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智能车间申报条件智能车间和数字化车间的关系钳型表

上庄机械网 2020-05-27 12:02:00

2019-08-05 14:48:23来源:贤集网综合

智能车间建设是推动制造业向中高端迈进的一项战略举措,能够有力地促进企业制造装备提档升级,让制造更“聪明”。企业是市场经济的主体,是推进智能制造的主体力量。只有充分发挥企业主体作用,调动企业的积极性,把推进智能制造变为企业的自觉行为,才能不断增强企业开展智能制造的内生动力,提高智能制造水平。那么智能车间申报条件是什么呢?智能车间与数字化车间又是什么联系呢?本篇贤集网小编来为大家介绍一下智能车间申报条件,智能车间和数字化车间的关系,一起来看看吧。

什么是智能车间?

智能车间以产品生产整体水平提高为核心,关注于生产管理能力提高、产品质量提高、客户需求导向的及时交付能力提高、产品检验设备能力提高、安全生产能力提高、生产设备能力提高、车间信息化建设提高、车间物流能力提高、车间能源管理能力提高等方面入手。

通过网络及软件管理系统把数控自动化设备(含生产设备、检测设备、运输设备、机器人等所有设备)实现互联互通,达到感知状态(客户需求、生产状况、原材料、人员、设备、生产工艺、环境安全等信息),实时数据分析,从而实现自动决策和精确执行命令的自组织生产精益管理境界的车间。

智能车间申报条件

一、申报示范智能车间的企业须符合以下基本条件:

1.企业必须在江苏省境内注册、具有独立法人资格且正常经营一年以上;

2.企业具有健全的财务管理机构和制度,社会效益和经济效益良好,无严重失信行为;

3.企业的人均产出率和人均效益较高;

4.企业应制定智能化发展战略规划,拥有能提升企业智能制造水平的技术研发机构和一定规模的智能制造人才队伍。

二、申报示范智能车间的车间应基本符合以下条件:

1.智能装备广泛应用。自动化生产线、机器人等自动化、智能化生产、试验、检测等设备台套(产线)数占车间设备台套(产线)数比例不低于70%。

2.车间设备互联互通。采用现场总线、以太网、物联网和分布式控制系统等通信技术和控制系统,建立车间级工业互联网,车间内自动化、智能化设备联网数占自动化、智能化设备总量的比例不低于70%。

3.生产过程实时调度。生产设备运行状态实现联网实时监控、故障自动报警和设备故障预诊断,生产任务指挥调度实现可视化,关键设备能够自动调试修复;车间作业基于主生产计划自动生成,生产制造过程中物料投放、产品产出数据实现自动采集、实时传送,并可根据计划、物料、设备等数据的变化和异常自动实现动态调度。

4.物料实现自动配送。生产过程广泛采用二维码、条形码、电子标签、移动扫描终端等自动识别技术设施,实现对物品流动的定位、跟踪、控制等功能,车间物流根据生产需要实现自动挑选、实时配送和自动输送。

5.产品信息实现生产过程可追溯。在关键工序采用智能化质量检测设备,产品质量实现在线自动检测、报警和诊断分析,质量信息自动录入信息系统;在原辅料供应、生产管理、仓储物流等环节采用智能化技术设备实时记录产品信息,每个批次产品均可通过产品档案进行生产过程和使用物料的追溯;必要时,对大型、重要装备或需要远程诊断的产品,运用智能化技术设备进行远程监测与控制、自动分析与处理故障、挖掘应用相关数据,实现产品信息生产过程可追溯。

6.车间环境实现智能管控。根据车间生产制造特点和需求,配备相应的车间环境(热感、烟感、温度、湿度、有害气体、粉尘等)智能监测、调节、处理系统,实现对车间工业卫生、安全生产、环境自动监控、自动检测、自动报警等智能化控制,安全生产防护符合行业规范要求;车间废弃物处置纳入信息系统统一管理,处置过程符合环境保护、安全生产的规定和要求;对于存在较高安全与环境风险的车间,应建立在线应急指挥联动系统,实现安全可控。

7.资源能源消耗实现智能管控。建立能源综合管理监测系统,主要用能设备实现实时监测与控制;建立产耗预测模型,车间水、电、气(汽)、煤、油以及物料等消耗实现实时监控、自动分析,实现资源能源的优化调度、平衡预测和有效管理。

8.车间网络系统实现安全可控。建立完善的网络安全制度,及时备份重要数据,实现双机热备;车间部署的互联网、局域网、物联网、以太网和现场总线等网络环境具备较好的网络安全事件应急响应、恢复等能力,应用防病毒软件、防火墙,采取漏洞扫描、运维审计等防护措施,网络系统实现安全可控。

9.经济效益明显提升。车间实施智能化改造升级后,劳动强度大幅降低,工作环境明显改善,生产效率明显提升;不良品率显著降低,产品质量明显提升;万元产值综合能耗显著降低,能源利用效率明显提升;节水节材量显著提高,资源利用效率明显提升。

10.车间作业安全实现智能管控。通过信息技术实现车间作业过程的安全管理、监测预警、事故应急等管理。建立典型风险、隐患管理结构化知识库,自动给出安全管理建议,以风险管控为核心,逐步改善风险识别、评审和治理的各项过程管理;重要安全生产作业环节和部位实现实时监控、智能分析,主动发现违规行为、异常状态,及时报警并关联相关控制系统,实现智能预警、联动处置;对于高危行业,应建立应急指挥中心,形成典型应急管理、应急专家、应急资源知识库,不断完善应急预案,减少突发事件的应急响应时间。

11.积极应用国产核心软件和核心装备。车间层积极应用制造执行系统、高级排程系统、仓储管理系统等核心国产软件以及高档数控机床与工业机器人、智能传感与控制装备、智能物流与仓储装备、智能检测与装配装备以及增材制造装备等核心国产装备,国产装备、国产软件产品数量、价值占比较高。

12.车间与车间外部实现联动协同。车间与车间外部信息系统实现联通,相关数据实现自动接收、自动反馈;集成应用计算机辅助设计及仿真系统、制造执行系统(MES)、企业资源计划管理系统(ERP)、分布式控制系统(DCS)等信息与自动化系统,车间之间实现管控一体化。

智能车间和数字化车间的关系

数字化车间是智能车间的第一步,也是智能制造的重要基础。

在制造型企业,车间处于非常重要的位置。企业价值最终表现在产品与服务上,而车间是企业中将各种图纸转变为产品的主要场所,是决定生产效率与产品质量的重要环节,车间往往也是企业中员工数量最多的组织。因此,在很大程度上,车间强则企业强,车间智则企业智。《中国制造2025》中也明确指出:“推进制造过程智能化,在重点领域试点建设智能工厂/数字化车间。”数字化车间建设是智能制造的重要一环,是制造企业实施智能制造的主战场,是制造企业走向智能制造的起点。

1、数字化车间的建设主线

目前,国内外对数字化车间还没有标准的定义,笔者基于自己的理解,对数字化车间进行如下描述:

数字化车间是基于生产设备、生产设施等硬件设施,以降本提质增效、快速响应市场为目的,在对工艺设计、生产组织、过程控制等环节优化管理的基础上,通过数字化、网络化、智能化等手段,在计算机虚拟环境中,对人、机、料、法、环、测等生产资源与生产过程进行设计、管理、仿真、优化与可视化等工作,以信息数字化及数据流动为主要特征,对生产资源、生产设备、生产设施以及生产过程进行精细、精准、敏捷、高效地管理与控制。

需要指出的是,此处的“数字化车间”,是企业已经熟悉和常用的基本术语,其中“数字化”的内涵包括但是并不限于数字化本身,而是将数字化、网络化要素集成为一体并在内涵上有所扩大的“数字化”概念,其基本含义与德国工业4.0中的“Smart(智巧)”相对应,与中国工程院提出“数字化网络化”的智能制造第二范式相对应。本文以下凡是提及“数字化车间”之处,皆采用该术语内涵。

很多人认为,大量采购和引入数字化设备是建设好数字化车间的前提。这是一个很大的误解:数字化设备与数字化车间之间既非必要条件,也非充分条件。即便车间中全是数字化设备,如果没有实现设备的互联互通,没有实现生产过程的数字化管理,数据没有实现真正的有序流动,也不能称之为数字化车间。相反,即便车间里的设备不全是数字化设备,但经过“三哑改造”,设备被接入信息化系统,生产过程实现数字化、网络化与智能化(如智能排产、决策支持分析等),对生产计划、生产资源、生产进度与产品质量等数据在信息化系统中进行有效管理,并可以根据生产需要进行有序流动,也可算是数字化车间。比如,在服装加工等劳动密集型企业都可以通过数字化、网络化改造实现车间的数字化管理。

对于数字化车间建设,我们可以参考德国工业4.0中对“智能工厂”的定义:重点研究智能化生产系统及过程,以及网络化分布式生产设施的实现。前半句“智能化生产系统及过程”,指除了包括智能化的机床、机器人等生产设施以外,还包括对生产过程的智巧化管控,站在信息化的角度,就是智巧化的MES制造执行系统。而后半句:“以及网络分布式生产设施的实现”,是指将生产所用的生产设备与设施(如机床、热处理设备、机器人、AGV、测量测试设备等各种数字化设备),进行互联互通、智巧化的管理,实现信息化系统与物理系统的深度融合。目前很多企业实施的设备物联网(包括传统的DNC/MDC功能)是其重要的表现形式。

从中可以看到,数字化车间建设有三条主线,一条是以机床、热处理设备、机器人、测量测试设备等组成的自动化设备与相关设施,实现生产过程的精确化执行,这是数字化车间的物理基础。

第二条线是以MES为中心的智巧化管控系统,实现对计划调度、生产物流、工艺执行、过程质量、设备管理等生产过程各环节及要素的精细化管控,这是典型的赛博系统。

第三条主线是在互联互通的设备物联网基础上,并以之作为桥梁,联接起赛博空间的MES等信息化系统与机床等物理空间的自动化设备,构建车间级的CPS系统,实现了赛博与物理两个世界的相互作用、深度融合。

三条主线交汇,实现数据在自动化设备、信息化系统之间按照人的意愿进行有序流动,将整个车间打造成软硬一体的系统级CPS,最终实现高效、高质、绿色、低成本的生产模式,提升企业竞争力。

2、精益思想要贯穿始终

如果说设备、MES、CPS等三条主线是“实线”的话,精益生产则是数字化车间建设的一条“虚线”,要贯穿数字化建设的始终。

1)精益生产,智能制造的重要指导思想

精益生产是管理学史上重要的实践成果之一,深刻地影响着汽车工业,乃至全球制造业。精益生产基本思想和追求的管理目标,并没有随着智能制造的发展而落伍,恰恰相反,精益思想是企业进行智能制造体系构建的重要指导思想之一。

在此,笔者总结出五条可以指导智能制造建设的精益思想原则。

①关注客户价值

精益生产强调,流程中所有环节的输入与输出都应当用客户价值这个标尺去衡量。在前端要打通客户真实需求之间的接口,在企业内部,以客户需求来定义自己的产品与服务。如果系统不能满足客户对高质、高效、低成本、高满意度的要求,即便是设备或技术非常先进,也不能算是一个成功的智能制造项目。

②识别并消除浪费

企业在实施智能制造系统之前,应当对流程中各种浪费进行梳理与改善。精益生产中将制造过多过早、库存、搬运、等待、不必要的作业、不必要的动作以及不良品流窜这七种形式,归纳为七大浪费,这七大浪费是企业生产效率不高、盈利能力不足的根源,需要不断进行完善与消除。如果这些问题没解决,就直接实施智能制造,很可能是用系统的方式把浪费固化下来,既丧失了改善的机会,又增加了不必要的投入。

比如,没有对库存过多的浪费进行改善,就投入大量财力物力去建设智能化的立体仓库;没有对动作浪费进行改善,就引进机器人或机械臂去从事这些本属于浪费的动作,这些都造成了很大的浪费。

③价值的快速流动

精益生产强调价值流的快速流动,包括物理布局工艺流程化,信息传递自动化,以及人、产线设备、仓储物流之间高效协同化。如果在物理布局上有大量断点存在,就会给智能制造的排产与调度带来了更大复杂度。

在系统整体运转的过程中,尽可能多地消除停滞和等待,需要将人、产线设备、仓储物流之间的相互协作机制、信息传递机制、防错与纠错机制,在统一的系统框架内进行设计与建设。

④高度柔性与适应性

精益生产的柔性是指通过快速切换(SMED)的实施与改善,实现产线在生产不同型号、不同配置,甚至是不同种类产品时,可以根据需要进行快速切换。

在小品种多批量、客户需求千变万化的今天,智能制造建设也必须要考虑产线柔性与适应性等问题,否则就可能造成大量投资的浪费。

⑤尽善尽美原则

精益生产中标准作业、自工序完结、良品条件创建与维持、质量内建、安灯控制、防错与纠错机制、变化点管理、全员生产性维持(TPM)等术语之下,都有一套品质维持的理念、原则与方法,这些原则和方法同样可以指导智能制造的建设。

比如,上下工序之间,设备与零件部之间都需要建立全数良品的加工条件与标准,当条件发生偏离时,应当向相关人员发出异常提醒,甚至停止生产。如果智能制造系统缺少这样的机制,自动化程度越高,损失往往越大。

2)智能制造,精益生产的有效使能手段

经过几十年的发展,精益生产已经成为制造业的重要指导思想。在技术快速进步的今天,智能制造又可以很好地促进精益生产的落地与进一步发展。

传统精益生产目视管理有很多很有效的手段和方法,比如5S管理、安灯、标准作业三票、可视化看板等方法。这些方法可以直观地提示发生问题的区域、工位、或是机台、材料等信息,但是要深究问题的根本原因还需要大量的观察与分析,当变异的条件发生变化时,会给分析带来很多困难。

而智能制造以数字化、网络化、智能化等新技术、新手段就可以较容易地解决这些问题。比如:

识别浪费是精益改善的重要组成部分,除了传统的精益手法,通过设备物联网系统采集设备稼动率、待机原因等,能够准确地识别出设备利用等方面的浪费;通过MES系统对物料、工具等进行精益化库存管理,可以明显地减少库存的浪费;通过APS高级排产优化生产计划,可以减少人员与设备等待的浪费等等。

实现流的生产、均衡化生产是个不断改善的过程,但在离散制造车间,生产设备动辄上百台、工序上千上万项,如何保证这些工序在不同设备上生产的均衡化、流动化?如果只靠人的经验很难实现这种生产方式,很容易造成设备忙闲不均,造成工序的等待或停滞。通过APS高级排产以及生产过程协同管理等信息化手段,就可以有效解决这些问题,有助于实现产品“流”的生产及生产的均衡化。

品质改善的目的是确保输出产品品质一致。但由于生产条件各种变化,比如设备故障、热处理温度、刀具磨损等,都可能导致产品质量不稳定。通过设备状态、工艺参数、刀具磨损等的实时监控,就可以快速发现问题,保证生产过程的受控,有效地提升产品品质。

作为重要的使能手段,智能制造不仅可以有助于精益生产的落地,还可以促进精益生产的进一步发展。

看板(Kanban)是精益生产中传递信号与控制生产的工具,分传送看板和生产看板两种。传统的看板大多以卡片、纸张等形式存在,通常以手动方式进行填写。但在智能制造进程中,这些数据可以通过MES等信息化系统在电子屏等数字化终端上实时显示,具有更强的实时性与自动性。

知识内建与管理也是精益生产中的重要理念。在精益运行良好的企业,都非常重视对知识的管理与传承。以前主要是靠师傅言传身教、标准作业文件与流程制度等传统方式,存在学习时间长、可复制性差等缺点。通过数字化、网络化、智能化等智能制造新技术、新手段,可以将知识体现在流程与系统中,隐性知识显性化,对知识的沉淀、传承、挖掘、使用都具有重要的促进作用。

目前,大众所熟知的精益生产管理方法与实现手段总结于上世纪八十年代,带有明显的时代特征。但事实上,如果现在重新去研究今天的丰田汽车,就会发现其实现方式已经发生了巨大的改变,体现了自动化、数字化、网络化、智能化等很多最新技术成果。因此,精益生产的理念与手段也应该随着智能制造的发展而发展。

3)殊途同归,精益智能共促企业良性发展

虽然精益生产与智能制造是两个领域的概念,侧重点也不尽相同,精益生产主要是强调了生产过程中的管理理念与实现方法,智能制造更侧重技术实现,但两者是相辅相成的关系。

从生产过程来看,精益生产中的很多理念,如生产布局、节拍、后工序拉动、标准作业等,是实施智能制造的基础。快速切换、减少浪费、可视化生产、均衡化生产、准时化生产、工序流动化等理念,也是智能制造要实现的过程目标。同样,智能制造中的设备互联互通、高级排产、过程协同、资源精益化管控、质量过程管控、大数据分析、可视化、预测性维护等方法与手段,都有助于促进精益生产的落地与提升。

3、数字化车间实施策略

数字化车间建设是一项复杂的系统工程,数字化车间建设可遵循以下实施策略。

1)统筹规划,服务战略

智能制造不是企业的目的,企业真正目的是通过智能制造实现降本提质增效,提升企业竞争力。数字化车间建设也要为这个目的服务,从整体上服务于企业经营战略。

企业要结合自身实际情况,基于企业战略进行智能制造的设计。比如,要对企业所处行业、企业规模、产品特点、盈利能力、行业地位、发展趋势以及企业自身基础、存在问题、实施目标等,进行深入分析并综合考虑,这些不同的因素决定了企业不同的实施智能制造方法和路径。

数字化车间建设不仅仅是一系列新技术或新系统的单纯应用,既涉及生产自动化系统,又涉及数字化、网络化等信息化系统,还要考虑计划调度、生产工艺、物料配送、精益生产、安全环保等各种因素,是一项影响到车间各个层面,甚至是可以影响到企业层面的综合性工程,一定要有全局的概念与系统的思维。

北京航天航空大学刘强教授有一个著名的智能制造“三不要理论”,即“不要在落后的工艺基础上搞自动化,不要在落后的管理基础上搞信息化,不要在不具备数字化网络化基础时搞智能化。”刘强教授强调了在智能制造规划与建设时,也要注意工艺优化、管理优化等方面工作,而不能只盯着自动化、信息化、智能化。

企业在进行数字化车间建设之前,一定要领导出面并持续关注,在企业战略目标指导下进行系统规划,逐步厘清企业存在的问题、建设目标、解决思路和实施步骤,调动企业各方资源,通力合作,避免信息化部门或车间等单一部门孤军作战,通过工艺优化、组织优化、流程优化、管理优化等工作,为数字化车间建设提供坚实基础。

2)聚焦痛点,扎实推进

基于降本提质增效、快速响应市场的目的,从车间存在的实际痛点出发,打造一个能解决实际问题的数字化车间管控系统,在工艺、设备、管理以及信息化、网络化、智能化等各个方面有重点地进行优化、挖掘潜力,最大程度地提升企业生产效率及管理水平。

首先要聚焦痛点。根据痛点明确要解决的主要问题,比如,是生产效率不高,是产品质量不稳定,还是生产过程不透明等,并以问题为导向,制订相应的解决方案。

其次,还需要分步实施,扎实推进。数字化车间建设有很多阶段,其实施顺序取决于存在问题、生产特点、企业基础及资金投入等多种因素,切忌贪大贪全,可从基础、较易成功的地方着手。比如,从设备互联互通做起,因为设备通讯、数据采集这些内容都是客观因素,不太涉及人员、管理等主观因素,实施的可控性强,成功率高。项目成功后,大家对信息化建设的信心与热情就会增加,就会主动要求更多的改进与功能扩展。

这时,再在前面成功实施的基础上,逐渐推进到MES等涉及人员、管理等信息化系统,由于这些系统需要部分变更人员工作习惯及车间生产管理模式,主观成分较大,甚至会触动一些人的利益,实施的难度相对较大,可放在设备互联互通等步骤之后,这也是一种较为务实的做法。当然,基础好、推进力度大的企业,也可采取同步实施的方式。

3)以人为本,管理取胜

如前所述,本次智能制造不是“机器换人”的过程,而是以自动化、数字化、网络化、智能化等新理念、新技术手段,帮助人类实现更高效、更高质、更绿色、更低成本的生产与服务。在智能制造时代,人变得更加重要,而不是相反。无论是机器人等设备,还是MES等信息化系统,都要基于帮助人、服务于人这个出发点,而不是简单地替代人、减少人。另外,无论多么先进的系统,如果不把人的积极性调动起来,系统就不能发挥最大价值,智能制造就不可能取得成功。

在数字化车间建设中,要以人为本,以更好地发挥人的价值为基本出发点。另外,还要充分意识到数字化车间建设的主体与应用对象不同。不像PLM等系统用户基本上都是年轻的技术人员,数字化车间的主要用户是人数众多、文化水平偏低,甚至年龄偏大的车间工人,要充分考虑系统的易用性、便捷性、安全性、环保性等特点,以精益生产为指导思想,以使用者为中心,在流程优化、工艺优化等基础上,以自动化、数字化、网络化、智能化为手段,以降本提质增效为目标,以管理优化为突破口,通过数字化车间的建设实现精益化、智能化、高效化的生产模式,为企业智能化转型升级在车间层面奠定坚实的基础。

4)效益驱动,落地为王

在数字化车间建设中,既要符合智能制造的理念,有一定的先进性、前瞻性,又要本着务实落地原则。要汲取当年CIMS的经验与教训,不要过于理想化,不要过多强调自感知、自决策、自执行、自组织、自学习等所谓高大上技术,企业不是研究机构,应该以创造效益为根本目的。

根据“二八原则”,解决80%的问题,通常只会耗费20%的成本,而剩下的20%却需要高昂的成本。以前,产品更新换代慢,往往很多年都在重复生产同一款产品,而现在市场变化快速,为了适应日新月异的市场变化和个性化需求,即将建设的系统很可能过几年就需要更新和调整。系统满足当前需求并有一定的前瞻性即可,不要过分复杂、不要过于强调先进性,否则,沉重的投资会给企业带来很大的经济负担。

4、数字化车间实施效果

通过成功实施数字化车间系统,企业在车间管理方面将会有质的提升,为企业智能化转型升级奠定良好的基础。

1)设备互联,“哑设备”聪明起来

通过设备的互联互通,将车间的数控机床、热处理设备、机器人等数字化设备实现程序网络通讯、数据远程采集、程序集中管理、大数据分析、可视化展现、智能化决策支持,将设备由以前的单机工作模式,升级为数字化、网络化、智能化的管理模式。

2)协同生产,让设备高效地运转

通过系统中的计划、排产、派工、物料、质量、决策等模块,以信息化系统为手段,实现各种信息的共享与协同,做到车间层面精准化计划、精益化生产、可视化展现、精细化管理,将以前串行生产转变为并行的协同生产模式,实现“一个流”的生产,工件转移到设备前,加工程序等技术文档、工装夹具等生产资源已经全部准备就绪,大大减少设备的各种等待时间,可明显提升设备生产效率,降低生产成本,提高客户满意度。

3)虚实融合,数据在流动中增值

改变传统的制造模式,做到虚拟世界与物理世界深度融合,虚实精准映射、相互促进。车间各岗位、各设备都融于整个信息化系统,以数据有序流动为特征,以高效高质生产为核心,人、机、料、法、环、测各环节相互融合,基于数字化、网络化、智能化的管理系统,使管理者能做到“看得见,说得清,做得对”,实现了生产过程的“Smart”,即敏捷、高效、高质、低成本、绿色、协同的智巧化生产与服务模式。

4)智能制造,降本提质增效是标尺

通过数字化车间建设,对车间进行全面的科学管控,大幅度提升车间计划科学性、生产过程协同性、生产设备与信息化系统的深度融合度,并在大数据分析与决策支持的基础上进行透明化、量化管理,可对企业生产效率、产品质量、生产成本等方面有明显改善。

总之,数字化车间建设要以实际需求为牵引,以经济效益为驱动,以成功落地为导向。在先进设备的基础上,在管理方面深挖潜力,充分发挥人的作用,构建数字化、网络化和适度智能的生产模式,切实做到明显的“降本提质增效”。并以量化数据为基础,循序渐进,有效地提升企业的竞争力。比如通过三年时间,能将设备利用率提高一倍,将产品合格率提升一个档次,就极有可能“确保企业的未来”,这才是比较务实的数字化车间建设原则。

以上便是贤集网小编为大家介绍的智能车间申报条件,智能车间和数字化车间的关系,希望能为大家提供参考帮助。

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