智能工厂数字化转型项目成功落地实践案例

强化数字赋能 打造制盐智能工厂——江西晶昊盐化有限公司制盐行业数字化转型与新一代智能工厂建设实践

江西晶昊盐化有限公司坐落在赣中腹地,赣江之滨,素有"南国药都"之称的江西省樟树市.公司的前身为江西盐矿,始建于1970年10月,2001年1月以债转股的形式改制为江西盐矿有限责任公司,2009年11月,经过国有企业改制增资扩股,更名为江西晶昊盐化有限公司,目前为江西省盐业集团股份有限公司控股企业,系省内最大的盐资源综合开发利用企业,江西省内大型纯碱生产企业.

智能化工厂转型升级项目设计

面对装备制造业经济低迷的现状,企业转型升级迫在眉睫.为尽快改变企业停滞不前的局面,迎接市场发展的新机遇,企业提出了以信息化带动产业化的思路,以企业搬迁改制为契机,以互联网技术为依托,以建立智能化现代工厂为目标,力促企业转型升级.智能化工厂首先要具备智能计划排产功能,从生产准备过程管控上采用透明化生产协同系统,通过数字化生产设备的分布式网络化通讯,程序集中管理,设备状态的实时监控等实现智能的设备互联互通,对物料,刀具,量具,夹具等生产资源进行精益化管理,库存智能预警等资源智能化管理,最后通过基于大数据分析的决策支持,为领导提供智能决策支持,形成管理的闭环,力争打造适合企业的智能工厂,以实现数字化,网络化,智能化的高效生产模式助推企业转型升级.

智能工厂如何利用数字转型的潜力

一场制造业的革命正在紧锣密鼓地进行.德国半导体制造商英飞凌在未来五年将投入1.05亿美元,将其新加坡的工厂变成一座智能工厂,它采用了机器人和3D打印技术,正在让阿迪达斯将生产线搬回德国;位于瑞士的一家领先香水制造商在过去三年,通过机器人将产能提升了三分之一;一家中国工厂通过机器人使产量增加了250%,而次品率则减少了80%.为了评估制造企业如何从智能工厂中获得最大价值,我们对各关键行业和国家的大型企业中的1000位高管进行了调研,他们都在2015财年收入超过10亿美元的制造企业工作.此次调研在六个行业展开,分别是工业制造,汽车与运输,能源与公用事业,航空与国防,生命科学与制药以及消费品.调研覆盖了八个国家,分别是美国,英国,法国,德国,意大利,瑞典,中国和印度.我们与直接参与企业智能工厂计划的18名高管进行了探讨,他们都在年收入超过10亿美元的企业担任总监或更高级职位.我们探讨了智能工厂计划的愿景,策略,成功指标以及挑战.除了行业调研和专题采访之外,我们还开展了基于网络的研究,采集所需的关键数据,以量化智能工厂的经济效益.

基于数字孪生的智能工厂MES系统研究

制造业的市场竞争愈发激烈,为了满足传统制造型企业向信息化,数字化转型升级的需要,各国纷纷提出各自的制造业转型战略,但是信息世界和物理世界的数据交互限制了制造业的数字化.数字孪生(Digital Twin,DT)作为融合信息世界和物理世界两者数据的有效方式,本文将数字孪生技术应用在制造执行系统(Manufacturing Execution System,MES)中,以解决传统制造型企业数字化程度低,缺乏虚拟生产仿真,三维可视化功能缺失等问题.主要工作如下:首先,针对传统制造执行系统缺少车间的信息模型,将数字孪生技术融入制造执行系统的体系架构中,提出了基于数字孪生的智能工厂MES系统.确定系统的各个组成模块,并明确了物理车间,孪生车间,管理系统,孪生数据和看板系统的含义,为后续的研究提供理论基础.其次,对数字孪生智能工厂MES系统的孪生车间进行开发,主要包括孪生车间的静态构建和动态控制.孪生车间的静态构建分为车间设备的建模和三维可视化软件的开发:利用Solid Works和3ds Max完成模型构建和渲染工作,由于模型结构的复杂性,提供了孪生模型轻量化处理的方案;使用Unity 3D平台构建三维可视化软件,对模型的变换,交互等进行设置,并定义孪生车间外部输入的响应.在孪生车间动态控制模块提出物理车间控制器与孪生模型之间的数据采集框架,建立数据采集客户机连接物理车间控制器,以此实现控制器程序对孪生模型的控制,孪生车间对控制器的虚拟反馈以及加工过程中孪生车间与物理车间的信息交互.使用C#语言实现机器人模型和虚拟仓储系统的数据接口及控制脚本的开发.然后采用B/S结构设计了数字孪生MES管理系统的框架,为提高开发效率使用SSH(Struts2+Spring+Hibernate)框架进行集成,并对系统的功能模块进行了详细设计.最后,结合某智能制造综合实训项目案例,根据项目的核心业务应用了数字孪生智能工厂MES系统,对系统的各个模块进行了实现.完成了物理车间实时生产数据驱动数字孪生模型,提高了制造阶段的可视化水平,达到了预期的设计目标,提供了数字孪生技术在制造型企业应用的参考案例.