基于工业互联网平台工业在线应用解决方案
2021-03-21 17:04:00
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一、项目背景
目前，许多中小型离散制造企业仍然采用传统的管理模式，缺少信息化系统辅助，久而久之企业就会出现各种各样的问题；部分企业虽然已经部署了一些系统，但是会出现“成本高、落地难、效果差”的问题。同时人力成本、环保成本、原材料成本、贸易战都对企业经营带来巨大的影响。所以企业信息化不仅仅可以给企业带来新的活力，更是进一步通过优化生产、提高设备利用率能够快速提高企业生产效益。
二、问题与挑战
设备种类繁多，数据采集困难；设备处于异常待机或停机状态，没有相关统计，过程缺乏监控，导致设备实际利用率不足50%；产量、能耗等运行参数需要手工统计，缺乏时效性。
生产过程中投产情况和进度无法实时了解，导致计划排产没有参考依据，主观性、随意性、盲目性较大，车间产能利用不足；报工数据依靠手工统计，效率低下且准确度不高。
设备故障响应延迟往往达到数个小时，故障处理效率低，；员工责任意识弱，设备维护流于形式，跑、冒、滴、漏现象严重，故障频发；维修备件领取缺乏有效管理，多领备件不退库，年度备件费用上达数百万；设备台账无维护，确认车间实际可用设备往往需要多方电话沟通、现场核对。
对核心零部件尤其是刀具、模具，无法实施监测状态，换刀、换模都凭借主观判断，没有参考依据，可能导致成本浪费，也可能出现断刀、崩刃等异常情况，导致产品批量报废甚至设备损坏。
信息传递大多仍使用传统纸质方式，效率低、错误率较高、追溯比较困难；统计报表工作量大，且缺乏可视化展示，不够直观。
三、解决方案
方案主要由设备数据采集终端、工业在线系统、车间看板、刀具管理组成。
1、设备数据采集终端：
【主要性能参数】：
- 支持多网(移动、联通、电信)4G高速接入，采用LTE 3GPP Rel.9 技术，支持最大下行速率150Mbps，最大上行速率50Mbps；
- 电能采用开合式互感采集技术，可适配三相三线/三相四线制接入方式，整体采集误差≤2%，使用寿命长，安装施工方便；
- 脉冲采集，响应频率最高可达2hz，准确度可达99%以上；
- 硬件防护，采用高速光耦隔离，自带输入/输出短路保护功能，防止损坏连接设备；
【采集指标】：
2、工业在线系统：分为电脑端和手机端，面向管理人员、设备科、计划员、生产工人等多角色，不同角色使用的功能不同。
主要是对企业内所有的设备进行信息化管理，管理人员随时查看当日实时生产信息，包括企业生产状态、设备实时开机比、设备今日能耗、今日加工时长、今日待机时长；监控并查看设备的运行轨迹、设备实效分析、设备使用率、设备生产节拍、计划完成情况及设备能耗等多项指标。
主要用于企业设置所有的生产任务，包括任务单号、产品名称、生产数量、指定设备/设备组、生产周期等；制定任务后下发生产，生产工人根据对应的任务进行任务报工；管理人员可以查询任务的实时进度。
主要用于对模具、刀具等核心零部件进行管理。
对于模具，用户可以维护模具台账信息，支持“一模多腔”设置；系统实时监测模具的寿命以及预警，支持对模具的维修、保养、更换操作；
对于刀具，用户可以维护刀具台账信息，监控刀具的剩余寿命以及预警，支持操作换刀，查询刀具的更换信息。
主要用于设备日常的维修、保养、点检。用户通过扫码一键报修，在线记录维修过程以及对维修结果进行验证；通过制定设备的定期保养计划，自动生成任务提醒人员执行；记录设备相关备品备件的台账信息，记录出入库明细和实时库存数量。
自定义异常推送流程，定则定岗定人，各司其职；生产过程中任何异常通过一键发起安灯，提高生产异常响应效率，全过程记录可追溯。
统计报表主要用于查看各类生产数据汇总、分析，包括设备各项运行指标的统计分析（运行轨迹、设备实效分析、设备使用率、设备生产节拍、计划完成情况及设备能耗），并支持设备对比查询；生产统计（设备监测、状态统计、班次统计等）；维保统计（维修、保养、点检统计）；核心部件统计（刀具统计、模具统计）。
3、刀具管理看板：用于车间生产人员。
- 【寿命监控】实时展示设备上各个刀位号的刀具使用情况和刀具的剩余寿命；
- 【使用预警】当刀具剩余寿命到达设定阈值时或额定寿命时，会用不同的颜色标记；
- 【一键换刀】用户点击需要换刀的刀位，进行一键换刀操作。
4、车间大屏：用于车间生产管理人员。
包括企业日生产情况实时监控和企业近一月生产情况进行分析。
- 【企业日生产情况实时监控】包括今日生产状况、设备运行状态、设备运行轨迹、生产计划执行情况、产品完成情况、人员进展情况等。
- 【企业近一月生产情况进行分析】员工生产时间Top5、企业产量趋势分析、产品产量Top5、设备平均运行时间分析、用电趋势分析等。
四、项目成果
- 实时监控设备运行状态，对设备运行时间、产量、能耗等实时统计、分析，提高设备利用率，帮助管理者掌握车间生产状况，提高对车间生产管控能力；
- 呈现生产计划的实时状态、进度，辅助计划人员更好的安排计划；提高现场人员报工效率，省去大量的纸质记录传递，大幅提升部门间的数据协同；
- 有效降低车间设备维修响应时间，提高维修效率；通过计划性维护，提高设备使用寿命，减少异常停机、待机；
- 通过对设备核心部件的实时监测，提高核心部件的使用寿命，节省耗材成本，避免因核心部件的损坏导致产品报废和设备发生故障。
- 通过对人、机、料、法等数据收集、统计，形成多元化可视化报表服务，减少人工数据统计，大幅提高工作效率，促进企业信息化转型。
五、相关案例
1、浙江贝力得机电股份有限公司
机械轴承行业，专业生产设备300台，10多条精密磨削自动生产线，2条自动装配生产线和3条半自动装配生产线
【企业痛点】
- 无法实时监控计划的执行情况
- 人工填写容易出错且繁琐，计划完成率无法精准快速统计
- 对车间主任、班组长和操作工的产量考核数据统计困难，需要花费较多时间
- 流转的纸质单据较多，容易丢失
- 数据追溯查询困难
【实施方案】
对企业所有生产设备加装物联网盒子，一方面可以采集设备运行状态和实际产量等数据，还可对每台接入物联网的设备设置生产计划，再由系统实时监控生产计划的执行进度，一旦发现计划执行进度过缓或超额生产，则自动推送消息进行提醒。
【应用价值】
- 帮助企业实现车间数据透明化，给企业管理者提供详尽的车间生产状况。
- 实现线上车间计划管理，实施跟踪计划进度，无纸化管理生产现场。提升管理层所需数据的统计时间，及时反馈现场情况，让管理人员提前干预。
2、浙江精力轴承科技有限公司
【企业简介】
主营钻夹头制造，合作的客户有博世、LG、德朔、东成、锐奇等国内外厂商，产品远销欧美、中东、南美、东南亚等100多个国家和地区。
【企业痛点】
- 无法监控现场刀具使用次数
- 人工经验造成的刀具使用成本浮动较大
- 数据统计不准确，且繁琐
- 考核数据粗放，只能针对车间，无法了解设备使用成本
- 无法做精确的数据分析，找不到刀具成本突降突升的原因
【实施方案】
对企业所有生产设备加装物联网盒子，一方面可以采集设备运行状态和实际产量等数据，然后再给每台设备配置工业平板，使用刀具看板功能，实时监测设备上所有刀位上的刀具实时寿命，并进行换刀预警。
【应用价值】
- 轻松管理企业设备刀具寿命预警，帮助企业生产人员及时更换刀具，减少或降低因刀具磨损、异常崩刃导致产品质量问题。
- 帮助企业分析可延长刀具的使用寿命，降低一些成本开支，实现降本增效。
- 进一步通过数字化转型给企业带来更好的发展机遇，帮助企业优化精益生产管理。
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