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1、第第11章章典型制造系统案例分析典型制造系统案例分析智能制造系统与决策智能制造系统与决策提提 纲纲汽车行业典型零部件汽车行业典型零部件智能车间案例智能车间案例2 21 1航空发动机典型零部件航空发动机典型零部件智能制造车间案例智能制造车间案例1.1.汽车行业典型零部件智能车间案例汽车行业典型零部件智能车间案例汽车行业典型零部件智能车间的建设是以MES系统为主线，借助AGV小车、SCADA系统、Andon系统等设备或者技术，实现智能化生产。nMESMES系统系统在汽车制造企业实施MES，需解决以下共性需求：总装上线顺序及各车间的生产计划生产过程实时数据采集和生产现场的透明化管控物流过程的精益化管
2、理生产现场无纸化和可视化1.1.汽车行业典型零部件智能车间案例汽车行业典型零部件智能车间案例p陕重汽陕重汽MESMES应用案例应用案例陕重汽MES系统制定流程与功能 以计划监控物料为主线，结合整车关键件质量数据采集功能将车间内外的主体业务贯穿起来，主要功能包括：生产计划与控制（民品、军品、试制、配件、专项改制等类）总装上线序列质量监控（关键件与VIN匹配）数据采集（车身厂、车架厂和总装厂）在制品跟踪缓冲区库存管理（车架缓冲区和驾驶室缓冲区）物料管理（物料接收和物料需求发布）统计与报表1.1.汽车行业典型零部件智能车间案例汽车行业典型零部件智能车间案例陕重汽MES应用实施内容生产计划与控制采用高
3、级计划排程技术，形成整车装配到车身、车架等子公司及零部件的协同计划排产模式，对无法自产的零部件自动生成对应的外协计划，实现了跨系统、多层级计划级联调整。具体功能包括：订单管理生产计划编制上线顺序排序上线计划发布外协计划计划调整计划看板等等1.1.汽车行业典型零部件智能车间案例汽车行业典型零部件智能车间案例物流管控和在制品跟踪根据总装上线顺序和BOM发布物料需求，实现物料配送和物料跟踪管理；通过对车架、车身厂缓冲区、第三方物流公司仓库的实时监控，实现以整车装配拉动物流执行过程；支持整车装配过程中对车身、车架库位的自动指导，实现车身、车架的按需接收和出库；通过RFID、条码等手段实现总装线上在制品
4、进度的跟踪。1.1.汽车行业典型零部件智能车间案例汽车行业典型零部件智能车间案例实时数据采集与监控包括实时信息采集与处理平台构建、缓冲区实时信息采集等，并通过移动终端对各种主要零部件质量数据进行采集，对现场质量异常数据进行实时反馈与目视化提醒，以完整的电子质量档案替代原有的纸质档案，生产状况通过可视化看板的形式进行展示,实现对生产过程的可视化监控。1.1.汽车行业典型零部件智能车间案例汽车行业典型零部件智能车间案例江淮汽车乘用车三厂MES应用实施内容 计划模块根据优先级、工作中心能力、设备能力、均衡生产等对工序级、设备级的作业计划进行调度。基于有限能力的调度并通过考虑生产中的交错、重叠和并行操
5、作来准确地计算工序的开工时间、完工时间、准备时间、排队时间以及移动时间。p江淮汽车乘用车三厂江淮汽车乘用车三厂MESMES应用案例应用案例1.1.汽车行业典型零部件智能车间案例汽车行业典型零部件智能车间案例精益物流执行模块运用JIT理论，建立起覆盖装配生产、仓储、物流配送的全方位生产运作体系，搭建MDS，降低了WIP库存，减少MCT周期；同时与ANDON、AVG系统集成，实现智能化拣货、配送和AVG小车自动送料。质量管理模块基于全面质量管理，采用PDCA动态循环理论，研发了质量数据采集终端，实现了车辆生产过程中缺陷数据快速采集，直方图、关联图目视化分析，多角度报表统计等功能；通过条码扫描、扫码
6、枪导入导出等多种类多场景的方式达到了安全件防错追溯的效果。1.1.汽车行业典型零部件智能车间案例汽车行业典型零部件智能车间案例AVG小车工作流程：当有班组需要物料时，装配线上的物料员就会报单给立体仓库，配送系统会根据班组提供的信息，迅速找到放置该物料的容器，并向AGV发出取货指令。AGV小车在接到取货指令后，自动行驶至立体仓库取货。取完货后，AGV小车通过布置在地面的RFID标签进行导引，从而在厂区内实现AGV小车的自动运动。AVG小车优势：工作效率高 现近乎24小时的满负荷作业，具有人工作业无法比拟的优势成本费用较低 少人化、无人化的工业转型升级优势日益明显节省管理精力 可有效规避管理上的风
7、险，特别是近年来频现的用工荒现象nAVGAVG小车小车1.1.汽车行业典型零部件智能车间案例汽车行业典型零部件智能车间案例可靠性高 导引路径和速度明确，定位停车精准，可对物料进行跟踪监控避免产品损坏 大大减少叉车工技术失误或者野蛮操作对产品本身及包装箱的损伤风险较好的柔性和系统拓展性 AGV控制系统可允许最大限度地更改路径规划，AGV系统可作为众多工艺连接的纽带成熟的控制系统管制 AGV系统可控制规划小车运行路线，分配小车任务，对小车运行路线进行交通管理安全性高 多级硬件、软件的安全措施，保证运行过程中自身安全、现场人员及各类设备的安全1.1.汽车行业典型零部件智能车间案例汽车行业典型零部件智
8、能车间案例企业通过SCADA系统，实现对设备、人员以及生产线相关数据的实时采集与监控，进行相应的数据分析，发现问题并及时改善，不断对产线进行优化。主要由三部分组成：主站端通讯前置系统，实时数据库系统，工程师工作站，生产调度工作站，各种监控工作站，历史数据库服务器，WEB服务器，上层应用工作站通讯系统 有线、无线以及网络通讯远程终端单元 完成数据采集、协议处理，及各种智能电子设备（IED）的接口和协议转换工作nSCADSCAD系统系统1.1.汽车行业典型零部件智能车间案例汽车行业典型零部件智能车间案例Andon系统是实现及时(JIT)生产的一个核心管理工具，可对生产线问题快速响应，采集生产岗位、
9、设备、品质、物料信息，实时记录生产管理过程中产生的基础数据，实现生产线上的实时无线呼叫、无线调度和可视化管理。主要包括四个功能模块。nAndonAndon系统系统2.2.航空发动机典型零部件智能制造车间案例航空发动机典型零部件智能制造车间案例多品种、小批量生产，企业运作管理的复杂度、困难度增加零部件数量多、配套关系复杂，对部件和产品配套的齐套性要求高协作生产中上游生产单位的零部件及时交付对下游生产单位影响大零部件类别多，涉及多个生产环节，加工周期长专用工装、刀具、量具的加工进度零部件原材料、在制品库存占用资金普遍较大n航空发动机产品及其生产特点航空发动机产品及其生产特点n机匣产品及其工艺特点分
10、析机匣产品及其工艺特点分析零件的变形控制精密尺寸的测量难度多组孔之间孔位置度的保证异种合金焊接难度2.2.航空发动机典型零部件智能制造车间案例航空发动机典型零部件智能制造车间案例技术准备阶段工艺设计方面 生产准备期较长，缺乏工艺知识的管理与重用，信息传递质量与效率很低工装设计方面 三维设计还未全面应用，串行设计模式数控程序编制方面 编制周期较长，代码的管理混乱，数控加工仿真技术还未正式纳入到工艺设计流程技术资料管理方面 技术资料管理信息不详尽，缺乏预警机制，查找、追溯受限，存在资料丢失、泄密隐患。n西航公司机匣车间的管理现状及存在问题西航公司机匣车间的管理现状及存在问题2.2.航空发动机典型零
11、部件智能制造车间案例航空发动机典型零部件智能制造车间案例制造执行阶段存在的主要问题计划管理缺乏准确的经验数据支撑，缺乏柔性，均衡性差工具管理相对粗放生产现场质量数据的采集主要以手工采集为主生产状态监控缺乏科学有效的手段生产成本缺乏控制车间各部门信息局部、分散针对机匣车间存在的上述问题，西航公司提出从生产组织方式和信息化支撑技术两方面进行变革。在生产组织方式改进方面，将优良制造中心这种新型车间组织方式引进来；在信息化支撑技术方面，实施以信息化、数字化为特征的智能制造工程。2.2.航空发动机典型零部件智能制造车间案例航空发动机典型零部件智能制造车间案例优良制造中心(Center Of Excell
12、ence,COE)是一种全新的车间生产组织方式，它将企业中的多产品、多机种生产线，按照零部件对象进行划分，并与企业技术、生产、工艺、质量等部门协调发展，形成企业内相对独立又不孤立存在的制造单元。n机匣机匣COECOE生产组织方式及运作流程生产组织方式及运作流程2.2.航空发动机典型零部件智能制造车间案例航空发动机典型零部件智能制造车间案例机匣COE内外部业务逻辑关系2.2.航空发动机典型零部件智能制造车间案例航空发动机典型零部件智能制造车间案例n机匣机匣COECOE实施智能制造的主要内容实施智能制造的主要内容技术准备阶段的主要实施内容数字化工艺设计系统，数字化工装设计系统，数控编程与仿真系统，
13、试切件质量分析西航公司机匣COE在具体实施智能制造工程时以技术准备、生产过程仿真、制造执行三个阶段为主要抓手。2.2.航空发动机典型零部件智能制造车间案例航空发动机典型零部件智能制造车间案例各系统通过基于PDM的CAD/CAPP/CAM工具集成、信息共享完成产品上线生产前的技术准备工作2.2.航空发动机典型零部件智能制造车间案例航空发动机典型零部件智能制造车间案例 制造执行阶段的主要实施内容制造执行系统（MES），现场数据采集，质量管理系统生产过程仿真阶段的主要实施内容生产现场仿真，生产线运行仿真2.2.航空发动机典型零部件智能制造车间案例航空发动机典型零部件智能制造车间案例n机匣机匣COEC
14、OE实施智能制造的技术支撑体系实施智能制造的技术支撑体系2.2.航空发动机典型零部件智能制造车间案例航空发动机典型零部件智能制造车间案例月/周/日三级计划调度驱动下的机匣MES运作流程面向车间层的工序月作业计划，面向制造单元级的工序周作业计划，面向班组的工序日作业计划n机匣机匣MESMES软件的设计及实施软件的设计及实施2.2.航空发动机典型零部件智能制造车间案例航空发动机典型零部件智能制造车间案例机匣MES的系统功能及外部信息集成分析等生产过程的一条龙管理，同时提供与西航公司的ERP、PDM，以及生产准备、物资供应、中央成品库等部门的信息集成接口整个系统以零件号为龙头，实现了零件任务接收、计
15、划下达、投料控制、工装准备、工序加工、在制品流转、成品入库、统计2.2.航空发动机典型零部件智能制造车间案例航空发动机典型零部件智能制造车间案例机匣MES的三级计划拉动生产准备模式机匣MES的工序作业计划编制方法基于工序时差的排序规则方法依据工序时差值的大小来对所有等待加工的工序进行优先级排序，依据该优先级先后顺序安排加工2.2.航空发动机典型零部件智能制造车间案例航空发动机典型零部件智能制造车间案例在编制日工序作业计划时，还需要考虑：车间月份作业计划书，工艺路线，工序加工周期，设备能力，工装、材料、设备等的准备情况，在制品数量和日加工进度，单台设备排产，设备加班情况，采用人机交互方法解决现场
16、突发情况等因素。某零组件工序时差=零组件完工交货期-当前日期-零组件待加工工序周期之和即：工序时差=剩余时间-剩余工作量2.2.航空发动机典型零部件智能制造车间案例航空发动机典型零部件智能制造车间案例机匣MES软件的实施应用效果机匣MES在2010年正式上线以来，以上述三级计划拉动生产准备并行化为主线，管理范围涵盖机匣COE所有科室和单元，而且将信息流延伸至生产现场的设备端，由此将一线的操作工人和加工设备纳入到整个COE的信息化框架内，从而实现了全科室、全单元、全人员的信息化全覆盖。同时，机匣MES与西航公司的PDM、ERP两大信息平台实现了无缝集成。机匣MES软件的实施应用效果机匣MES的实际应用场景2.2.航空发动机典型零部件智能制造车间案例航空发动机典型零部件智能制造车间案例机匣某关重件的月工序作业计划编制结果2.2.航空发动机典型零部件智能制造车间案例航空发动机典型零部件智能制造车间案例某段时间内的设备任务负荷情况机匣零件及其在制品监控2.2.航空发动机典型零部件智能制造车间案例航空发动机典型零部件智能制造车间案例工序作业计划执行情况监控工序作业计划执行情况监控2.2.航空发动机典型零部件智能制造车间案例航空发动机典型零部件智能制造车间案例机匣COE主要设备运行状态监控谢谢观看！谢谢观看！