智能制造规划

智能制造规划拟制：审核：批准：目录2................................ 需求分析4.2................ 子系统耦合关系分析4.3................ 工业大数据中心方案4.3.1.......... 工业大数据平台框架4.3.2.......... 工业大数据平台特点4.4........................ 现场层系统4.5.3............ 设备管理系统方案4.5.4................ PLM系统方案4.5.5................ 能耗管理系统4.5.6................ CRM系统方案4.5.7......... G IS+BIM构建虚拟车间阅读说明1.概述：简述背景和本案的基本内容；2.需求分析：主要描述现场调研情况及简要分析；3.企业信息化现状：描述企业现阶段的信息化系统及使用情况，作出简要分析；1.概述在工业4.0、互联网+以及大数据、机器人和人工智能等技术日趋成熟的背景下，智能工厂建设的可能性逐渐明朗。

根据目前的技术成熟度，当前制造业转型的现实也是实现智能的基础。

而数字化工厂建设最为核心的内容是数据平台的建设。

包括了数据的采集、传输、预处理、分类、规约、访问控制、相干性保证等诸多方面的内容；需要动用传感器技术、信号处理技术、数据通信技术、分布式计算技术、数据存储技术、软件技术、WEB技术等众多ICT领域的关键技术。

数据平台的建设是一个有意义而又有挑战的工作。

需要的数据类型、数量以及实现方法等。

4.软硬件部署设计：对系统部署实施阶段所需的软件和硬件环境做出规定。

2.需求分析2.1仓储调研情况：1.储藏类型有三种：器件、半成品（原材料）、成品2.所有三种类型的产品都存在外购和自产。

2.2生产调研情况：1.有11条产线，每条产线独立工作。

2.每条产线的生产情况由人工统计，在现场表现为小黑板展示，在后台为人工输入电脑。

3.华为专线生产线有MES系统，并配套扫码枪。

4.PCM部向生产部门下发总生产计划，生产部门根据实际产线情况制定排产计划。

5.PCM部下发的BOM清单会在生产部做一次比对，a)数据统计不准确，主要原因为扫码枪有时读取不到产品信息。

b)MES系统上线仓促，在流程和功能匹配度上存在问题。

2.3其他1.提供制造前端的物理量数据采集；如各类传感器数据。

2.提供制造前端各种设备（装备）的状态数据、过程数据和工艺数据等关心的数据采集（针对现3.企业信息化现状分析现状：1.具备五个系统，分别是：ERP（金蝶K3，12.3版）、OA（大通2015）、PLM（金蝶13.1版）、条形码系统、MES系统。

2.ERP系统上线于2007年，功能：a)供应链b)生产制造（生产计划、BOM清单、车间管理）c)财务结算d)基础数据（与PLM系统的BOM清单同步）b)物料信息、出入库单与ERP系统同步6.MES系统上线于2015年，功能：a)SMT管理（追溯物料，板卡与批次绑定）b)DIP（插件）追溯c)组测包（生产过程管控）d)库存发货管理e)物料信息、出入库单、BOM与ERP系统同步分析：1.所有系统以ERP系统为核心，其余系统与ERP系图-数字化制造系统架构图按照工业大数据平台构建数字系统的思路，数字化工厂的总体框架和子系统划分定义如下图所示：图-数字化工厂的总体框架上图给出了该车间可能用到的系统模块。

按照功能关系划分为三大部分，每一个部分的功能也稍作了细化。

4.数据中心各类数据库（关系、非关系数据库）网络服务器计算服务器3.数据网1.前端数据采集系统2.工业防火墙 1.前端数据采集系统2.工业防火墙 1.前端数据采集系统2.工业防火墙 1.前端数据采集系统2.工业防火墙…… …… 企业网其他应用系统（ME S 、E R P 、CR M 、P DM 、P LM 等）可回避的问题，因此安全隔离自然也成为必须要考虑的要素。

3. 数据网：指工业现场的各种传输协议，常见的有RS485、MODBUS 等总线形式，大多数采用通用的协议控制器连接即可，技术很成熟，不再赘述。

4.数据中心：数据中心的主要任务是:1）数据的存储2）数据计算3）数据请求服务响应。

在数字化工厂建设的背景下，要求各个业务端的数的接入到该平台上。

同时，也可以保证整个系统的功能可扩展性。

因此，这是一个可生长的平台。

2.引入工业防火墙。

在保证数据采集全面的情况下，兼顾设备运行的安全性。

制造型企业设备运行可靠性一旦受到威胁，其后果和损失十分巨大，因此必须仔细考虑前端的信息安全防护。

3.采用分布式计算架构。

有两层含义：1）采集前端部署计算资源，对现场数据采集所需的信号处理、协议封装、数据预处理或必要的实时处理3)产品原料来源4)产品数量5)产品质检结论6)产品生产时间戳数字化工厂生产数据的采集来源于四种：1)设备自读取：具备通信接口的设备有自带软件将产品生产信息导出，该数据的格式存在不确定性，可能需要规约之后放入系统数据库。

2)传感器采集：在生产关键节点加装传感器进行数4.4.1.3环境数据采集环境数据的采集有三种：1.无线传感模块无线传感模块集成了大量传感器，如：烟雾传感器、灰尘传感器、湿度传感器、温度传感器、热释电传感器、光线传感器、气体传感器等。

其通信方式采用WIFI、ZigBee、MQTT等，根据需要也可采用有线以太网通信的方式。

模块由嵌入式处理器控制，尺寸小巧，架设方征，对生物体无任何损害。

3)安全级别高：由于无法伪造，且提取的是生物体的内部特征，其总体安全级别是目前所有生物识别技术中安全级别最高的一种。

生物识别技术可用于车间出入人员管理，设备使用授权等，其授权记录也被纳入大数据平台中。

3.室内定位Position室内定位系统采用超宽带技术，对现场人员动行动轨迹进行记录。

其接入点可达上万个，障切换和易于管理的转换功能允许主数据库和备用数据库之间的快速角色转换，从而使主数据库因计划中和计划外的中断所导致的停机时间减到最少。

主备数据库可在两台服务器上分别布置，见下图：图-OracleDataGuard系统➢工业防火墙在工业现场，对智能设备的安全防护是必不可少的，在通信技术高速发展，设备智能化不断提高4.4.2.1总体架构完整的视觉检测系统主要由三部分构成：现场工作站、视觉算法层以及数据中心。

首先是现场工作站，它是视觉检测的一个关键环节，也是整个软件系统的基础。

现场工作站主要由一些光学设备及自动化运行系统构成。

光学系统一般包括工业相机、光源、棱镜等。

工业相机一般采用触发式，由检测平台发出的信号触发拍照。

自动化设备主要负责传送带运行和筛选环境，这部分可以根据实际千兆以太网或USB从相机中异步获取图片数据。

在实时性要求较高的场合，相机应根据需要慎重选择。

图片的分辨率、清晰度、物体在图中的大小、图像曝光度及图像的颜色通道等都应该被综合考虑，拍摄的照片应尽可能的减少图像算法的预处理工作量，以保证对运行时间的优化集中在软件层面，下图为LED视觉检测流程示意：图-LED视觉检测软件流程图软件将在现场终端上实现。

在收到图片信息后，向企业管理者和工艺人员提供产线状态报告。

4.4.2.3数据集成图-视觉系统在企业生态圈示意图机器视觉核心是视觉算法，而经过的复杂算法产出的珍贵数据应该被充分的利用起来。

将检测结果发给自动化设备完成视觉筛选是视觉系统的主要职责，但是这样并没有对产品出现残次的根源进行进一步的挖掘。

所以视觉算法产出的数据应当被放入企业数据中心，从中提取有用数据。

行准确的抓取和放置。

图-待测物体识别图-抓取位置获取引入机器视觉系统可以很好的解决这个问题。

机器人和工业相机的结合使整套系统形成了一个闭环网络。

无论待测件以什么姿态进入，工业相机和机械臂都可形成一条的反馈回路，实时追踪被测件的位置和姿态，从特定的位置抓起被测件并插入测试槽中。

即使有多个被测件进入，视觉系统也能从容应对。

如从图中可以看到，每个测试台被当做一个数据生产终端，通过互联网进行连接，构成测试互联网。

测试台之间通过通用的工业互联网协议实现数据交互，而每一个测试台内部则采用VISA（VirtualInstrumentSoftwareArchitecture）协议实现控制指令和数据交互，而支持的主要总线形式包括RS232、RS485、USB、GPIB、TCP/IP等。

系统的功能逻辑关系见下图：测试台1测试上位机及自动测试软件VIS A测试仪器温箱其他测试设备测试台2测试上位机及自动测试软件VIS A测试仪器温箱其他测试设备测试台n测试上位机及自动测试软件VIS A测试仪器温箱其他测试设备……交换机安全隔离数字化工厂数据平台测试数据库产品数据库其他数据库服务器图-测试互联网功能逻辑框图在数字化工厂的测试管理平台不能单纯的当做台的软件功能也不再只是实现简单的自动化测试和数据采集，而是应当把被测产品的信息、测试工具管理、测试数据管理、测试任务管理等功能进行融合，满足测试工作在数字化工厂运作方式中的要求。

本案的测试管理平台软件的主要功能有：1.测试任务管理功能：根据生产的需要，对指定型号的产品进行测试任务定义和下发，并跟踪测试过程，检查测试任务进展的状态。

2.被测产品信息管理：将被测产品与测试数据该软件同时提供测试设备的健康状态管理，以协助用户对测试设备进行维修、校准等维护。

5.测试数据管理：该软件以大数据架构的工业数据平台作为数据管理支撑，为用户提供数据的存储、查询、导出、计算等功能。

6.测试数据分析功能：为用户提供数据的常见统计、交叉、可视化等处理软件工具。

7.自动报表功能：自动生成用户需要的测试报告，并自动存入数据平台中，便于未来查阅和追5.以大数据架构的数据平台支撑测试数据的后处理，可以很方便的与工厂的数据平台进行对接和融合。

6.系统架构为开放式。

可以不影响原有系统工作的情况下自由的增加测试台或测试软件工具。

7.是一个以测试数据为核心设计的测试管理平台。

一开始的时候就是为测试数据的采集和利用设计的，数据的后处理功能和可扩展性好。

8.仪器驱动层为开放式设计。

可以很方便的添成后将返回测试结果，如果不通过则机械臂将其分配到残次品流水线，合格则分配到良品流水线。

在这期间产生的所有流程数据、测试数据都将被记录。

图-自动测试平台结构示意图采用工业机器人作为生产与自动测试平台间的桥梁，不仅可以提高效率，还为今后进一步升级改造打下了基础，其带来的优势主要有：1)快速、准确、高效；2)便于集成，提供以太网口，可与大数据平台及真空气泵，在对空气气体洁净度需求较高的场合，通常选用前者，当然也可以选用实验室级别的机械臂。

4.4.3.5测试自动化方案测试台的自动化主要通过两个渠道来实现：1.通过矩阵开关和适配器实现被测件和测试设备之间连线关系的自动化切换。