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基于工业互联网的吹塑设备生产管理解决方案

2019-01-28e-works

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本文为“2018年度中国两化融合暨智能制造应用领先暨最佳实践奖”参评案例。本次活动将评选出2018年度,为中国两化融合暨智能制造领域带来突出效益的最佳实践工程,全面介绍企业推进两化融合或者智能制造的步骤、重点与难点、获得效益等,分享建设过程中的经验,供广大制造业行业企业学习供鉴。

一、公司简介

    广东金明精机股份有限公司,成立于1987年,是一家集研发、设计、生产、销售、服务于一体的专业膜生产装备制造商和方案解决商,是国内高端塑料机械薄膜装备行业的龙头企业。公司所生产的薄膜吹塑设备、薄膜流延设备、薄膜拉伸设备广泛用于生产食品用的保鲜包装膜、军工用的枪械防锈包装膜、农业用的地膜和棚膜、医疗用的输液袋、垃圾填埋场、水利工程、高速公路和高速铁路防渗用的土工膜、石头纸等行业。

广东金明精机股份有限公司

图1 广东金明精机股份有限公司

    金明精机已成为国际领先的全系列薄膜装备供应商,作为中国塑料装备行业中的领军企业,亦应加快企业数字化转型步伐,实施技术创新驱动全面创新的发展战略,大力研发信息化、自动化产品线,将传统产业向中高端智能化产业升级,不断提升公司技术工艺、创新研发和延伸服务能力。

二、企业智能制造现状

    金明公司致力为客户打造品质优秀的产品。公司现拥有各种先进高精密加工设备100多台套,确保了每一零件加工的高精度和高可靠性,实现了薄膜装备生产的高度专业化。生产过程智能控制为核心,从薄膜成型到工艺配方、质量管理都通过自动化流程完成,实现智能生产。

    生产过程智能控制为核心,从薄膜成型到工艺配方、质量管理都通过自动化流程完成,实现智能生产。智能设备实现设备运行状态、工艺配方、产品质量之间闭环控制流程。智能车间内设备之间实现生产数据交换、协调、资源共享。生产流程可视化,生产环节实时透明管控,可通过手机等智能终端进行监控和远程管理,实现从生产订单到产品出厂全过程数字化智能管理。

    ●订单分析

    根据生产订单自动生成所需生产资料及成本分析报告,包括使用原料、生产工时、工价、水、电、气用量及成本估算,辅助材料消耗等信息,帮助生产管理者作出正确的决策。

    ●生产制造

    订单确认后,控制中心根据产品规格、数量、交货时间进行排产。根据各生产要素优先等级,以减少损耗、提高利润率为原则自动选择生产设备,自动排单,给出订单完成时间。

    ●物流管控

    生产过程中物流系统通过装卸机械手和AGV小车将薄膜产品运输到自动仓库。

    ●原料配送

    原料配给程序自动供料,按时准确把原料送到对应的生产设备。

三、参评智能制造项目详细情况介绍

    1.项目情况:

    金明精机构建工业互联网的吹塑设备生产管理平台,包含工业互联网的吹塑设备生产管理平台,构建基于工业互联网平台的管理系统;构建基于以太网的设备物联网络;使生产状况实时性更强,生产计划准确,提高设备利用率;实时、准确的设备状态监控;快速定位生产瓶颈,准确分析机床故障。

工业互联网的吹塑设备生产管理平台

图2 工业互联网的吹塑设备生产管理平台

    通过本项目的建设,实现车间数控加工设备的互联互通,实现联网数控设备状态在线监测和数据采集。

数据采集

图3 数据采集

    提供丰富、科学的的决策分析数据,为车间管理提供数据支持;为车间实现科学排产、无纸化生产管理、平衡设备生产负荷提供数据支持,以达到车间生产取代大量而繁多、易错的人力劳动;实现车间生产透明化,质量管理全面化、设备及管理数字化打下坚实的数字化基础。

    2.项目效果

    构建基于以太网的设备物联网网络

    本次实施的设备物联网设备物联网系统,改变以前数控机床的单机通讯方式,全面实现机床的集中管理与控制,实现数控机床的完全网络化管理;彻底消除设备信息孤岛。

    使生产状况实时性更强,生产计划准确,提高设备利用率。

    通过设备物联网系统的数据采集模块实时采集机床工作状态及生产任务信息,可实时获取机床的状态信息。为及时、准确制定和调整生产任务,合理安排机床作业提供决策依据,优化处理生产任务,提高数控机床有效工作时间,进而提高数控机床的利用率。

    实时、准确的设备状态监控

    通过准确、及时、客观、自动的机床生产信息反馈,实现生产过程的透明化管理。用一台(或多台)服务器同时监控车间所有联网设备的实时状态,以电子看板或电子地图的形式随时查看所有机床的开机状态、运行状态、故障状态等信息。实时获知每台机床的工件生产数量。

    快速定位生产瓶颈,准确分析机床故障

    通过对所有机床的实时监控与数据采集,可快速、及时地发现机床停机等问题;通过真实的海量数据分析功能,可快速定位生产瓶颈,并找出最合理的应对措施,从而最大程度地提升机床的有效利用率。

    针对离散型制造信息化管理难度大的问题,通过工业互联网应用,实现信息化网络一网到底,解决了生产设备数据与ERP之间的信息断层问题,达到生产设备数据直接联网,实时、准确采集生产过程状态。

    全面实现生产设备的集中网络化管理与控制,为生产制造过程提供丰富、科学的决策分析数据,为车间实现科学排产、无纸化生产管理、平衡设备生产负荷提供数据支持,以达到车间生产取代大量而繁多、易错的人力劳动。

    以设备为主体,逐步实现生产,质量工艺的全方位提升,专家知识库保存故障现场,积累历史特征,形成专家知识库和故障特征库;根据日历制定维护任务实现计划性&预测性维修;状态监测实现关键指标数据的采集和监控;基于历史数据构建健康模型,对当前健康进行评估;对出现的故障,基于专家库进行自动诊断,推荐维护策略基于历史数据对性能和故障进行预测。

    平台总体架构

    通过对业务需求的分析,系统平台设计时充分考虑多种数据源并存的特性,以及业务数据逻辑复杂性,系统架构包括数据采集区、实时数据处理区、数据仓库区和应用访问区等各个系统功能区,能实现并满足的需求。

    (1)IaaS层:指智能服务平台的硬件服务器、网络以及计算资源,包括本地私有云和远程公有云;“工厂端”可采用提供OpenStack、CloudStack、Zstack和VMWare等私有云部署;“装备端”可采用华为云、阿里云、青云、AWS、Azure等远程公有云。

    (2)NeuSeer工业大数据平台:负责分布式数据存储、支持各种数据服务,提供数据清洗、转换、加载等自动化数据处理能力。

    (3)NeuSeer云应用开发平台:负责多语言代码运行时;应用构建和部署;持续集成,持续部署,服务绑定,弹性扩缩。

    (4)应用开发框架:提供设备管理、远程监控、智能分析、报表统计开发框架。

    (5)业务运行和应用创新主要是指薄膜数字化工厂综合管控和薄膜装备远程运维与服务系统。

    APP移动客户端功能

    移动客户端主要提供设备档案查询与测点管理。

全周期贯通

图4 全周期贯通

    3.效益分析:

    工业互联网平台项目的实施,构建了安全可信的企业级工业互联网,集成异构网络,消除信息孤岛,实现OT与IT贯通、边缘计算与云计算融合。工业云大数据服务平台的应用,实现专业的APP应用,机床类设备智能监控与诊断,设备机床KPI考核。装备、软件、信息安全等方面进行了系统端到端集成,实现生产线全过程的数字化驱动;实现工厂布局数字化建模和工艺仿真优化。

责任编辑:程玥
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