何对产品,尤其是食品、药品的有效跟踪和追溯,已经成为一个极为迫切的全球性问题。为了提高产品质量,有效监控产品生产、品质、流通过程,很多企业正在积极地建立自身的产品质量追溯体系,构建产品追溯信息化系统。

产品追溯系统一般关注的重点是:原材料供应信息的追溯,产品的组成、工艺制造过程、产品质量信息的跟踪与分析,产品的流向(销往的地区,客户及防伪防窜货),售后维修服务信息的跟踪与分析等多个方面,而企业会根据自身的规模、发展的需求甚至是企业自身客户的要求而侧重点不同,实现的功能不同。产品追溯系统的构建主要从以下几个向考虑

1.原材料信息追

对于原材料而言,企业最常采用的是批次管控(关重键物料采用序列号管控,低值料采用料号管理管控),并进行条码标识。进行标识时,分两种情形:按批标识(同一批来料所有包装相同批次条码按最小包装标识(每一最小包装都有唯一序列号),在原料出入库生产投料时进行扫描,对产品生产所用的原材料批次、投料量等数据进行采集、跟踪。

2。生产现场监控

主要关注订单的生产进度,物料的防错、防漏,在线缺料及快速配,产品的生产工艺及制程防错、防乱、防呆,设备运行环境与参数监控,产品包装防错防漏防多,产品条码的防重、包装标签打印(机身码、内箱码、外箱码、栈板码等)、人员及工时绩效

3.质量严格管控

在不同检验标准、不同检验项目下,实现对来料质量的管控,在制品检验及跟踪,SPC过程分析,成品QA检验等管理。结合智能检测设备,实现产品质检验数据的实时抓取,及时反馈产品的直通率、良率/不良率、不良现象排名,有利于不良原因分析与改进,提高产品品质。

4.仓库管理

即时库存的快速反映,实现帐一致,对产品、物料进行入库、库位分配、上架、电子拣取、下架、发料、委外加工(原材料发放与产品入库)、生产入库与发货的数据采集等。

5。产品销售管理

主要关注产品流向,能清晰追溯产品对应销售订单号、运单号、运输公司、车牌号、目的区域、客户产品序列号(或批次),便于物流跟踪和售后的追踪、维修、召回。有的企业对产品采用不同区域不同价格政策,结合防伪防窜货系统实现防伪、防窜、稽查管理。通过对产品条码流转信息的采集,真实的反应产品的具体流向及销售分布状况,杜绝窜货现象,同时也能准确辨识正品与品,维护厂家、经销终端客户、消费者共同的合法权益。

6。产品服务售后管理

主要是进行产品退换接收、返修登记、确认、维修、返还等环节数据采集。建立售后服务平台,为经销商、终端客户提供产品售后返修服务的便利渠道,查询跟踪产品返修进度;同时厂商也能快速区分产品是否过保、是否窜货、是否假冒,方便收集客户反馈产品的不足之处,进而改进产品生产工艺,提高产品质量,创立品牌口碑。

企业从供应链、仓库流转、生产(委外加工)质量、销售与售后服务六大物流环节入手,构建产品追溯系统,是提高产品质量,提升服务反应速度,提高企业服务水平的重要手段。同时,产品追溯系统配合ERP进现场的管理,弥补ERP在执行层面的不足,进一步提高ERP管理功效。



工业智能控制终端MT-952如何应用于生产现场?


工业智能控制终端MT-952

MT-952是一款高性能工业级多功能智能控制终端,采用工业级主板,考究的外观设计,结构紧凑、稳定可靠、低耗节能。标配7寸高清触摸屏(800×480 dpi),兼具RS232/485、USB、GPIO、RJ45接口,选配RFID、内置条码扫描器(1D&2D)、UPS、内置无线网卡。  

目前正在推行数字化、网络化、精细化、智能化制造,MT-952系列工业终端在工业4.0时代大潮中应运而生,它融合在MES系统中,在车间现场数据采集、生产过程监控与智能控制方面表现卓越,是工业4.0精益制造管理的高端利器。

 

MT-952在现场应用案例很多,重点包括以下几个方面:

1.制程监控

 根据产品工艺路线,实现工序制程监控,有效防错、防乱、防漏

 生产任务进度监控,掌握计划数量、已历经工序、已完工数量、当前工序、当前工位、在制品数、任务达成率等详细数据

 ECN变更监控

 紧急工单插单监控

 工单产品调度监控

 在线料缺料自动预警

 

2.投入产出管控

 连接条码扫描器、传感器等设备,实现PCB板类物料的自动扫描或普通物料的人工扫描

 生产工单(订单)实时获取

 生产上料(补料/换料)管控,有效防错

 实时记录投料批次(序列号、D/C)、投料量

 实时记录工单(订单)生产批次、产品序列号,自动统计产出量、投入产出比

 支持投料率超标、产出率过低、废料率过高等异常情况,自动触发报警

 便于日后生产用料追溯

 

3。生产报工

 操作员刷卡授权上工,验证并登记操作员信息、上工时间

 生产过程中的暂停、恢复、报工、完工实时登记

        为人员绩效统计提供精确数据

        为责任追溯提供完整信息

 

4.质量监控

 及时记录产品检测项目、检测参数、检测内容、检测值、质检结果

 登记产品故障点、不良代码、不良现象、良数/不良数,为直通率、良率/不良率、不良现象排名等统计分析提供全面的数据

 支持结合智能检测设备(或测试系统)接口,实时获取产品详细质检数据和结果

  

5。维修管理

 扫描维修品、返工品条码,自动获取产品编号、型号、来源工位(工序)、对应故障点、不良现象、质检员等维修品信息

 实时记录维修处理内容、维修用料(更换批次或D/C)、维修结果、维修次数、维修员,维修换料实时防错

 维修责任易于追溯

 

6.设备监控管理

 结合智能生产设备接口,实时监控设备运行状态、运行参数、开工时间、暂停时间、停机原因、持续运行时长等设备信息

 设备运行状态、运行参数异常等情况,自动触发报警

 维护保养到期自动预警,设备维修、维护保养记录实时监控

 为设备综合绩效(OEE)提供丰富、准确的基础数据

 

7.智能控制管理

 结合MES、PLC、AGV、码垛机器人、智能控制系统等接口,实现车间智能设备与MES系统的联动控制

 对传送带执行暂停、启动、转向、分流、剔除、下挡板等智能控制

 触发AGV,实现按指定路径进行物料拣取、配送等智能控制

 智能控制码垛机器人,根据产品质量状况(OK/NG)、正常品、返工品,对下线包装产品进行自动区分码垛,自动扫描关联垛码(堆栈板),建立垛码与箱码、产品条码的关联关系,自动累计实际产出量,统计任务完成进度

 

8.环境监测管理

 配合专业传感器,对温度、湿度、纯净度等车间环境参数进行监测

 环境监测实际参数值超标,自动触发报警

 排放气体分析监测

  

9.门禁管理

 对特殊区域或部门实施门禁管控,非授权人员、产品不允许进出

 人员佩戴RFID卡或产品标识RFID,人员未经授权或产品未经系统正常流程,进出指定区域时,触发自动报警

 

10.看板管理

 支持与电子看板、液晶屏连接,为车间、仓库提供丰富的看板信息

 预警信息自动显示提醒

 通知、公告发布

 

 





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