基于工業互聯網平臺工業在線應用解決方案
2021-03-21 17:04:00
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一、項目背景
目前，許多中小型離散制造企業仍然采用傳統的管理模式，缺少信息化系統輔助，久而久之企業就會出現各種各樣的問題；部分企業雖然已經部署了一些系統，但是會出現“成本高、落地難、效果差”的問題。同時人力成本、環保成本、原材料成本、貿易戰都對企業經營帶來巨大的影響。所以企業信息化不僅僅可以給企業帶來新的活力，更是進一步通過優化生產、提高設備利用率能夠快速提高企業生產效益。
二、問題與挑戰
設備種類繁多，數據采集困難；設備處于異常待機或停機狀態，沒有相關統計，過程缺乏監控，導致設備實際利用率不足50%；產量、能耗等運行參數需要手工統計，缺乏時效性。
生產過程中投產情況和進度無法實時了解，導致計劃排產沒有參考依據，主觀性、隨意性、盲目性較大，車間產能利用不足；報工數據依靠手工統計，效率低下且準確度不高。
設備故障響應延遲往往達到數個小時，故障處理效率低，；員工責任意識弱，設備維護流于形式，跑、冒、滴、漏現象嚴重，故障頻發；維修備件領取缺乏有效管理，多領備件不退庫，年度備件費用上達數百萬；設備臺賬無維護，確認車間實際可用設備往往需要多方電話溝通、現場核對。
對核心零部件尤其是刀具、模具，無法實施監測狀態，換刀、換模都憑借主觀判斷，沒有參考依據，可能導致成本浪費，也可能出現斷刀、崩刃等異常情況，導致產品批量報廢甚至設備損壞。
信息傳遞大多仍使用傳統紙質方式，效率低、錯誤率較高、追溯比較困難；統計報表工作量大，且缺乏可視化展示，不夠直觀。
三、解決方案
方案主要由設備數據采集終端、工業在線系統、車間看板、刀具管理組成。
1、設備數據采集終端：
【主要性能參數】：
- 支持多網(移動、聯通、電信)4G高速接入，采用LTE 3GPP Rel.9 技術，支持最大下行速率150Mbps，最大上行速率50Mbps；
- 電能采用開合式互感采集技術，可適配三相三線/三相四線制接入方式，整體采集誤差≤2%，使用壽命長，安裝施工方便；
- 脈沖采集，響應頻率最高可達2hz，準確度可達99%以上；
- 硬件防護，采用高速光耦隔離，自帶輸入/輸出短路保護功能，防止損壞連接設備；
【采集指標】：
2、工業在線系統：分為電腦端和手機端，面向管理人員、設備科、計劃員、生產工人等多角色，不同角色使用的功能不同。
主要是對企業內所有的設備進行信息化管理，管理人員隨時查看當日實時生產信息，包括企業生產狀態、設備實時開機比、設備今日能耗、今日加工時長、今日待機時長；監控并查看設備的運行軌跡、設備實效分析、設備使用率、設備生產節拍、計劃完成情況及設備能耗等多項指標。
主要用于企業設置所有的生產任務，包括任務單號、產品名稱、生產數量、指定設備/設備組、生產周期等；制定任務后下發生產，生產工人根據對應的任務進行任務報工；管理人員可以查詢任務的實時進度。
主要用于對模具、刀具等核心零部件進行管理。
對于模具，用戶可以維護模具臺賬信息，支持“一模多腔”設置；系統實時監測模具的壽命以及預警，支持對模具的維修、保養、更換操作；
對于刀具，用戶可以維護刀具臺賬信息，監控刀具的剩余壽命以及預警，支持操作換刀，查詢刀具的更換信息。
主要用于設備日常的維修、保養、點檢。用戶通過掃碼一鍵報修，在線記錄維修過程以及對維修結果進行驗證；通過制定設備的定期保養計劃，自動生成任務提醒人員執行；記錄設備相關備品備件的臺賬信息，記錄出入庫明細和實時庫存數量。
自定義異常推送流程，定則定崗定人，各司其職；生產過程中任何異常通過一鍵發起安燈，提高生產異常響應效率，全過程記錄可追溯。
統計報表主要用于查看各類生產數據匯總、分析，包括設備各項運行指標的統計分析（運行軌跡、設備實效分析、設備使用率、設備生產節拍、計劃完成情況及設備能耗），并支持設備對比查詢；生產統計（設備監測、狀態統計、班次統計等）；維保統計（維修、保養、點檢統計）；核心部件統計（刀具統計、模具統計）。
3、刀具管理看板：用于車間生產人員。
- 【壽命監控】實時展示設備上各個刀位號的刀具使用情況和刀具的剩余壽命；
- 【使用預警】當刀具剩余壽命到達設定閾值時或額定壽命時，會用不同的顏色標記；
- 【一鍵換刀】用戶點擊需要換刀的刀位，進行一鍵換刀操作。
4、車間大屏：用于車間生產管理人員。
包括企業日生產情況實時監控和企業近一月生產情況進行分析。
- 【企業日生產情況實時監控】包括今日生產狀況、設備運行狀態、設備運行軌跡、生產計劃執行情況、產品完成情況、人員進展情況等。
- 【企業近一月生產情況進行分析】員工生產時間Top5、企業產量趨勢分析、產品產量Top5、設備平均運行時間分析、用電趨勢分析等。
四、項目成果
- 實時監控設備運行狀態，對設備運行時間、產量、能耗等實時統計、分析，提高設備利用率，幫助管理者掌握車間生產狀況，提高對車間生產管控能力；
- 呈現生產計劃的實時狀態、進度，輔助計劃人員更好的安排計劃；提高現場人員報工效率，省去大量的紙質記錄傳遞，大幅提升部門間的數據協同；
- 有效降低車間設備維修響應時間，提高維修效率；通過計劃性維護，提高設備使用壽命，減少異常停機、待機；
- 通過對設備核心部件的實時監測，提高核心部件的使用壽命，節省耗材成本，避免因核心部件的損壞導致產品報廢和設備發生故障。
- 通過對人、機、料、法等數據收集、統計，形成多元化可視化報表服務，減少人工數據統計，大幅提高工作效率，促進企業信息化轉型。
五、相關案例
1、浙江貝力得機電股份有限公司
機械軸承行業，專業生產設備300臺，10多條精密磨削自動生產線，2條自動裝配生產線和3條半自動裝配生產線
【企業痛點】
- 無法實時監控計劃的執行情況
- 人工填寫容易出錯且繁瑣，計劃完成率無法精準快速統計
- 對車間主任、班組長和操作工的產量考核數據統計困難，需要花費較多時間
- 流轉的紙質單據較多，容易丟失
- 數據追溯查詢困難
【實施方案】
對企業所有生產設備加裝物聯網盒子，一方面可以采集設備運行狀態和實際產量等數據，還可對每臺接入物聯網的設備設置生產計劃，再由系統實時監控生產計劃的執行進度，一旦發現計劃執行進度過緩或超額生產，則自動推送消息進行提醒。
【應用價值】
- 幫助企業實現車間數據透明化，給企業管理者提供詳盡的車間生產狀況。
- 實現線上車間計劃管理，實施跟蹤計劃進度，無紙化管理生產現場。提升管理層所需數據的統計時間，及時反饋現場情況，讓管理人員提前干預。
2、浙江精力軸承科技有限公司
【企業簡介】
主營鉆夾頭制造，合作的客戶有博世、LG、德朔、東成、銳奇等國內外廠商，產品遠銷歐美、中東、南美、東南亞等100多個國家和地區。
【企業痛點】
- 無法監控現場刀具使用次數
- 人工經驗造成的刀具使用成本浮動較大
- 數據統計不準確，且繁瑣
- 考核數據粗放，只能針對車間，無法了解設備使用成本
- 無法做精確的數據分析，找不到刀具成本突降突升的原因
【實施方案】
對企業所有生產設備加裝物聯網盒子，一方面可以采集設備運行狀態和實際產量等數據，然后再給每臺設備配置工業平板，使用刀具看板功能，實時監測設備上所有刀位上的刀具實時壽命，并進行換刀預警。
【應用價值】
- 輕松管理企業設備刀具壽命預警，幫助企業生產人員及時更換刀具，減少或降低因刀具磨損、異常崩刃導致產品質量問題。
- 幫助企業分析可延長刀具的使用壽命，降低一些成本開支，實現降本增效。
- 進一步通過數字化轉型給企業帶來更好的發展機遇，幫助企業優化精益生產管理。
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