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基于信息物理系统基于信息物理系统（CPS）的智能管理，信息物理系统（CPS）是智能制造的基础，相当于人的感知，他将通过将物理设备连接到互联网上，让物理设备具有计算、通信、控制、远程协调和自治等五大功能，从而实现虚拟网络世界与现实物理世界的融合。公司通过信息物理系统（CPS）可以将资源、信息、物体以及人紧密联系在一起，从而创造物联网及相关服务，并将生产工厂转变为一个智能环境，是实现设备、产品、人协调互动的基础。

关键词：CPS 汽车行业 智能管理

一、案例简介

某公司生产制造工艺流程纷繁复杂，品种多样，各车系车型的产量产能不均，作业工时差别大，部份车型的产量少，生产流程呈现了复杂性、混合性、多样性，既有多品种多车系混线生产也有单品种单车系多线生产；既有按库存模式的标准车型生产也有按特殊配置的订单生产。单车物料繁多、单价高（平均每一辆车的进料件在2000个以上），既有共用零件也有多轨供应零件，既有自制零件也有委外加工零件。

信息物理系统（CPS）相当于人的感知，他将通过将物理设备连接到互联网上，让物理设备具有计算、通信、控制、远程协调和自治等五大功能，从而实现虚拟网络世界与现实物理世界的融合。公司通过信息物理系统（CPS）可以将资源、信息、物体以及人紧密联系在一起，从而创造物联网及相关服务，并将生产工厂转变为一个智能环境，是实现设备、产品、人协调互动的基础。

二、案例背景介绍

某公司在导入海外汽车生产技术和经营管理的同时，也引进了当时较成熟的生产核心业务信息系统，并根据自身的业务特点和实际情况进行改造和完善，形成了当时较为先进的生产信息化系统，支撑着企业精益、柔性的生产经营活动。

然而，某公司旧的生产核心业务信息系统已经不能满足企业生产规模不断扩张的需求以及新生产技术、新信息技术发展的要求，必须对生产价值链信息化体系进行再造和集成，将车间的各个设备通过PLC网络连接，并在上位机的中转下将数据分享到WEB，从而再通过WEB实现与人，产品的紧密连接，在以太网上实现各种资源的整合，初步的虚拟生产实际。

三、案例应用详情

生产线管理各个厂家有自身特点，某公司在智能化建设中边探索，边前进，目前已经有建立4个数据处理中心，4个WEB服务器，3个生产控制中心，6大功能系统，初步完成部分生产管理的信息化。

某公司的实际做法如下：

1) 信息物理系统（CPS）的建立

某公司建厂近20年，设备较为老旧，以涂装车间为例，大部分设备的PLC为A系列，设备网络分为II网和10网，同时两个网络独立无互通。同时还有些单独设备，如自动机，ROBOT等未接入整个车间的PLC网络。如果要实现让虚拟网络反应现实物理世界有很大的难度。

考虑到这样的问题，公司CPS的建立由以下几方面入手：

Ø 对于II网和10网的PLC主站增加以太网模块；

Ø 部分独立设备通过硬线接入相邻II网或10网；

Ø 建立上位主机，编写桌面程序实现与两个网络的PLC主站以太网通讯；

Ø 建立PLC数据库，实时存储PLC数据；

Ø 建立WEB服务器，将数据库的数据共享到WEB环境。

通过以上的几种方法，就能将车间的各个设备通过PLC网络连接，并在上位机的中转下将数据分享到WEB，从而再通过WEB实现与人，产品的紧密连接，在以太网上实现各种资源的整合，初步的虚拟生产实际。

2) 智能制造各类系统的建立

基于初步的CPS的建立，公司在此基础上依据生产各个管理模块，共建立了P，D，Q，C，S，M六大系统。下面逐一举例介绍：

P 生产管理：

OEE实时管理系统：通过CPS系统获取设备，产品实时数据，并通过上位主机建立数据模型，挖掘所需数据，利用WEB的数据可视化技术在互联网上实时监控，及时回馈提升效率。

4M变更实时管理系统：通过主机对人、机、料、法各项活动建立流程模型及数据模型，通过以太网与实际活动相连，并实时通过以太网将现实活动反应至终端，掌握4M变更减少损失。

设备故障实时监控系统：通过CPS数据实现随时随地可知道设备现况。

D 交期管理：

生产自动排程系统：LES系统依据库存，需求量，安全量自动生成冲压生产计划，并通过MES系统中转将信号显示于现场

Q 品质管理：

熔接品质保证系统：依靠电气回路和自动化程序，使点焊设备自动记录点焊数，并与设定值对比，漏点焊时，设备自动报警，确保品质。

评价系统：评价数据模型建立获取评价数据，通过对数据不同分类，掌握各类TOP项，并通过web可视化模块动态显示，雷达图，推移图，饼图及热力分布图的形式可以直观的给管理者提供及时的信息。

扭力监测系统：装配扭力数据实时上传服务器，不合格报警。

无纸化品质系统：统一各单位问题点记录位置，并将品质数据数字化，WEB化。

C 成本管理：

领料系统：先进先出管理，实时单台用量查询超标报警，批次变更管理。

能源管理：用电，用气单台用量管理，热水锅炉天然气实时管理，同比环比分析。

加油监控系统：实时管理每台车汽油添加量。

S 安全管理：

安全教育训练系统：新人相关教育训练web化，规范人员教育。

视频监控系统：重要设备，重点岗位，主要出入口设置视频监控，保障人员设备安全。

M 士气管理：

博客系统：员工生活，相关通知，生日祝福等给员工一个业余生活共享的空间。

四、创新性与优势

本项目的创新性在于以下几个方面：

（1）通过CPS系统获取设备，产品实时数据，并通过上位主机建立数据模型，挖掘所需数据，利用WEB的数据可视化技术在互联网上实时监控，及时回馈提升效率。

（2）通过CPS数据实现随时随地可知道设备现况。

（3）通过主机对人、机、料、法各项活动建立流程模型及数据模型，通过以太网与实际活动相连，并实时通过以太网将现实活动反应至终端，掌握4M变更减少损失。

五、案例应用效益分析

通过全过程集成的生产价值链信息化平台，可随时掌控生产实时运行状况、生产质量状况、物料供应状况，供应链的健康状况，提高企业生产效率，有利于提高企业的应变能力和竞争能力。

提高生产计划灵活性和生产制造的可动性，提升供应商管理体系，促成厂商多轨供货降价目标的达成，降低物料采购成本及生产制造成本。

实现规范化的管理，提高管理效率，各职能部门以及和供应商间的沟通与工作协同提高98%以上。