PPT丨67頁丨IBM:智能工廠數(shù)字化集成落地項(xiàng)目-工業(yè)4.0方案

1?大規(guī)模定制+自動(dòng)制造企業(yè)工業(yè)4.0介紹

一、智能工廠建設(shè)介紹

  1. 制造業(yè)發(fā)展趨勢的分析

  • 面臨挑戰(zhàn):現(xiàn)代制造業(yè)正面臨客戶需求個(gè)性化、變動(dòng)頻繁、快速交付等挑戰(zhàn),同時(shí)還需應(yīng)對勞動(dòng)力結(jié)構(gòu)變化、大數(shù)據(jù)決策、個(gè)性化需求、高價(jià)值服務(wù)轉(zhuǎn)型、綠色環(huán)保等問題。

  • 關(guān)鍵舉措:世界各國采取了各自的關(guān)鍵舉措來強(qiáng)化制造業(yè)領(lǐng)先能力,如美國、日本的 “再工業(yè)化”,德國的 “工業(yè) 4.0”,中國的制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)等。

  • 工業(yè) 4.0 內(nèi)涵:以信息物理系統(tǒng)(CPS)為內(nèi)核,實(shí)現(xiàn)物聯(lián)、服務(wù)互聯(lián)、大數(shù)據(jù)智能分析等,從虛實(shí)結(jié)合向多維系統(tǒng)集成和生態(tài)系統(tǒng)融合演化。

  • 工業(yè) 4.0 目標(biāo):實(shí)現(xiàn)定制化、最優(yōu)化、自動(dòng)化、柔性化、可視化、低碳化六大愿景目標(biāo),提高決策優(yōu)化能力,創(chuàng)造新的服務(wù)和機(jī)會(huì),帶來高價(jià)值和高收益,應(yīng)對勞動(dòng)力人口變化,實(shí)現(xiàn)工作與生活的平衡,提高資源生產(chǎn)率和利用效率,滿足用戶個(gè)性化需求,增強(qiáng)制造柔性。

  • 商業(yè)模式與產(chǎn)業(yè)升級(jí)

    • 商業(yè)模式創(chuàng)新:通過零售 OBO,從客戶價(jià)值入手,聚焦重點(diǎn),利用互聯(lián)技術(shù)牽引整體業(yè)務(wù)隨需快變,將體驗(yàn)做到極致。同時(shí),OBO 幫助零售提高銷售和服務(wù)能力,贏得口碑,提升品牌美譽(yù)度。

    • 大規(guī)模定制(MC):通過縮短訂單提前期與交付時(shí)間,提升客戶體驗(yàn)與滿意度。主要進(jìn)行了產(chǎn)銷銜接及計(jì)劃體系、產(chǎn)品主數(shù)據(jù)及零件標(biāo)準(zhǔn)化、零部件超市管理等四個(gè)方面的變革,以降低庫存水平、縮短制造提前期、提高制造柔性,并培育差異化競爭力。

    • 制造自動(dòng)化(FA):支撐未來大規(guī)模定制(MC),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)調(diào)度、不落地的物流運(yùn)送、不返修的工序集成。以三單元為試點(diǎn),在現(xiàn)有用工數(shù)量的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能翻倍。

  • 未來之路

    • 智能工廠建設(shè):引入 “智能工廠” 規(guī)劃引領(lǐng)者乙方,借鑒乙方智能工廠的參考模型,形成智能工廠總體架構(gòu)。通過 PLM、ERP、MES 系統(tǒng)、WMS 和自動(dòng)化設(shè)備的無縫集成打造互聯(lián)、感知的智能工廠。

    • 建設(shè)階段推進(jìn):按試運(yùn)行、全線運(yùn)行、運(yùn)營優(yōu)化和模式推廣分階段有序推進(jìn),當(dāng)前已完成部分系統(tǒng)的部署和關(guān)鍵加工單元段落及配套物流體系的試運(yùn)行。

    • 未來展望:著眼于零售和制造之間的協(xié)同,提高從客戶到制造的供應(yīng)鏈卓越度,感知客戶需求和市場波動(dòng),創(chuàng)新商業(yè)模式,實(shí)現(xiàn)線上和線下一體化和全渠道的整合,打造前端數(shù)字化(DOF)和后端集約化(GIE)現(xiàn)代企業(yè)的運(yùn)作模式,追求智慧制造的目標(biāo)。

    二、MC + FA 數(shù)字化集成落地項(xiàng)目

    1. 銷售與分銷管理模塊

    • 客戶關(guān)系管理(CRM):整合客戶信息,實(shí)現(xiàn) 360 度視圖,提高客戶滿意度和忠誠度。

    • 銷售訂單管理:自動(dòng)化處理銷售訂單,包括價(jià)格計(jì)算、折扣應(yīng)用、訂單確認(rèn)等。

    • 發(fā)貨與物流跟蹤:確保按時(shí)發(fā)貨,并提供物流跟蹤信息,增強(qiáng)客戶信任。

  • 生產(chǎn)與庫存管理模塊

    • 生產(chǎn)計(jì)劃與排程:基于市場需求和生產(chǎn)能力,制定靈活的生產(chǎn)計(jì)劃和排程。

    • 質(zhì)量管理:對原材料、半成品和成品進(jìn)行全面質(zhì)量控制,確保產(chǎn)品質(zhì)量。

    • 庫存管理:實(shí)時(shí)監(jiān)控庫存水平,優(yōu)化庫存結(jié)構(gòu),降低庫存成本。

  • 供應(yīng)鏈管理模塊

    • 采購管理:自動(dòng)化處理采購申請和訂單,降低采購成本,提高采購效率。

    • 供應(yīng)商管理:評估和管理供應(yīng)商績效,建立長期穩(wěn)定的合作關(guān)系。

    • 風(fēng)險(xiǎn)管理:識(shí)別供應(yīng)鏈中的潛在風(fēng)險(xiǎn),并制定相應(yīng)的應(yīng)對措施。

  • 財(cái)務(wù)管理模塊

    • 總賬管理:記錄所有財(cái)務(wù)交易,生成財(cái)務(wù)報(bào)表和分析數(shù)據(jù)。

    • 應(yīng)收應(yīng)付管理:自動(dòng)化處理應(yīng)收賬款和應(yīng)付賬款,提高資金周轉(zhuǎn)率。

    • 成本控制:對產(chǎn)品成本、期間費(fèi)用等進(jìn)行有效控制,提高盈利能力。

    三、智能工廠數(shù)字化集成的關(guān)鍵要素

    1. 智能設(shè)備

    • 感知能力:具有感知能力的智能制造設(shè)備,以傳感器做鏈接,控制系統(tǒng)可進(jìn)行識(shí)別、分析、推理、決策、以及控制功能,通過信息技術(shù)和智能技術(shù)的深度結(jié)合幫助實(shí)現(xiàn)智能制造。

    • 協(xié)同工作:建立基于無線、RFID、傳感器、嵌入技術(shù)和通用標(biāo)準(zhǔn)的自動(dòng)化智能設(shè)備與員工在智能工廠一起協(xié)同工作。

    • 智能產(chǎn)線:建立基于機(jī)械、傳動(dòng)、自動(dòng)控制和通信一體化的智能產(chǎn)線,在大量減少資源投入的情況下,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能和合格率的大幅提高。

  • 智能物流

    • 物流自動(dòng)化系統(tǒng):由廠內(nèi)物流系統(tǒng)、廠間物流系統(tǒng)和自動(dòng)化存儲(chǔ)系統(tǒng)組成,通過 WMS 接收 MES 系統(tǒng)的計(jì)劃調(diào)度指令,實(shí)現(xiàn)物料的自動(dòng)運(yùn)送。

    • 物料拉動(dòng):通過輔助物流自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)物料需求的推拉結(jié)合,統(tǒng)籌調(diào)度產(chǎn)線的忙閑時(shí)間,平衡物流強(qiáng)度,調(diào)度物流設(shè)備能力,保證加工單元供料的連續(xù)性及可用性,最大化的保證生產(chǎn)設(shè)備效率發(fā)揮。

    • 生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)(MES):構(gòu)建生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)(MES)打造承上啟下的作業(yè)指揮中心,反映生產(chǎn)和設(shè)備實(shí)績的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),以及實(shí)現(xiàn)精益物流拉動(dòng)的保障體系,解決數(shù)字化工廠的感知互聯(lián)的瓶頸。

  • 卓越計(jì)劃體系

    • 集成的計(jì)劃體系:建立以智能工廠為依托,實(shí)現(xiàn)智能制造的高效產(chǎn)出,以及卓越的訂單交付,解決協(xié)同智聯(lián)的瓶頸 ——ERP + APS。

    • 采購計(jì)劃模式:戰(zhàn)略物資集中計(jì)劃,常規(guī)材料根據(jù)工廠編制的缺料表采購。

    • 采購執(zhí)行模式:供應(yīng)商按物管員指定地點(diǎn)送貨,物管員定期根據(jù)各工廠物料需求計(jì)劃和庫存狀況,制定物料調(diào)撥計(jì)劃。

  • 快速應(yīng)對客戶訂單

    • 交期計(jì)算:根據(jù)物料和產(chǎn)能評估訂單交期,準(zhǔn)確、高效地制定可行的生產(chǎn)訂單。

    • 產(chǎn)能評估:通過基于約束的排產(chǎn)引擎,能夠科學(xué)合理地進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)的優(yōu)化排產(chǎn),可以及時(shí)、準(zhǔn)確地監(jiān)控車間的各項(xiàng)生產(chǎn)活動(dòng)、設(shè)備負(fù)荷能力、質(zhì)量狀態(tài)等,從而實(shí)現(xiàn)對作業(yè)任務(wù)的動(dòng)態(tài)調(diào)度能力。

    • 多計(jì)劃模式:支持多種計(jì)劃模式,如 MTO、ATO、MTS 等,以滿足不同客戶的需求。

    四、智能研發(fā)

    1. 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì):借助 CAD/CAE/CAM,實(shí)現(xiàn)從經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)到計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)變,融合研發(fā)設(shè)計(jì)過程,縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期,提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量。

    2. 產(chǎn)品生命周期管理平臺(tái)(PLM):創(chuàng)建研發(fā)資源池,加強(qiáng) “以產(chǎn)品為核心” 的數(shù)據(jù)管理,實(shí)現(xiàn)零部件標(biāo)準(zhǔn)化、通用化。

    3. 部門協(xié)同:細(xì)化開發(fā)流程,理順部門職責(zé)和邊界,促進(jìn)產(chǎn)品開發(fā)與采購、質(zhì)量、工藝工程、報(bào)價(jià)等部門的協(xié)同,實(shí)現(xiàn)研發(fā)業(yè)務(wù)一體化。

    4. BOM 設(shè)計(jì):BOM 設(shè)計(jì)支持客戶個(gè)性化要求,支持延遲性生產(chǎn)計(jì)劃策略,支持提高管理的顆粒度和成本核算的準(zhǔn)確性。

    五、智能工廠的實(shí)現(xiàn)路徑

    1. 系統(tǒng)集成:通過 PLM、ERP、APS、MES、WMS 和自動(dòng)化設(shè)備的無縫集成,打造互聯(lián)、感知的智能工廠。

    2. 仿真模擬:利用大數(shù)據(jù)分析打造柔性化智能工廠,通過數(shù)字仿真技術(shù)對虛擬工廠進(jìn)行對比分析,為達(dá)成、優(yōu)化工廠未來生產(chǎn)目標(biāo)提供參考。

    3. 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策:利用 MES 系統(tǒng)對大量生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,將大數(shù)據(jù)導(dǎo)入到仿真軟件進(jìn)行模擬仿真,將仿真數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)對比來發(fā)現(xiàn)設(shè)備瓶頸及產(chǎn)線瓶頸,進(jìn)行優(yōu)化獲得最大生產(chǎn)能力。

    通過 MC + FA 數(shù)字化集成落地項(xiàng)目,致力于打造智能工廠,實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí),提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量,滿足客戶個(gè)性化需求,提升企業(yè)競爭力。

    2?方案參考

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