智能制造探索与实践(三):试点示范项目汇编(电子信息行业卷)
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二、项目主要实施内容

(一)项目实施的主要内容

亨通光电将建成统一的覆盖全业务流程的基础设施管理平台及信息化系统,实现各部门间信息化管理系统的无缝连接,并实现从研发设计—生产制造—物流发货—终端服务全业务流程的智能化建设,提升运营效率,使运营成本最优化。

如图 3-1 所示为亨通光电智能工厂模型设计示意图。

图 3-1 亨通光电智能工厂模型设计示意图

图 3-1 亨通光电智能工厂模型设计示意图

如图 3-2 所示为亨通光电光缆工厂流程示意图。

图 3-2 亨通光电光缆工厂流程示意图

图 3-2 亨通光电光缆工厂流程示意图

(二)项目采取的主要措施

1.建设覆盖全业务流程的基础设施管理平台及信息化系统(见图 3-3)

(1)在订单管理方面,将工业大数据与客户关系管理(CRM)系统端口对接,实现数据共享,销售人员与客户可通过 CRM 系统实现在线查询、在 线下单,实时了解产品生产情况。

图 3-3 亨通光电全业务流程管理

图 3-3 亨通光电全业务流程管理

(2)在产品研发方面,亨通光电与南京邮电大学合作开发光缆仿真设计系统,通过工业大数据导入,对下单产品实现在线建模、成本预算、产品性能指标显示等效果。

(3)在生产计划方面,在线下单的产品通过先进排产系统(APS)部署,可实现各生产机台智能、高效、准确的排产,系统正式上线使用后,可大大提高排产的合理性、减少计划人员配置,提高排产效率。

(4)在生产执行方面,亨通光电研发并引入业界领先的高级自动化生产设备,融合智能化理念对设备进行改造与升级,结合自动物流系统,将企业内部半成品及成品实现自动输送。此外,通过 RFID 电子标签进行串联,使传输线或 AGV 搬运小车具有产品信息读取功能,实现半成品在工序间的自动配送,使机械手与传输线集成信息采集功能,实现成品的自动码垛、打包与配送及自动仓储,最终实现制品物料流与数据流的同步传递,从而加快物料流转。亨通光电以自主研发综合运营管理平台(IGRP)为核心,将公司的制造执行系统(MES)与 CRM、SAP 订单数据对接,系统前期规划生产计划排程、生产过程执行、仓储管理、质量检测、出入库管理五大模块,后期系统将对接APS模块,直接将生产计划自动转换为生产命令下达到机台。与此同时,系统还将对接供应商管理系统(SRM),通过SRM、SAP、IGRP等系统的综合集成应用,建立供应链产品上下游协同一体化平台,保障原材料供应,实现库存最优化,提高产能。

(5)在产品交付方面,引入运输管理系统(TMS),实现产品在途实时跟踪,最终达到产品全生命周期管控。

2.先进设计技术应用和工艺技术

在产品的设计中,亨通光电采用 3D 设计保证零件、装配、图纸、工艺卡片、加工代码数据来源的一致性,并减少设计、工艺和生产各部门的重复工作。亨通光电通过统一的设计规范,保证设计所产生的 3D 零件直接用于 2D 工程图生成、工艺设计及数控加工的编程,通过重复使用产品设计数据提高生产效率。

在 PDM 系统中可以将 CAD 设计的产品装配图自动地分解成产品结构树,零件和装配关系自动对应,从而保证数据源的唯一性和完整性。产品结构管理具备了多种形式的视图选择,员工可以在友好的工作界面中显示所需要的信息窗口,默认的视图形式将显示成树状的信息结构,其图标表示不同的内容和引导关系,每一个视图都提供了通向 PDM 相应功能的途径,实现对当前视图的信息操作和编辑。

3.关键技术装备应用

目前亨通光电车间内智能化、自动化设备总数约 420 台(套),其中车间生产、检测设备均采用现场总线、以太网、物联网和分布式控制系统等信息技术和控制系统进行数据联网,数量合计约 380 台(套),占智能化、自动化设备总量的 90.47%。

(1)多头着色机的研发与应用:亨通光电自主研制的多头着色机,采用叠加集成模式,相同面积生产效能提升一倍,配套机械手辅助作业,实现着色生产过程流程化、节拍化,节省人力 50%(见图 3-4)。

(2)生产设备互联:亨通光电通过建设车间工业以太网,实现机台工艺数据、设备状态信息与 MES 进行对接,实现数据收集与共享,建设完成智能集中控制系统,并在此基础上开展以设备故障预测、工艺数据优化、生产流程优化为目标的工业大数据分析。如图 3-5 所示为亨通光电设备互联系统示意图。

图 3-4 亨通光电机器人辅助生产

图 3-4 亨通光电机器人辅助生产

图 3-5 亨通光电设备互联系统示

图 3-5 亨通光电设备互联系统示

(3)产品检测数据可追溯:光时域反射仪(OTDR)检测数据自动采集,将光纤长度、光纤的传输衰减等信息通过工业以太网实时传输至 MES 相应模块,供分析判断产品质量。例如,每个产品的数据包含衰减、长度、张力等信息都会自动传入公司的 MES 数据库中,可以随时进行查询与核对。

(4)引用机器视觉在线检测:亨通光电采用先进的机器视觉在线检测仪代替传统人眼。光缆经过环形工业摄像机,通过一定的光学处理实时拍摄产品,并进行图像拼接与人工智能算法处理,自动测量工艺参数、自动分辨产品缺陷,其优点除代替了人工视觉外,还能满足产品较高的运动速度,并达到较高的检测精度。通过MODBUS通信协议,将检测的数据与生产进行交互,使生产线具备自我判断能力,做到自动检测、自动发现、自动优化,最终提高生产效率和产品合格率。

(5)智能物流的应用:亨通光电的智能物流主要包括工序间的原材料与半成品的流转以及成品的流转与仓储,其融合无线射频识别电子标签系统,实现以输送线、AGV 搬运小车为依托的半成品与原材料自动配送系统。同时,RFID 电子标签系统(见图 3-6)与立体仓储以及出入库管理系统进行对接,实现机台成品的自动搬运与入库;通过与 CRM 系统的对接实现发货产品的自动出库,最终实现厂区物流智能化。

图 3-6 亨通光电 RFID 电子标签系统示意

图 3-6 亨通光电 RFID 电子标签系统示意

4.信息安全保障

亨通光电企业网已建成全千兆三层网络交换环境,200 兆电信光纤专线接入,拥有数据中心系列双核心交换机,部署出口下一代应用硬件防火墙等网络设备,数据中心部署万兆 IPS 设备。

亨通光电通过互联网出口防火墙设备监控互联网入口数据流的异常,应用上网行为管理软件记录用户的上网行为,对于异常数据和上网行为及时监控并处理。IPS 提供 2~7 层双向内容检测技术,实时发现扫描、入侵、漏洞、破坏等安全问题,有效解决攻击被绕过后产生的网页篡改、挂马、黑链、敏感信息泄露等问题,实现网站系统的事前、事中、事后全面双向安全防护。全面的风险识别和可视化风险报表,以及汇总需要处理的安全问题和建议的解决方案,可以帮助信息安全运维人员快速实现自助安全运维。

5.上下游产业协同智能化

本项目完成后,亨通光电将建成统一的覆盖全业务流程的基础设施管理平台及信息化系统,实现企业内各公司间管理系统的无缝连接、原材料库存及消耗与原材料供应商工厂信息的连接、产品生产信息以及订单反馈信息与客户信息系统的对接。

通过产业上下游数据对接的信息化手段,亨通光电实现了原材料检测环节前移至供应商工厂的生产线上,同时将自身产品的生产过程数据反馈至客户,实现产品质量的可追溯。此外,通过与供应商、客户关系系统的对接,可降低原材料、产品的库存时间,加快物料的流转,降低产业链上企业的运营压力,提供综合效益。