智能自動化組裝生產(chǎn)線建設(shè)案例
智能工廠建設(shè)不是純軟件的事情，其基礎(chǔ)是兩化融合，以機器人技術(shù)為代表的新一代自動化設(shè)備和產(chǎn)線作為生產(chǎn)運行的載體，發(fā)揮著重要且不可替代的作用，可以說沒有自動化建設(shè)發(fā)揮工業(yè)骨骼的作用，作為工業(yè)神經(jīng)的信息技術(shù)很難發(fā)揮出百分百作用。
一、項目背景
5G技術(shù)的高速發(fā)展，其配套硬件設(shè)備的需求也隨著快速上升，Z企業(yè)作為國內(nèi)通信設(shè)備領(lǐng)域的巨頭，緊跟國家政策步伐，在某省會城市新建規(guī)模宏大的5G配套設(shè)備生產(chǎn)中心。精易會作為軟件服務(wù)商與T自動化設(shè)備和產(chǎn)線建設(shè)服務(wù)商共同為Z企業(yè)提供多條智能自動化產(chǎn)線的建設(shè)服務(wù)。
l Z企業(yè)的智能自動化產(chǎn)線主要包括：組裝車間和包裝車間。
l A企業(yè)主要有以下生產(chǎn)相關(guān)的信息管理系統(tǒng)：SAP ERP、MES。
l A企業(yè)的生產(chǎn)組織形式：MTO（manufactory to order）按單生產(chǎn)，對供應(yīng)鏈系統(tǒng)和物流運輸系統(tǒng)有很高的要求。??
二、項目需求
通過T-MES系統(tǒng)作為自動化產(chǎn)線上位機系統(tǒng)的支持，建立起透明、實時、受控、管理有效的智能化產(chǎn)線級別MES管理系統(tǒng)，同時擔(dān)任信息流中樞，打通與工廠級別MES以及產(chǎn)線DCS控制管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)實時交互與指令協(xié)調(diào)任務(wù)。支持企業(yè)智能控制中心設(shè)計的實現(xiàn)。在具體的產(chǎn)線上包含自動化和半自動組裝線、包裝線、時間預(yù)警、管理報表、管理看板等控制與分析功能。
三、項目設(shè)計
項目方案設(shè)計與傳統(tǒng)的離散型和流程型制造業(yè)涉及的偏軟件的WMS、MES、QMS等設(shè)計有很大不同，主要體現(xiàn)在架構(gòu)、交互方式、思考方式、自動化和信息化的合作方式、技術(shù)要點等部分。以服務(wù)于企業(yè)戰(zhàn)略部署為最高準(zhǔn)則，確保滿足設(shè)計要求，篩選在未來一定時間內(nèi)具有領(lǐng)先型的自動化和信息化技術(shù)，形成設(shè)計方案。（自動化設(shè)計部分方案不在此次復(fù)盤中分享）
工廠級別MES、T-MES、自動化生產(chǎn)線三層信息交互的關(guān)系如上圖所示。縱向交互上通下達的同時，還要保證組裝車間MES與包裝車間MES之間的信息實時穩(wěn)定交互。交互包括不限于生產(chǎn)計劃、工單信息、物料信息、節(jié)拍信息、報工信息等等。
方案設(shè)計采用經(jīng)典的MES與PLC交互方式，如上圖所示，在此次方案中使用的技術(shù)包括了CCD、OPC UA、邊緣計算等，如何在毫秒的時間間隙內(nèi)完成工廠級MES與PLC的交互，同時獲取PLC動作完成或異常的信號，在返回給工廠級MES，同時獲取下一個工作指令，形成一個循環(huán)，看似簡單的邏輯，對T-MES方案設(shè)計同事的思維和經(jīng)驗都要較高的要求。
通過上述簡要的敘述，相信大家可以看出來，T-MES系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵點和技術(shù)要點。一言以蔽之，多方協(xié)同、邊緣計算、信息中樞。
在自動化方案設(shè)計初步完成的基礎(chǔ)上T-MES系統(tǒng)加入?yún)f(xié)同設(shè)計，逐步的確認(rèn)每一個工站的信息，如上圖所示，確保每一個動作都師出有名、有始有終。
四、項目實施
如上所述在項目方案設(shè)計階段，在設(shè)計上與傳統(tǒng)系統(tǒng)有很大的區(qū)別，理所當(dāng)然在實施階段相較于傳統(tǒng)系統(tǒng)必然也有很大的不同，可以說整個項目管理方式都有很大的不同，在此不做詳述。
在多方同仁高效的協(xié)作下，二個月內(nèi)完成了從現(xiàn)場安裝、測試、協(xié)調(diào)、微調(diào)和上線部署、逐步驗收的工作。項目實施的過程，相較于傳統(tǒng)MES系統(tǒng)有很更多的不確定。發(fā)生頻率最高是自動化設(shè)計變更。
檢驗智能自動化產(chǎn)線建設(shè)成果的一個重要指標(biāo)是生產(chǎn)過程中異常處理的方式和能力。
目前的產(chǎn)線和系統(tǒng)在設(shè)計之初就可以滿足混流生產(chǎn)、SMED等條件，因此異常監(jiān)控、發(fā)現(xiàn)、提報、處理、反饋的能力尤其重要。我們的處理經(jīng)驗如下圖供參考：
產(chǎn)線管理看板是監(jiān)控智能自動化產(chǎn)線運行的可視化的有效工具，能實時反應(yīng)產(chǎn)線作業(yè)運行的實時狀態(tài)，是生產(chǎn)現(xiàn)場信息化的重要展示手段，看板內(nèi)容包括：標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)能、累計達成生產(chǎn)數(shù)量、計劃數(shù)量、稼動率、設(shè)備狀態(tài)、異常信息提醒、隨時間推移的參數(shù)統(tǒng)計信息等。
五、項目收益
T-MES的項目收益衡量相較于之前介紹的傳統(tǒng)軟件的方式也有很大的不同，主要體現(xiàn)在T-MES軟件的ROI計算，依賴于自動化產(chǎn)線的整體投入成本核算，以整條產(chǎn)線的最終ROI指標(biāo)作為核算結(jié)果，一般不單獨計算。下圖依舊使用與全生命周期過程。
以上簡要的敘述一個典型的5G主機裝配工廠，其組裝、包裝車間智能自動化生產(chǎn)產(chǎn)線的建設(shè)案例，著重介紹T-MES系統(tǒng)從設(shè)計、開發(fā)、實施、驗收、收益計算的簡要流程，已經(jīng)過程中使用的方法和遇到的一些問題。篇幅有限，很多細節(jié)未能詳盡，歡迎留言交流！
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