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全价值链系统集成与网络建设实践

2022-01-08闫广军

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公司通过系统集成,打通空调系统产品制造从计划层、控制层到设备层的数据链,实现制造全流程资源要素信息交互,设备、物料、人员等资源通过现场网络进行动态配置,实现工厂的智能生产。
       某公司于2018年启动流程信息化变革,对公司的业务流程进行优化和创新、核心能力和组织运营效率进行提升。经过近三年的信息化发展,公司在信息化建设方面取得了长足的进步,已应用ERP系统、PLM系统、OA系统等多个信息化系统,并实现从研发、采购、生产、质量、交付到企业经营管理等环节的信息化。公司具备了自主数据集成条件,通过不断地探索与实践,各系统之间可初步实现数据通讯与数据互交。

       为了全面提升各业务流程与应用系统之间的高度集成与协同,某公司在开展智能工厂建设过程中以PLM为信息为核心技术数据,其中PLM与ERP双向集成主要包括设计信息与物料信息;PLM与MES单向集成主要包括工艺信息;ERP与MES集成主要包括生产订单与产成品入库。MES和仓储物流的集成实现物料实时追踪和预警,将物料信息与ERP的供应商管理系统进行信息共享;PLM将产品的工艺路线、参数等信息与MES进行互通,进行换型、物料、工艺等生产准备。

1.PLM与ERP的集成

       公司PLM系统与ERP系统已经实现基础数据集成,并初步实现了PLM产品研发物料信息和BOM自动传递至ERP,从PLM系统可直接抓取产品物料的ERP库存、价格和供应商等信息,实现了设计、工艺、和企业生产资源的共享。

PLM与ERP系统总体集成信息范围

PLM与ERP系统总体集成信息范围

       PLM系统定义何时抛出数据,由PLM集成接口将抛出的数据按照PLM与ERP约定的方式,写入中间表中;ERP系统定义何时接收数据,由ERP集成接口程序,从中间表读取所需的数据,写入ERP系统中,并返回ERP处理的结果和部分业务数据到中间表;PLM集成接口定义何时抓取ERP的处理结果和所需的业务数据,并将数据更新到PLM中;中间表是PLM和ERP进行集成时,系统之间进行数据传递的临时储存区,建在中间数据库中。

PLM与ERP系统总体集成架构

PLM与ERP系统总体集成架构

       通过PLM和ERP集成整合企业现有的数据资源,实现产品设计、制造等生产信息和生产销售、库存、供应、财务以及供应商、仓储、信息的有效管理,优化企业资源配置,使企业设计、工艺、物流、和采购等部门实现信息共享。

2.PLM与CAx系统集成

       公司现已实现PLM与CAx之间的集成,实现了设计单位的将线下的设计数据通过PLM系统进行数据上传、电子签审、产品变更、EBOM/MBOM和工艺路线的集中管控等信息化智能设计。

       根据公司产品业务需求,将逐步推进PLM系统和CAx数据的深度集成,其集成关系可以分为三个层次:应用封装、接口交换和紧密集成。

PLM系统集成框架

PLM系统集成框架

3.ERP与MES集成

       公司现已打通制造环节与公司上游业务的信息衔接,主要通过ERP与MES集成方式实现功能如下:

       ●原材料库和成品库的管理由ERP系统进行,MES通过数据接口自动与ERP进行数据交换;

       ●MES与ERP需要进行数据交互单据包括:原材料出库单和入库单、成品出库单和入库单;

       ●MES通过接口系统可以自动获取产品的BOM信息;

       在ERP和MES中都有质量管控要求,其中ERP需要原材料及产成品的检验结果,而MES需要输出生产过程中的质量数据。MES系统智能采集质量数据,实现了过程质量控制协同监控,保证质量业务连续可控。通过ERP质量管理对质量信息数据进行挖掘分析,发现生产、采购中的质量问题,采取针对性手段,持续提高产品质量。

4.现场装备与装备集成

       基于PLC可编程控制的装备与装备集成,可降低劳动强度、提高工作效率、提升产品质量。

豫新公司装备与装备集成框架

豫新公司装备与装备集成框架

5.智能工厂网络架构

       工业网络框架参考如下所示:

智能工厂工业网络框架

智能工厂工业网络框架

       针对智能工厂建设的需求,可以建设车间工业以太网保障公司智能工厂数据传输和交互;工业以太网主以核心交换机为基础,连接各子网络和系统,保证了网络的通畅。主干网配置具有管理功能的三层交换机。现场所有的智能设备与生产线主控PLC,同时还包括视频设备、车间终端、车间显示装置通过主干交换机接入车间环形以太网。车间级的生产指挥中心、数据采集服务器、设备监控系统、能源管理系统、视频监控系统也将通过主干交换机接入。底层的现场总线主要是将生产现场底层的未接入的设备以及主控PLC与从站PLC进行连接,还包括RFID控制器、传感器、报警灯、扫描枪、窄带物联网等元器件,底层设备现场总线技术采用Profibus、Profinet、Modbus等主流技术。

结语

       该公司通过系统集成,打通空调系统产品制造从计划层、控制层到设备层的数据链,实现制造全流程资源要素信息交互,设备、物料、人员等资源通过现场网络进行动态配置,实现工厂的智能生产。
 
责任编辑:程玥
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