本屆評選面向“智能製造”方向,圍繞關鍵技術及核心基礎部件、智能化裝備和製造過程智能化技術與系統(數字化工廠車間)三大領域,面向全國徵集到186個案例,覆蓋全國21個省(直轄市),分佈在27個行業。評選活動遵循公平、公正、客觀、權威的原則,由30位智能科技領域中外知名專家組成評審委員會,從創新性和獨特性、應用價值與實效性、實施難度與複雜性、市場影響與推廣性等維度對申報案例進行評審,最終評選出10個優秀案例。我們將在未來一段時間通過官網、官微等平臺陸續展播優秀案例,推動創新應用案例的推廣和普及,進一步帶動人工智能和實體經濟的深度融合。
01本期案例概述
本期為大家帶來十大優秀案例之一、製造過程智能化技術與系統(數字化工廠/車間)領域入選案例——基於工業互聯網標識解析的全生命週期高端智能廠內物流系統,核心技術關鍵詞為數字化、智能化,全生命週期管理以及工業互聯網二級節點標識解析。
貴陽萬江是一傢俱有60多年曆史的生產航空機載產品和汽車零部件的軍、民用企業。由於原材料和產品品類繁多,在材料的揀選、分類、搬運耗費了大量的人力物力。
圖:貴陽萬江工廠智能物流系統
崑山同日為其設計、實施了包括新廠建設和舊廠改造在內的智能倉儲物流系統,該系統基於物聯網和工業大數據技術,通過建設入庫輸送線、智能貨櫃、智能貨架、分揀輸送線、跨樓層貨梯、自動導引車(AGV)、智能料塔、TRX軟件平臺,工業互聯網標識解析體系,逐步實現廠房與廠房之間、廠房內區域之間、區域內設備之間三個層級的柔性聯動;確保在合適的時間,通過合適的裝備,將合適的物料送到合適的位置,達到信息流、生產流和物料流的深度融合,達到智能“感知”、精準“互聯”和高效“執行”,最終實現技術創新驅動管理創新。
圖:貴陽萬江工業互聯網遠程監控平臺
系統適應性強,特別適合服務器電腦主機、衛浴潔具、汽車零部件、線束等行業的生產製造過程跟蹤、物料容器精細化管理,是實實在在的智能製造落地開花的應用系統。
02本期案例詳解
一、撥開企業發展迷霧,提出智能製造目標
在國家推動“互聯網、大數據、人工智能和實體經濟深度融合,加快科技創新,建設網絡強國、數字中國、智慧社會”的大政方針下,邁入新時代,發展數字經濟,助推實體經濟與傳統產業數字化轉型成為新的歷史使命與時代機遇。萬江機電由於原器件品類繁多,庫內貨品存在分類繁多、人工揀選效率低,儲存、搬運手續繁雜等特點,倉庫工人的大部分工作時間都耗費在找貨、揀貨上,費時費力。
2019年萬江積極推進以智能製造為抓手的車間智能化、數字化改造。本項目致力於為萬江公司提高管理水平,提高倉儲、物流作業效率,提高倉庫存貨量,大大降低貴陽萬江物流作業錯誤率,縮短物流作業週期,降低物流作業成本,在未來市場競爭中長期保持優越的競爭力。
二、克服技術難點,落地成果豐碩
崑山同日解決了TRX生產物流管控系統的開發技術難題:一方面,TRX-WCS全面實現從數據採集、存儲、處理、數據的展示和分析,到決策信息的一體化平臺;以實時庫為核心,可以構建小到幾百點,大到百萬點的監控系統;遠程實時查看設備的運行狀態,並且運行故障時,在監控站遠程對堆垛機和輸送機進行手動控制;另一方面,與ERP系統無縫接口,實現部門間信息共享,為科學決策提供數據支撐。利用工業互聯網平臺與二級節點對接,打通供應鏈上下游,實現協同製造,提供產品週期管理、智能供應鏈、智能倉儲、高端裝備預測性維度等服務。
針對貴陽萬江的廠房特點和產品生產流程制定涵蓋原材料倉儲、輸送分揀系統、產品倉儲等全流程的智能化設備,實現跨廠房、跨區域的精準存儲和配送。
其一,建設“集中倉儲配送中心”,實現原材料、自制零部件、外協件、成品的集中管控;打通廠房之間的物料智能配送,即倉儲中心、下料廠房、衝壓廠房、裝配廠房、機加廠房、壓鑄廠房之間的智能物料配送系統。
其二,實現廠房內區域之間的物料智能配送,實施主體目標:集配中心、裝配廠房、衝壓廠房和機加廠房(除刮臂生產區外)。其中機加廠房、下料廠房、衝壓廠房設置物料接駁點以“機加廠房—刮臂和刮片生產區”為重點規劃目標,實現物料直達設備級的精準配送。
其三,機器人環形庫使整個車間物料的自動化轉運、精確化存儲、信息化對稱,物料出入更加靈活、及時和精確。使整個工廠有條不紊地進行各項生產活動,促進車間生產的合理化和精細化控制。
其四,對無人KIVA(AGV)智能物流車進行改造,KIVA智能物流車與企業內部系統集成,實現刮片零件料架刮臂半成品料架與電泳線的機械手自動上料和自動卸料,以及兩種料架與裝配線線邊自動對接,實現了供應鏈全流程信息流通、可視,大幅減少了信息盲區和線上物料積壓。
其五,對離散的車間物流設備進行了軟硬件的無縫結合,從生產任務的綁定、下達,到工序的開始、緩存、結束等各環節,系統都參與了精準的管控,實現自動搬運、輸送、採集、上報等功能,實現產品全生命週期信息數據,實現質量全流程可追溯,全面提升企業競爭力。
其六,確保設備無重大故障運行,建立設備運行信息分析機制,監控設備運行健康狀態,由“被動修”到“主動修”提升MRO水平;同時,使用經驗證的成熟技術,確保系統穩定落地。
其七,建設支撐“智能生產物流管控系統”的信息化系統:倉儲管理系統、質量追溯系統、數據採集與監控系統等,無縫對接貴陽萬江的ERP-SAP和MES,並建立管控中心,實現數據的可視化,提供智能輔助決策支持,形成基於工廠級的智能生產物流管控系統。
三、數字化工廠建成,效益數據明顯
目前,貴陽萬江基於項目管理的集倉儲、輸送、生產、成品庫於一體的物流裝備數字化工廠已建成,各項技術參數均已達到技術協議約定目標,已完成驗收交付。項目的建成將為企業的發展帶來不可估量的經濟效益和社會效益:
1.各智能設備協調作業,有條不紊的完成元器件入庫、分揀搬運、出庫、配送的整個流程,實現年生產能力達到電機由320萬套提升到600萬臺、刮臂總成1400萬件、後雨刮可從年產100萬套提升到200萬套,傳動總成520萬套,產值可由6.5億元提升到15億元,企業利潤預計由6600多萬元提升到1.5億元左右的需求。
2.智能料塔、智能貨櫃、智能貨架的密集化存儲使得元器件庫房的利用率提高15%以上。
3.自動導引車配合自動輸送線使得分揀效率提升50%。
4.自動化物流配送設備實現了物料、倉庫到產線的高度匹配,配送效率由原來人工操作的每天2次提升到每天10次以上。
5.智能料塔實現15秒內自動吞吐一次,大大提升元器件盤料的分揀效率,同時通過WMS(倉儲管理系統)與MES(生產製造系統)、ERP(企業資源管理系統)無縫銜接,實現物料的可追溯和訂單信息的零差錯。
6.底層至頂層數據傳輸週期:≤2秒;現場設備控制和指令響應時間:≤2秒;
7.尤其具有革命性的創新成果是:該系統與同日工業互聯網二級節點雲平臺對接,將企業內各生產線大量非標準化的標識實現與主流標識體系的對接,開展供應鏈管理、產品追溯、廠內高端物流裝備遠程維控等應用建設,實現標識解析系統的產業化落地。填補智能物流高端裝備運維健康管理工業互聯網平臺國內空白,實現廠內智慧物流系統設備全生命週期管理。
8.系統適應性強,運用業內領先的5G通訊、物聯網等新技術相結合,提高信息化水平,為數字化工廠的建設奠定了基石。
四、整合優勢資源,推進智能製造發展
該案例採用的綜合物流管控系統TRX能夠對離散製造業的車間物流設備進行軟硬件的無縫結合:從生產任務的綁定、下達,到工序的開始、緩存、結束等各環節,系統都進行精準的管控,實現自動搬運、輸送、採集、上報等功能;信息流方面,接口層實時、快速地傳遞系統間接口數據,執行層以自動採集和人工採集相結合的方式保證數據的完整性、及時性,完善了在製品庫存信息,使生產數據實時可循;另外進行數據安全加密保存,提供歷史生產數據反追蹤功能;完善了產品生命週期PLM的管理。
尤其突出的是該案例依託網絡通信、雲計算、大數據等方面的優勢資源和技術能力,通過連接同日工業互聯網二級節點標識解析平臺,與國家頂級節點對接,實現跨行業信息共享和數據沉澱,整合設備與設備間、設備與工廠間、各工廠之間以及供應鏈上下游企業間、企業與用戶間的信息資源;推動企業互聯網化進程,推動企業數字化改造建設,提升企業信息技術應用水平。
總體看來,該系統技術成熟、功能完備、信息化程度高,能有效地改善中國製造業面臨的產品質量低、生產週期長、經營成本高、管理效率低等諸多問題,徹底改變企業低端製造的形象,極具技術前瞻性和行業推廣價值。