柔性生產(chǎn)線方案.doc

柔性生產(chǎn)線建設方案一、建設背景（意義、背景）新世紀以來，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在孕育興起，全球科技創(chuàng)新呈現(xiàn)出新的發(fā)展態(tài)勢和特征。這場變革是信息技術與制造業(yè)的深度融合，是以制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化為核心，建立在物聯(lián)網(wǎng)基礎上，同時疊加新能源、新材料等方面的突破而引發(fā)的新一輪變革，將給世界范圍內(nèi)的制造業(yè)帶來深刻影響。為應對這一全球性變革，西方發(fā)達國家紛紛提出相應的策略。德國提出了德國工業(yè)4.0，美國提出了“再工業(yè)化”和“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的概念，英國也提出了“第三次工業(yè)革命”的概念。這一變革，恰與中國加快轉變經(jīng)濟發(fā)展方式、建設制造強國形成歷史性交匯，這對中國是極大的挑戰(zhàn)，同時也是極大的機遇。到2012年，中國制造業(yè)增加值為2.08萬億美元，占全球制造業(yè)20%，與美國相當，但卻大而不強。主要制約因素是自主創(chuàng)新能力不強，核心技術和關鍵元器件受制于人；產(chǎn)品質(zhì)量問題突出；資源利用效率偏低；產(chǎn)業(yè)結構不合理，大多數(shù)產(chǎn)業(yè)尚處于價值鏈的中低端。同時，我國工業(yè)面企業(yè)面臨著一些壓力。從區(qū)域上來看，現(xiàn)在長三角、珠三角的企業(yè)面臨勞動力成本上漲、市場萎縮、產(chǎn)業(yè)轉型的壓力，作為我國的老工業(yè)基地的東三省，企業(yè)也在大規(guī)模虧損，中西部地區(qū)作為產(chǎn)業(yè)轉移承接地也面臨很多問題。這些問題是我們發(fā)展中一直存在的問題。比如區(qū)域產(chǎn)業(yè)發(fā)展定位不夠清晰，區(qū)域產(chǎn)業(yè)結構趨同，沒有形成相互聯(lián)系的主體功能區(qū)，另外各地區(qū)在發(fā)展中基本處于互相競爭的關系，而不是競爭和合作關系。隨著經(jīng)濟增速下行，這方面問題越來越突出。中國政府經(jīng)過大量研究，提出了“信息化和工業(yè)化深度融合”的產(chǎn)業(yè)政策，并持續(xù)制定“中國制造2025”行動計劃、“互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)融合”行動計劃以及“工業(yè)云”行動計劃等，其目標和德國工業(yè)4.0、美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、英國第三次工業(yè)革命等提法基本趨同。都是希望在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革中，研究如何搶占新一輪發(fā)展的制高點。其本質(zhì)就是互聯(lián)網(wǎng)和傳統(tǒng)工業(yè)行業(yè)的融合，主攻的方向就是抓智能制造，這是解決我國制造業(yè)由大變強的根本路徑。過去五年，我國工業(yè)企業(yè)在研發(fā)設計方面應用數(shù)字化工具普及率已經(jīng)達到54%，近五年年均增長4個百分點?，F(xiàn)在很多工業(yè)企業(yè)甩開圖版，搞無紙化設計、數(shù)字化模型，這些方面的大量應用，減少了研發(fā)的周期，提高了設計的效率，也降低了研發(fā)成本。另外在規(guī)模以上的工業(yè)企業(yè)中，生產(chǎn)線上數(shù)控裝備比重已經(jīng)達到30%，近五年也是年均增長4個百分點。這些方面都有很好的發(fā)展勢頭。當然與發(fā)達國家相比還有差距，特別是在智能化方面。過去我們使用的一些數(shù)控系統(tǒng)、工業(yè)機器人，基本上是按人設定的程序作業(yè)，它自己并沒有人工的智能。所以就出現(xiàn)過有人在修理機器人的時候，一旦忘記關閉電源，機器人對人造成傷害甚至致死的情況。它沒有智能裝置能感知有人在這作業(yè)，設定的程序就不能工作。我們在高端的傳感器、重要的操作系統(tǒng)、數(shù)字化的基礎上需要進一步提高智能化的水平，這樣才能達到智能制造的要求。從產(chǎn)品上來說，現(xiàn)在也有一系列智能化的產(chǎn)品，比如工業(yè)機器人原來是數(shù)控化的、不智能的，將來工業(yè)機器人可能智能化。二、項目建設內(nèi)容：在未來的制造企業(yè)中，簡單勞動將主要由機器完成，“機器換人”會帶來普通勞動力的大量失業(yè)，被機器換下的人應該向新型的高端服務崗位轉移，但其前提是這些人才應掌握更多的跨學科知識。智能制造實訓室建設內(nèi)容包括：2.1柔性生產(chǎn)線系統(tǒng)建設1）柔性制造生產(chǎn)線硬件系統(tǒng)：柔性生產(chǎn)線是把多臺可以調(diào)整的機床聯(lián)結起來，配以自動運送裝置組成的生產(chǎn)線。生產(chǎn)線的軟件管理系統(tǒng)是產(chǎn)線控制的核心，通過軟件系統(tǒng)中信息的調(diào)整，可將多種生產(chǎn)模式結合，從而能夠減少生產(chǎn)成本做到物盡其用。當前中國制造業(yè)要進行降低成本、提升效率、提高生產(chǎn)質(zhì)量的產(chǎn)業(yè)結構升級，柔性生產(chǎn)線的生產(chǎn)組織方式是重要的發(fā)展方向。項目方案中計劃搭建車銑加工復合無人值守柔性生產(chǎn)線，生產(chǎn)線配置：毛坯由“料倉”存儲?！皺C械手”拿出毛坯后，放到傳送帶上（傳輸帶上可放料框），運送到機加工機位。再由“機械手”取出并裝到相應的機床上。加工完的零件也需要“機械手”卸活并放到“成品零件筐”內(nèi)?！俺善妨慵稹毙枰砼?。成品也可以由機械手卸活后放到傳送帶上，傳送至成品庫區(qū)（成品庫需另配）。 2）柔性生產(chǎn)線管理系統(tǒng)要構建柔性生產(chǎn)線，硬件設備的組織連接是外在的表現(xiàn)，而核心的控制大腦是軟件系統(tǒng)。軟件系統(tǒng)方案首先要滿足生產(chǎn)線的信息化要求，同時面向未來制造業(yè)的發(fā)展，展示先進的生產(chǎn)組織模式，提升學校人才培養(yǎng)的教學內(nèi)涵。模擬企業(yè)的生成組織過程：按企業(yè)的設計、工藝規(guī)劃、生產(chǎn)調(diào)度、庫房、操作工等人員角色及流程配置對應的軟件系統(tǒng)。在滿足生產(chǎn)要求的同時，構建生產(chǎn)組織的教學場景，使人才的培養(yǎng)模式不但滿足對操作技能的培養(yǎng)，還可以提升到對工藝流程、生產(chǎn)組織流程的培養(yǎng)，滿足未來高層次在校人才的需求要求，以及企業(yè)在職人員工作崗位和技能提升的培訓需求。實時監(jiān)控柔性生產(chǎn)線的生產(chǎn)狀態(tài)，實現(xiàn)信息及物理相結合的信息物理系統(tǒng)（CPS）：柔性生產(chǎn)線要能夠快速適應產(chǎn)品或工藝的變化，通過物聯(lián)及監(jiān)控技術將生產(chǎn)線所需的數(shù)據(jù)及時準確地推送給對應的設備，對生成過程中所需的各種信息收集、處理、反饋，對設備實行控制。規(guī)范管理物料及工裝夾具，提高生產(chǎn)準備效率：將柔性生產(chǎn)線生產(chǎn)所需的物料、刀具、夾具等規(guī)范管理，根據(jù)產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝要求，及時準確的準備所需資料，并配送到生產(chǎn)工位。柔性生產(chǎn)線軟硬件配置如下：2.2車間智能物流系統(tǒng)n 為了進一步完善實訓車間的數(shù)字化、信息化建設，提升實訓效益和管理水平，完善實訓過程中對物資的管理，對實訓過程中的庫存、材料消耗、物資去向、投入成本等信息進行統(tǒng)計和控制，構建信息化的庫房管理系統(tǒng)。通過對計劃、采購、庫存、工具等進行綜合管理，保障實訓教學活動的開展。因此，建設信息化的庫房管理系統(tǒng)具有緊迫性和現(xiàn)實意義。CAXA庫房管理重點幫助學校解決以下問題：n 物資分類：隨著機床種類、物料種類和工裝夾具等種類的增加，庫房物資種類繁多，查找不便，缺乏科學的分類和存放管理；n 業(yè)務辦理：隨著實訓規(guī)模的擴大，庫房的物資流動性正在增大，業(yè)務流程規(guī)范化和辦理效率有待提高。手工記錄費時費力且可能會出現(xiàn)人為的錯誤；n 物資統(tǒng)計：目前學校庫房管理主要還是側重在人工管理為主，計算機管理為輔的狀態(tài)。手工統(tǒng)計一方面工作量大，另一方面容易出錯，同時還無法快速響應各類細化報表需求；n 出入庫、借用、歸還等信息記錄主要通過紙質(zhì)文檔來實現(xiàn)，紙質(zhì)臺賬不易長久保存，查詢更是不便；n 目前學校實訓中心的信息化還需要進一步拓展。比如，庫房通過刷卡管理，讀取持卡人信息、權限和業(yè)務需求，實現(xiàn)物料申領、借用、歸還等操作。n建設目標：n 構建標準、規(guī)范的庫房存儲環(huán)境；n 規(guī)劃物資存放區(qū)域、規(guī)范物資分類和標識，對庫房存儲環(huán)境進行評估和提出改善建議，滿足物資對存儲環(huán)境的要求。n 建設信息化的物資分類管理和網(wǎng)絡環(huán)境；n 搭建網(wǎng)絡環(huán)境，滿足學校不同人員對庫房信息查詢使用的需求；對各類物資進行編碼和標識；科學地物資進行分類，滿足使用的方便和規(guī)范管理。n 建設規(guī)范的流程化的應用管理；n 規(guī)范庫房業(yè)務流程，協(xié)助學校實現(xiàn)規(guī)范操作，讓庫房管理系統(tǒng)順利上線，對人員權限進行設定，對業(yè)務流程進行優(yōu)化，提高執(zhí)行效率，減少管理盲點。n 建設高效節(jié)約的庫房管理系統(tǒng)，提升全體人員的成本意識。n 提升庫房業(yè)務辦理效率，縮減業(yè)務辦理的時間，保障老師在實訓教學活動順利開展；節(jié)約實訓投入成本，提高物資的利用率，資金的靈活性，使效益最大化。同時通過庫房管理系統(tǒng)統(tǒng)計數(shù)據(jù)提高全體人員的成本意識，減少浪費和消耗。n建設內(nèi)容：n 數(shù)字化庫房管理方案實現(xiàn)如下功能：n 庫存管理，實時庫存數(shù)量、金額查詢；n 庫房單據(jù)管理，庫房所有業(yè)務單據(jù)數(shù)字化，統(tǒng)一存放在服務器中；n 庫房查詢系統(tǒng)，對庫房各類單據(jù)進行分類查詢和統(tǒng)計匯總；n 用戶管理及通信 ，對庫房管理系統(tǒng)的用戶進行權限管理，打通一般用戶的需求與庫房管理者的信息通道，能夠及時對需求做出反應；n 物料分類信息管理，構建數(shù)字化庫房物料管理系統(tǒng)，實現(xiàn)庫房管理規(guī)范化、信息化。所有物料通過條形碼掃描儀進行信息入庫，構建立體式數(shù)字化倉庫，實現(xiàn)查詢信息化，匯總數(shù)字化。n 編碼和報表管理，除了對物料進行編碼外，還能對各類單據(jù)進行編碼管理，對各類輸出報表進行定義和管理；n 數(shù)據(jù)備份與恢復，保障數(shù)據(jù)安全。n 網(wǎng)絡環(huán)境n 網(wǎng)絡平臺采用星型拓撲結構，既要適合當前的實際情況，還要兼顧今后的發(fā)展要求，網(wǎng)絡具備高性能、高安全性、高可靠性，可管理、可增值特性以及開放性、兼容性、可擴展性。網(wǎng)絡拓撲及接入方式示意圖n 軟件環(huán)境n 系統(tǒng)支持Oracle11g，SQLServern 系統(tǒng)不限制注冊用戶數(shù)，支持并發(fā)用戶60個以上n 提供系統(tǒng)備份功能和恢復機制n 系統(tǒng)為中文簡體正版軟件n 提供各種系統(tǒng)相關的軟件培訓庫房管理軟件功能參數(shù)：n 1、基本數(shù)據(jù)管理：對庫區(qū)、貨位進行劃分，定義倉庫類別、入庫類別、出庫類別、計量單位、供應商等基礎信息；定義物品編碼的規(guī)則；可對軟件操作用戶的基本資料與權限、密碼等進行添加、修改、刪除等操作。同時要與信息化教學資源庫平臺系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交流。n 2、入庫管理：區(qū)分多種入庫方式，自動生成入庫單號，根據(jù)物品屬性自動生成儲位，并將入庫任務分解到各分庫，由各分庫進行入庫操作確認。n 3、出庫管理：可區(qū)分多種出庫方式，自動生成出庫單號，根據(jù)物品儲位將出庫任務分解到各分庫，由各分庫進行出庫操作確認，并可根據(jù)物品的流向生成下一級條碼。n 4、歷史記錄管理n 5、賬目管理：對發(fā)貨應收、收貨應付及庫存費用進行管理、查詢。n 6、低限管理：具有低限報警功能。n 7、編碼管理：庫存物品編碼導入、打印、查詢。n 8、產(chǎn)品檢驗管理：對產(chǎn)品的檢驗、質(zhì)量問題等有及時準確的統(tǒng)計，對生產(chǎn)部門的質(zhì)量問題進行及時的監(jiān)督和管理。n 9、庫存管理：不需要手工管理，當入庫和出庫時，系統(tǒng)自動生成每類產(chǎn)品的庫存數(shù)量，查詢方便；用戶可隨時盤點倉庫，自動生成盤點單據(jù)，使盤點工作方便快捷。n 10、庫存報表：實際庫存、可用庫存顯示，生成日報表、月報表，具備每日結存、庫齡分析等功能；可導出到Excel電子表格。n 11、分析報表：進行安全庫存分析，生成產(chǎn)品階段報表、產(chǎn)品進出報表、產(chǎn)品移庫報表。n 12、查詢管理：根據(jù)權限可進行空儲位的查詢、管理，出入庫的查詢、管理，貨物信息的查詢、管理等。n 13、數(shù)據(jù)導入、數(shù)據(jù)導出：系統(tǒng)具備數(shù)據(jù)備份功能，可將數(shù)據(jù)備份到其他存儲介質(zhì)上，也可將其他存儲介質(zhì)上的數(shù)據(jù)導入系統(tǒng)。n 14、權限設置：對操作員、管理員等進行權限設置。n 15、用戶設置：對相關信息進行設置、修改。n 16、管理軟件的資料數(shù)據(jù)需要和信息化教學資源庫協(xié)同管理平臺連接牽引式AGV，小車運行至物料車前，自動將物料車的拉柱掛上，然后牽引物料小車前進，到指定位置時自動卸下物料車，實現(xiàn)物料車的無人化搬運，可以大大節(jié)約工廠物料供送工人。AGV調(diào)動控制系統(tǒng)通過引進國外先進AGV調(diào)度控制算法、結合眾多工廠物料供送實際應用場景，獨立自主開發(fā)而成。該調(diào)度系統(tǒng)可實現(xiàn)工廠級的AGV系統(tǒng)運行管理、交通管制、任務分發(fā)、自動充電控制、地圖規(guī)劃等功能，同時可與MES系統(tǒng)、智能倉儲、生產(chǎn)線系統(tǒng)等實現(xiàn)無縫融合，打造全柔性