陳 洲
(福建星網(wǎng)銳捷通訊股份有限公司,福建 福州 350002)
小批量多品種生產(chǎn)的行業(yè)痛點(diǎn),需要通過兩化融合改造升級(jí),實(shí)現(xiàn)快速、精準(zhǔn)、穩(wěn)健的柔性化生產(chǎn)。
當(dāng)前電子制造行業(yè)客戶的多樣化、個(gè)性化需求涌現(xiàn),導(dǎo)致產(chǎn)品更新?lián)Q代加速,如何提升質(zhì)量,是我國(guó)在智能制造推進(jìn)過程中需要優(yōu)先解決的主要課題。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略的深入,行業(yè)客戶積極擁抱互聯(lián)網(wǎng),各種基于細(xì)分場(chǎng)景的應(yīng)用需求層出不窮,信息技術(shù)企業(yè)唯有自身先實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化,方能對(duì)客戶的場(chǎng)景化需求做出快速響應(yīng),保持市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。多品種、小批量、多品種小批量的生產(chǎn)模式,因?yàn)楫a(chǎn)品工藝上相差很大,檢測(cè)、裝配、包裝各個(gè)環(huán)節(jié)均有不同的作業(yè)要求,在自動(dòng)化裝備的導(dǎo)入方面,常常存在無法兼容的情況發(fā)生,因此造成設(shè)備的投入產(chǎn)出比不高,甚至?xí)霈F(xiàn)無法收回投資而造成導(dǎo)入計(jì)劃擱淺。
大型生產(chǎn)設(shè)備、自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備主要由國(guó)外進(jìn)口,系統(tǒng)閉塞,接口不開放,設(shè)備數(shù)據(jù)采集難度高,價(jià)格昂貴且存在供貨風(fēng)險(xiǎn)。
工業(yè)傳感器、數(shù)字伺服電機(jī)等關(guān)鍵技術(shù)是實(shí)現(xiàn)制造業(yè)機(jī)械化和數(shù)字化融合的關(guān)鍵,然而我國(guó)國(guó)產(chǎn)在工業(yè)關(guān)鍵元器件領(lǐng)域的研究落后,數(shù)字化、軟件化和網(wǎng)絡(luò)化程度偏低等多種因素是制約我國(guó)智能裝備功能和性能提升的重要瓶頸,重要領(lǐng)域關(guān)鍵生產(chǎn)裝備依賴國(guó)外使得我國(guó)智能裝備和智能制造的發(fā)展嚴(yán)重受制于人,制約了國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的提升。
制造企業(yè)存在信息孤島,設(shè)備狀態(tài)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)缺乏量化檢測(cè)和分析手段。
制造業(yè)企業(yè)內(nèi)部存在的信息孤島問題,導(dǎo)致存在管理信息孤島和業(yè)務(wù)無縫銜接孤島,主要存在以下三個(gè)方面的問題:
1)終端種類繁多,協(xié)議類型復(fù)雜,部署環(huán)境千差萬別,對(duì)終端性能要求高。
2)數(shù)據(jù)類型多樣難以融合、技術(shù)協(xié)議相對(duì)封閉難以互通。
3)新、老應(yīng)用間數(shù)據(jù)無法互通,部門間數(shù)據(jù)割裂,難以共享互通。
要進(jìn)一步提升整體效能,亟需解決企業(yè)內(nèi)部存在的信息孤島問題,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間互聯(lián)互通和信息共享。
智能化工廠建設(shè)是“十四五”時(shí)期新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)。新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)對(duì)整個(gè)制造過程提出了更高的質(zhì)量、效率、生產(chǎn)穩(wěn)定性等要求,而智能化工廠的建設(shè),在以下幾個(gè)方面可以得到較大發(fā)展。
1)高效靈活的生產(chǎn)模式:實(shí)施智能制造推動(dòng)企業(yè)從生產(chǎn)方式到管控模式的變革,使企業(yè)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化工藝流程,降低生產(chǎn)成本,促進(jìn)勞動(dòng)效率和生產(chǎn)效益的提升。
2)產(chǎn)業(yè)鏈有效協(xié)作與整合:推廣智能制造技術(shù)在裝備制造行業(yè)的應(yīng)用,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈在研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、制造等環(huán)節(jié)的無縫合作,為進(jìn)一步提高產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)作效率打下基礎(chǔ)。
3)新型生產(chǎn)服務(wù)型制造:實(shí)施智能制造促進(jìn)企業(yè)從生產(chǎn)型組織向服務(wù)型組織的轉(zhuǎn)變,通過運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等智能制造關(guān)鍵技術(shù),不斷催生遠(yuǎn)程運(yùn)維、智能云服務(wù)等新的商業(yè)模式和服務(wù)形態(tài),全面提升企業(yè)創(chuàng)新能力和服務(wù)能力。
4)協(xié)同開發(fā)和云制造:實(shí)現(xiàn)信息共享,整合企業(yè)間優(yōu)勢(shì)資源,在各產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)實(shí)施協(xié)同創(chuàng)新,推動(dòng)制造資源和制造能力的優(yōu)化配置,以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、提升產(chǎn)品質(zhì)量。
本項(xiàng)目在原有信息化、自動(dòng)化、智能化成果的基礎(chǔ)上,按照總體規(guī)劃、分步實(shí)施的原則,通過核心技術(shù)裝備應(yīng)用、關(guān)鍵短板裝備突破、工業(yè)軟件升級(jí)等,打造包括從SMT貼裝、檢測(cè)、裝配、PQC、打包、裝箱等環(huán)節(jié)的智能化應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)裝配、智能控制、智能檢測(cè)、智能物流。電子行業(yè)全流程軟硬件數(shù)智工廠解決方案如圖1所示。
圖1 電子行業(yè)全流程軟硬件數(shù)智工廠解決方案
總體建設(shè)情況分為智能化工廠和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)建設(shè)兩大部分。
星網(wǎng)銳捷采用“多品種、小批量”的定制模式,生產(chǎn)必然存在“備料煩瑣、頻繁切線”的特性,傳統(tǒng)模式原材料倉儲(chǔ)和配送屬于人員密集型,人為失誤率高,同時(shí)存在典型的換線和續(xù)料設(shè)備停機(jī)時(shí)間長(zhǎng),停機(jī)損耗大且影響交付速度。必須盡快建立強(qiáng)大的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化的產(chǎn)品全流程運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái),實(shí)現(xiàn)全資源要素在線管理、系統(tǒng)有序集成、多維度互聯(lián)互通、信息充分融合、企業(yè)內(nèi)外高效協(xié)同,以支撐公司行業(yè)客戶定制的新型業(yè)態(tài),持續(xù)擴(kuò)展公司的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和市場(chǎng)占有率。智能工廠總體設(shè)計(jì)圖如圖2所示。
圖2 智能化工廠總體設(shè)計(jì)圖
星網(wǎng)銳捷智能化工廠信息系統(tǒng)框架解決方案主要涵蓋了智能設(shè)計(jì)、智能運(yùn)營(yíng)、智能生產(chǎn)(T6 iAPS、T6 iWMS、T6 iMES、T6 eSOP、T6 iMCP、PLC/DNC/DCS、智能檢測(cè)與裝配裝配、智能物流與配送)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)(供應(yīng)云、倉儲(chǔ)云、生產(chǎn)云、設(shè)備云、追溯APP、決策APP等)集成等方面,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全過程智能化作業(yè)、設(shè)備監(jiān)控、質(zhì)量監(jiān)控、數(shù)據(jù)互聯(lián)互通與交互共享、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理智能決策支持、工廠內(nèi)外協(xié)同系統(tǒng)的互聯(lián)與集成應(yīng)用,供應(yīng)商、客戶、用戶等與企業(yè)的全產(chǎn)業(yè)鏈/全要素的價(jià)值鏈高度集成。智能化技術(shù)架構(gòu)圖如圖3所示。
圖3 智能化技術(shù)架構(gòu)圖
星網(wǎng)銳捷工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)是工業(yè)云平臺(tái)的延伸發(fā)展,其本質(zhì)是在傳統(tǒng)云平臺(tái)的基礎(chǔ)上疊加物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新興技術(shù),構(gòu)建基于海量數(shù)據(jù)采集、匯聚分析的更精準(zhǔn)、實(shí)時(shí)、高效的服務(wù)體系,支撐制造資源泛在連接、彈性供給、高效配置的工業(yè)云平臺(tái),包括邊緣、平臺(tái)(工業(yè)PaaS)、應(yīng)用三大核心層級(jí)。從平臺(tái)技術(shù)架構(gòu)上,主要分為:前端中心平臺(tái)、應(yīng)用服務(wù)中心、數(shù)據(jù)服務(wù)中心、安全監(jiān)控平臺(tái)等一系列產(chǎn)品和智能制造整體解決方案,打造企業(yè)智慧的引擎,為集團(tuán)內(nèi)各子公司事業(yè)部提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)平臺(tái),為網(wǎng)絡(luò)通信產(chǎn)品制造注入堅(jiān)強(qiáng)的動(dòng)力。公司已建立企業(yè)信息化系統(tǒng),均建立門戶網(wǎng)站、OA系統(tǒng)、企業(yè)郵箱、視頻會(huì)議等信息化系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)核心業(yè)務(wù)流程信息化覆蓋,PDM產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、ERP企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)、S6EC電子商務(wù)系統(tǒng)、T6iMES制造執(zhí)行系統(tǒng)、T6iWMS智能倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)、APP工藝工程系統(tǒng)、TMS貨運(yùn)管理系統(tǒng)、CRP產(chǎn)能管理系統(tǒng)、T6iAPS生產(chǎn)排程系統(tǒng)等均正常運(yùn)行,優(yōu)化并涵蓋了研發(fā)、生產(chǎn)供應(yīng)鏈(計(jì)劃、采購(gòu)、庫存、生產(chǎn)、銷售)、財(cái)務(wù)資金以及上游供應(yīng)商、下游代理商、承運(yùn)商等業(yè)務(wù),初步打造一個(gè)從產(chǎn)品研發(fā)、工藝工程到生產(chǎn)計(jì)劃、物料采購(gòu)、生產(chǎn)制造、銷售服務(wù)等為一體的“星網(wǎng)銳捷產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝及生產(chǎn)制造綜合集成應(yīng)用平臺(tái)”,整合上下游相關(guān)企業(yè)資源,事項(xiàng)上游供應(yīng)商與內(nèi)部供應(yīng)鏈跨企業(yè)間的有機(jī)協(xié)同的新型經(jīng)營(yíng)管理模式,全面提高了企業(yè)信息化管理能力。平臺(tái)技術(shù)架構(gòu)圖如圖4所示。
圖4 平臺(tái)技術(shù)架構(gòu)圖
星網(wǎng)銳捷工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)主要涵蓋雙核心交換機(jī)、虛擬化的核心網(wǎng)絡(luò),高可靠、針對(duì)虛擬化服務(wù)的智能感知策略自動(dòng)實(shí)時(shí)遷移的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò),分區(qū)塊、高安全、高性能的匯聚和接入網(wǎng)絡(luò),全覆蓋、依據(jù)業(yè)務(wù)不同的SSID、統(tǒng)一身份、統(tǒng)一管理的無線網(wǎng)絡(luò),多鏈路負(fù)載均衡、高安全防護(hù)、應(yīng)用識(shí)別、實(shí)名流控的出口網(wǎng)絡(luò),配以易用、易管理、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控、流程化的RIIL運(yùn)維系統(tǒng)。
在產(chǎn)品整機(jī)組裝工作中,緊固件的作業(yè)需要員工反復(fù)耗時(shí)操作,工作強(qiáng)度大,出錯(cuò)率高,是最容易造成產(chǎn)品不良的工序段之一。針對(duì)產(chǎn)品的螺絲鎖付,由工業(yè)機(jī)器人、工業(yè)相機(jī)、PLC、伺服控制器、傳送機(jī)構(gòu)、AI 視覺鎖螺絲軟件等部分組成 AI 智能螺絲鎖付系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)主板螺絲鎖付、外殼螺絲鎖付等的智能鎖付。AI視覺鎖螺絲設(shè)備如圖5所示。
圖5 AI視覺鎖螺絲設(shè)備
主要優(yōu)勢(shì)如下:
1)產(chǎn)品可以任意方向進(jìn)入作業(yè),無需軌道限位和導(dǎo)向,換線無需硬件調(diào)整,適應(yīng)多品種、小批量生產(chǎn)模式。
2)鎖付作業(yè)過程全程視覺糾偏,提高鎖付成率,同時(shí)在鎖付過程中監(jiān)控螺絲是否正常進(jìn)入螺絲孔,未進(jìn)孔時(shí)不啟動(dòng)鎖付,防止意外損壞產(chǎn)品,有效保證產(chǎn)品質(zhì)量。
3)鎖付過程中集成視覺內(nèi)觀檢測(cè),功能更強(qiáng)、效率更高。
4)設(shè)備系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化部署,對(duì)于任意一臺(tái)設(shè)備都可采集視覺圖像生成鎖付工藝,并在所有設(shè)備中共享,換線時(shí)間更少、現(xiàn)場(chǎng)效率更高。
5)設(shè)備開機(jī)智能自動(dòng)校準(zhǔn),無需人工干預(yù),降低設(shè)備維護(hù)難度。
實(shí)施成效:企業(yè)導(dǎo)入 AI 視覺無工裝螺絲鎖付及檢測(cè)系統(tǒng)后,在生產(chǎn)裝配環(huán)節(jié)可節(jié)省人力 4 人,同時(shí)效率提升 50%、產(chǎn)品優(yōu)化率 100%;產(chǎn)品檢測(cè)環(huán)節(jié)可省人力 6 人,同時(shí)生產(chǎn)效率提升 20%;每年可節(jié)省80 萬元生產(chǎn)投入;同時(shí)顯著提高產(chǎn)品裝配不良的攔截率,每年減少 20 起因裝配品質(zhì)產(chǎn)生異常投訴,每年減少因異常投訴而導(dǎo)致的損失 40 萬元,總體經(jīng)濟(jì)效益超過 120 萬元;同時(shí) AI 視覺無工裝螺絲鎖付及檢測(cè)系統(tǒng)更能適應(yīng)變化的市場(chǎng)、個(gè)性化的生產(chǎn)定制需求,更能滿足多品種、小批量的自動(dòng)化生產(chǎn)方式,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的靈活鎖付及檢測(cè),幫助制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)智能柔性生產(chǎn)。
智能倉儲(chǔ)系統(tǒng)是為制造業(yè)量身打造的一款標(biāo)準(zhǔn)化、智能化過程導(dǎo)向管理的倉庫管理系統(tǒng),滿足多組織、多倉庫、多貨主的集團(tuán)化管控及精益管理需求,應(yīng)用于原料倉、半成品倉、成品倉、線邊倉等業(yè)務(wù)場(chǎng)景。智能倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)與 ERP、PLM 等傳統(tǒng)的管理系統(tǒng)集成交互,充分考慮工藝需求、排產(chǎn)信息、質(zhì)量管理、設(shè)備管理、預(yù)警管理、人員績(jī)效、目視化看板等,輔以自主研發(fā)的自動(dòng)化設(shè)備或與其他智能設(shè)備接口執(zhí)行具體作業(yè),實(shí)現(xiàn)從供應(yīng)商來料、入庫、庫存管理、車間配發(fā)料到成品入庫,與 TMS 系統(tǒng)接口發(fā)貨,全流程的數(shù)字化、智能化、全局化的管控效果,并具備低投入、貫穿收貨、發(fā)料/貨、配送、退料/貨全流程管控、智能貨架亮燈引導(dǎo)式作業(yè)等特點(diǎn),達(dá)到靈活、高效、省人、省時(shí)、省空間等管理目標(biāo),有效解決傳統(tǒng)倉庫管理困擾,實(shí)現(xiàn)倉儲(chǔ)智能化管理。
實(shí)施成效:①倉儲(chǔ)人員縮減約30%;②備料效率提升約80%;③倉庫面積減少約40%;④備料方法、效率的提升,生產(chǎn)換線時(shí)間縮短約 25%以上,生產(chǎn)效率顯著提高。
通過以上數(shù)據(jù)對(duì)比,智能倉儲(chǔ)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)企業(yè)倉庫管理模式的變革,從傳統(tǒng)的依賴倉管人員經(jīng)驗(yàn)變成依靠準(zhǔn)確數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)精細(xì)化管理,使現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)在線化,倉庫透明化,有效提高公司運(yùn)作效率、提升管理水平,提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益,增強(qiáng)公司的整體競(jìng)爭(zhēng)力。特別對(duì)電子信息行業(yè),推廣空間大。
目前在制造業(yè)越來越重視工業(yè)制造的質(zhì)量和效率,AGV是制造現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸貨物的得力助手,可以節(jié)約成本、準(zhǔn)確度更高、穩(wěn)定性更好、安全性更強(qiáng),可以24小時(shí)不停歇工作,這不僅大大降低了人工成本,工作效率遠(yuǎn)比人工要高;還可保障員工作業(yè)安全,更大程度保障工人的工作安全性,提高車間物流配送實(shí)時(shí)性、流暢性和提升物流效率。自動(dòng)導(dǎo)引運(yùn)輸車(Automated Guided Vehicle,AGV)如圖6所示。
圖6 自動(dòng)導(dǎo)引運(yùn)輸車
實(shí)施成效:AGV 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng) 24 小時(shí)不停歇工作,保障員工作業(yè)安全,在生產(chǎn)物流方面實(shí)現(xiàn)無人化、智能化,配送流暢,物流效率提升,同時(shí)也推動(dòng)了各銜接系統(tǒng)的智能化改造,從而提升整個(gè)生產(chǎn)車間的自動(dòng)化、智能化水平。導(dǎo)入 5G 技術(shù)后,應(yīng)用更加廣泛。
項(xiàng)目實(shí)施后,最終實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率提升20%、運(yùn)營(yíng)成本降低20%、產(chǎn)品升級(jí)周期縮短30%、產(chǎn)品不良品率降低20%、單位產(chǎn)值能耗降低15%。
通過本項(xiàng)目的實(shí)施,星網(wǎng)銳捷將為客戶提供智能制造和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)整體解決方案,根據(jù)具體需求集成相關(guān)軟件和硬件產(chǎn)品,預(yù)計(jì)每年可以產(chǎn)生1 500萬元收入。
星網(wǎng)銳捷形成相關(guān)的智能制造和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)整體解決方案,推向市場(chǎng),助力“制造”轉(zhuǎn)型“智造”,服務(wù)廣大渴望趕搭智能制造“高速列車”的制造業(yè)企業(yè)。工業(yè)智慧物聯(lián)平臺(tái)將進(jìn)一步提升制造企業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)施、應(yīng)用能力,解決自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集的行業(yè)痛點(diǎn),解決行業(yè)共性問題,提升生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本,全面提高企業(yè)的盈利能力,特別對(duì)電子行業(yè)的制造企業(yè)將具有很好的借鑒和標(biāo)桿示范作用。
星網(wǎng)銳捷從“建平臺(tái)、用平臺(tái)、筑生態(tài)”三方面共同推進(jìn),加快智能制造和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)體系化升級(jí),打造了新模式的智能化示范工廠。
一是“建平臺(tái)”,星網(wǎng)銳捷通過研發(fā)相關(guān)軟件和硬件,打造一個(gè)適用于網(wǎng)絡(luò)通信產(chǎn)品智能制造領(lǐng)域的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了在該領(lǐng)域的深度兩化融合創(chuàng)新,推進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)通信產(chǎn)品智能制造領(lǐng)域的生產(chǎn)方式和產(chǎn)業(yè)形態(tài)創(chuàng)新變革。
二是“用平臺(tái)”,星網(wǎng)銳捷產(chǎn)品線比較多,涵蓋網(wǎng)絡(luò)通信、交換機(jī)、云計(jì)算終端(瘦客戶機(jī))、支付終端、桌面云、無線接入、寬帶接入、融合視訊、視頻信息應(yīng)用等各產(chǎn)品領(lǐng)域,星網(wǎng)銳捷將智能化工廠建設(shè)應(yīng)用于集團(tuán)所涉及產(chǎn)品及產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,摸索行業(yè)創(chuàng)新變革。
三是“筑生態(tài)”,星網(wǎng)銳捷發(fā)揮龍頭企業(yè)的帶頭作用,帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)深入智能化制造,推進(jìn)該領(lǐng)域行業(yè)的快速發(fā)展,支持建設(shè)平臺(tái)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與運(yùn)行分析系統(tǒng),為行業(yè)提供產(chǎn)品數(shù)據(jù)分析和監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)等服務(wù),催生行業(yè)綠色高速發(fā)展。