數字化車間系統集成的應用

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數字化車間系統集成的應用湖北恒隆汽車系統集團有限公司（以下簡稱恒隆集團）通過MES、ERP系統、PDM/工藝管理（CAPP）系統、數控機床聯網（DNC）/機床監控與數據採集（MDC）系統的集成，實現從設計/工藝、管理和製造等多層次數據的充分共享和有效利用。從整體上改善生產的組織與管理，提高製造系統的柔性，提高數字化設備的效率。

關鍵詞：智能化；柔性生產；許繼儀表；智能製造；

目錄

一、案例簡介

數字化車間是數字化、網絡化技術在生產車間的綜合應用，它將數控設備與工藝設計系統、生產組織系統和其他管理系統的信息進行集成，形成綜合信息流自動化的集成製造系統。恒隆集團通過MES、ERP系統、PDM/工藝管理（CAPP）系統、數控機床聯網（DNC）/機床監控與數據採集（MDC）系統的集成，實現從設計/工藝、管理和製造等多層次數據的充分共享和有效利用。從整體上改善生產的組織與管理，提高製造系統的柔性，提高數字化設備的效率。

二、案例背景介紹

恒隆集團作為自主品牌一方面承受着主機廠的降價壓力，另一方面也承受着勞動力、原材料等生產要素上漲等不利因素，產品的技術創新及智能化生產已成為集團3-5年內轉型發展的目標和要求，而且形勢緊迫刻不容緩，即要完成轉向系統的智能化生產技術研發，也要跟上國際主流轉向系統的產業化要求，並且要掌握自主核心知識產權，為企業全面轉型升級提供源動力。

通過全面實施MES系統，使其完成了和SPC、ERP、PDM、SRM等系統的深度集成，做到在公司物流環節ERP無任何手工單據，完全依託MES系統的掃描進行數據的傳送，並在平台進行讀取。從整體上改善生產的組織與管理，提高製造系統的柔性，提高數字化設備的效率。

三、案例應用詳情

1.總體應用框架

通過計劃排程系統（APS）和製造執行系統（MES）與企業資源管理系統（ERP）集成，為恒隆公司打造公司→工廠/子公司→車間→流水線(作業島)→工位(設備\點)→擬流水線(即上下工藝路線\設備)的目視化、數據採集系統化，並將各項生產數據與ERP系統互連互通，為生產管理者提供車間的全局視圖和整體監控工具，使車間生產透明化，與生產看板及設備集成，實現任務自動下發，設備狀態與生產情況自動獲取，生產問題系統輔助科學決策的生產管理過程。

2、關鍵技術應用詳情

通過MES、ERP系統、PDM/工藝管理（CAPP）系統、數控機床聯網（DNC）/機床監控與數據採集（MDC）系統的集成，實現從設計/工藝、管理和製造等多層次數據的充分共享和有效利用。

（1）ERP系統利用從PDM/CAPP系統中獲取的信息制訂主生產計劃。主生產計劃傳遞給MES，用於車間級排產和車間生產準備。與物料相關的信息需傳遞給數字化立體倉庫，用於指導倉庫管理。數字化立體倉庫中物料的存儲信息以及財務信息反饋給ERP系統，用於指導採購與財務管理。

（2）MES從ERP系統中獲得主生產計劃及物料、供應、採購和庫存等生產準備相關信息後，進行車間計劃排產，並將生產任務下發給DNC系統安排數控加工，將檢驗任務下發給質量系統用於質量跟蹤。同時，MES通過數據採集系統獲得生產過程中的任務執行、加工、物料、工時、設備、工裝和人員等信息，用於生產過程監控和車間事件處理。

（3）QMS從CAPP系統中獲取物料、結構、工藝、工具和設備等信息，從ERP系統中獲取生產計劃等信息，獲取的質量記錄、報告和修正信息等向PDM/CAPP/MES反饋以指導後續的質量管理過程。並利用數字化檢測與測量儀對檢測信息進行質量監控和分析。

（4）數據採集和數據分析系統利用DNC系統提供的機床聯網自動採集功能和觸摸屏、掃描槍等手工採集方式進行車間數據採集，這些數據傳遞給MES系統用於生產監控，與質量相關的信息則傳遞給QMS，用於質量跟蹤、問題處理及統計分析。

基於網絡與信息化的製造技術是未來先進製造技術發展方向之一。以MES為核心的數字化車間，利用計算機軟、硬件及網絡環境，實現產品數字化製造，可提高產品製造能力，縮短產品製造周期，降低製造成本，從而提高企業競爭能力。

四、創新性與優勢

本項目的創新性與優勢在於以下幾個方面：

（1）通過MES、ERP系統、PDM/工藝管理（CAPP）系統、數控機床聯網（DNC）/機床監控與數據採集（MDC）系統的集成，實現從設計/工藝、管理和製造等多層次數據的充分共享和有效利用。

（2）數字化車間是數字化、網絡化技術在生產車間的綜合應用，它將數控設備與工藝設計系統、生產組織系統和其他管理系統的信息進行集成，形成綜合信息流自動化的集成製造系統。從整體上改善生產的組織與管理，提高製造系統的柔性，提高數字化設備的效率。

（3）可以縮短產品製造周期、提高數控綜合應用效率，提高製造的快速響應能力，實現高動態性，高生產率，高質量和低成本的產品數字化製造。

五、案例應用效益分析

通過全面實施MES系統，使其完成了和SPC、ERP、PDM、SRM等系統的深度集成，做到在公司物流環節ERP無任何手工單據，完全依託MES系統的掃描進行數據的傳送，並在平台進行讀取。生產效率提高30.86%，運營成本降低23.08%，產品研製周期縮短33.3%，產品不良品率降低25%，能源利用率（噸標煤/噸鍛件）提高14.6%。