精密機(jī)構(gòu)智能云網(wǎng)制造系統(tǒng)及應(yīng)用升級(jí) ——助力6C行業(yè)智能運(yùn)營(yíng)及應(yīng)用生態(tài)體系構(gòu)建
鴻富錦精密電子（成都）有限公司系鴻海科技集團(tuán)2010年在成都組建，總投資額約為美元21億元，項(xiàng)目首期總投資額為美元2.99億，注冊(cè)資本金95000萬(wàn)美金，是富士康科技集團(tuán)在西部打造的以平板計(jì)算機(jī)制造、電子顯示面板制造、6C科技整合服務(wù)等業(yè)務(wù)龍頭的電子信息產(chǎn)業(yè)基地，并在軟件開(kāi)發(fā)、精密模具生產(chǎn)、工業(yè)4.0、現(xiàn)代物流、電子商務(wù)、綠色智慧教育生態(tài)等領(lǐng)域不斷突破，成為四川先進(jìn)制造生產(chǎn)力的現(xiàn)代化企業(yè)。
圖1 富士康成都廠區(qū)布局圖
一、項(xiàng)目概況
在工業(yè)4.0和中國(guó)智能制造2025大潮流下，智能制造已成為制造業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力，而智能生產(chǎn)的最優(yōu)路徑就是“智能裝備搭載工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，運(yùn)用大數(shù)據(jù)運(yùn)算分析技術(shù)進(jìn)行智慧統(tǒng)籌運(yùn)營(yíng)。”成都富士康McEBG智能云網(wǎng)制造系統(tǒng)項(xiàng)目于2016年9月1日啟動(dòng)，主要為解決產(chǎn)銷(xiāo)不平衡、信息系統(tǒng)分散等問(wèn)題，通過(guò)數(shù)據(jù)高效挖掘，信息系統(tǒng)串接，專(zhuān)家系統(tǒng)結(jié)合人工智能分析，最終實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)制造管理智能化決策。
1. 項(xiàng)目背景
智能云網(wǎng)制造系統(tǒng)導(dǎo)入之前企業(yè)運(yùn)營(yíng)管理未達(dá)成高度信息集成化、智能化管理模式。各部門(mén)信息系統(tǒng)雖能夠獨(dú)立完成生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理，但數(shù)據(jù)互聯(lián)互通效率低，協(xié)同制造能力不足。通過(guò)多年制造經(jīng)驗(yàn)積累，提取企業(yè)運(yùn)營(yíng)關(guān)鍵指標(biāo)主要包括：人員指標(biāo)、設(shè)備參數(shù)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)、品質(zhì)信息、環(huán)安能耗。應(yīng)用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理優(yōu)化是企業(yè)順應(yīng)中國(guó)制造2025宏觀發(fā)展規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)智能制造轉(zhuǎn)型的必由之路。
目前國(guó)內(nèi)外企業(yè)信息化平臺(tái)系統(tǒng)已初具規(guī)模，但在制造業(yè)集成應(yīng)用尚不成熟。普遍存在通用性低、可靠性不足、迭代能力弱。若直接導(dǎo)入富士康使用，則需要富士康對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)式進(jìn)行大規(guī)改變。遂開(kāi)發(fā)基于富士康BEACON平臺(tái)的企業(yè)應(yīng)用級(jí)智能云網(wǎng)制造系統(tǒng)，旨在通過(guò)制造數(shù)據(jù)自動(dòng)感知、實(shí)時(shí)采集，分布式管理等技術(shù)，連接制造應(yīng)用微平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)資源統(tǒng)一分配、協(xié)同調(diào)度。集數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲(chǔ)、顯示和應(yīng)用于一體，推動(dòng)工廠數(shù)字化和智能化，減少不良浪費(fèi)，提升生產(chǎn)效率。
2.項(xiàng)目簡(jiǎn)介
智能云網(wǎng)制造系統(tǒng)目前從人、機(jī)、料、法、環(huán)五大類(lèi)別，針對(duì)關(guān)鍵數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計(jì)、分析，并在生產(chǎn)車(chē)間重點(diǎn)采集和監(jiān)控位置安置電子看板，顯示現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)能/良率/WIP/入庫(kù)等相關(guān)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)通過(guò)對(duì)比現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與生產(chǎn)執(zhí)行計(jì)劃，改變傳統(tǒng)信息傳遞方式，提升決策效率，使得各階層主管可以隨時(shí)查看最新可視化報(bào)表，數(shù)據(jù)時(shí)效性提高。
實(shí)現(xiàn)制造、倉(cāng)儲(chǔ)、物流、質(zhì)量監(jiān)控等各環(huán)節(jié)的一體化智能管控，簡(jiǎn)化工作流程，節(jié)約大量人工和時(shí)間成本，實(shí)現(xiàn)公司提質(zhì)、增效、降本、減存最終目標(biāo)。
圖2 智能云網(wǎng)制造運(yùn)營(yíng)監(jiān)控中心
3. 項(xiàng)目目標(biāo)
（1）建立McEBG工程、生產(chǎn)、品質(zhì)、運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)統(tǒng)一數(shù)據(jù)信息平臺(tái)；
（2）生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集流程E化，簡(jiǎn)化作業(yè)流程，提升企劃決策響應(yīng)時(shí)間；
（3）三階層生產(chǎn)戰(zhàn)情報(bào)告自動(dòng)生成、結(jié)果智能分析、數(shù)據(jù)異常自動(dòng)預(yù)警；
（4）生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)保留及查詢，形成生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)履歷。
二、項(xiàng)目實(shí)施概況
1. 項(xiàng)目總體架構(gòu)和主要內(nèi)容
（1）智能云網(wǎng)制造系統(tǒng)總體功能架構(gòu)
智能云網(wǎng)制造系統(tǒng)總體架構(gòu)主要分為：終端設(shè)備聯(lián)網(wǎng)與數(shù)據(jù)采層、應(yīng)用平臺(tái)層、數(shù)據(jù)中心型層及運(yùn)營(yíng)管理層。
通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)總線進(jìn)行設(shè)備集中控制，梳理各制造環(huán)節(jié)工業(yè)機(jī)理，分析定義出人員、設(shè)備、產(chǎn)能、良率等關(guān)鍵有效數(shù)據(jù)來(lái)源，布建智能裝備和數(shù)據(jù)采集基礎(chǔ)設(shè)施，接入SCADA系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)品在制造環(huán)節(jié)各制程生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和監(jiān)測(cè)，依托協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)和邊緣計(jì)算備實(shí)現(xiàn)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的歸一化和邊緣集成，完成車(chē)間數(shù)據(jù)向云端平臺(tái)集成。工、生、品、經(jīng)四管系統(tǒng)數(shù)據(jù)分類(lèi)調(diào)用，形成人流、金流、技術(shù)流、訊流、物流、過(guò)程流六流模型庫(kù)，便于不同階層管理者進(jìn)行數(shù)
據(jù)使用、流程優(yōu)化、系統(tǒng)整合及企業(yè)運(yùn)營(yíng)決策。
圖3 總體功能架構(gòu)
（2）智能云網(wǎng)制造系統(tǒng)功能架構(gòu)
智能云網(wǎng)制造系統(tǒng)目標(biāo)是從市場(chǎng)、資源、制造三部分進(jìn)行管理，制造段數(shù)據(jù)采集、分析、統(tǒng)計(jì)、預(yù)警是重點(diǎn)應(yīng)用項(xiàng)目。
主要包含車(chē)間計(jì)劃管理、設(shè)備管理、品質(zhì)追溯管理、車(chē)間物料管理、備品管理、人員出勤管理等。采集數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)清洗過(guò)濾后，在線自動(dòng)生成各類(lèi)WEB報(bào)表（產(chǎn)線產(chǎn)出、良率、報(bào)廢數(shù)、物料利用率、良率、在制品庫(kù)存狀態(tài)、工單實(shí)時(shí)進(jìn)度、設(shè)備良率分析、設(shè)備稼動(dòng)率OEE、多車(chē)間對(duì)比分析、關(guān)鍵缺陷及原因等），并對(duì)各廠部每日/月/季度/年綜合效率進(jìn)行智能分析。另外，根據(jù)海量數(shù)據(jù)記錄，對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)，對(duì)產(chǎn)能進(jìn)行智能排配，對(duì)資源（人力/設(shè)備/能源）等優(yōu)化配置，供不同職能管理人員進(jìn)行資源統(tǒng)一調(diào)度、分配。
圖4 系統(tǒng)功能架構(gòu)
2. 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)架構(gòu)
圖5 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)架構(gòu)
3. 具體應(yīng)用場(chǎng)景和應(yīng)用式
（1）產(chǎn)能監(jiān)控
快速掌握各廠區(qū)、產(chǎn)品的生產(chǎn)實(shí)績(jī)，生產(chǎn)主管通過(guò)系統(tǒng)第一時(shí)間提取生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息，及時(shí)分析問(wèn)題及驗(yàn)收?qǐng)?zhí)行成果，并依據(jù)時(shí)時(shí)信息制定行動(dòng)計(jì)劃或確認(rèn)重要決策。
圖6 生產(chǎn)戰(zhàn)情
（2）良率監(jiān)控
研發(fā)智能檢測(cè)裝備，關(guān)鍵工站&制程品質(zhì)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集，少許工站數(shù)據(jù)人工錄入，智能云網(wǎng)制造系統(tǒng)與物料批次綁定，使用在線SPC和專(zhuān)業(yè)工具，按照一定計(jì)算邏輯，自動(dòng)生成每日TOP不良因素、出貨良率、報(bào)廢率、SI批退率、綜合效率等相關(guān)報(bào)表。若出現(xiàn)趨勢(shì)異常，則即時(shí)分析、預(yù)警，實(shí)現(xiàn)品質(zhì)數(shù)據(jù)采集分析。各生產(chǎn)、品質(zhì)單位主管可根據(jù)自己管理的管轄范圍查閱良率狀況，嚴(yán)控不合格品的產(chǎn)生。
圖8 不良因素智能分析
（3）自動(dòng)化核心設(shè)備監(jiān)控分析
開(kāi)發(fā)TPM微應(yīng)用，實(shí)時(shí)收集自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備數(shù)據(jù)，掌握產(chǎn)出、稼動(dòng)、故障時(shí)間與首末件不良率分析等信息，依據(jù)產(chǎn)線人員所在線別、工段、工站、工位，以圖形化、顏色標(biāo)記，查看授權(quán)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。具備「快速報(bào)修」功能，在設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)短信及時(shí)通知維修人員，有效提升設(shè)備稼動(dòng)率，降低設(shè)備故障對(duì)產(chǎn)能的影響。
圖9 設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控
（4）人員出勤
每日生產(chǎn)在職人力、出勤人力、離職人力統(tǒng)計(jì)，準(zhǔn)確掌握生產(chǎn)人力情況，根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃需求及調(diào)整直接人力，避免某些工站人力富裕或不足，導(dǎo)致當(dāng)日產(chǎn)能不達(dá)標(biāo)。
（5）能耗監(jiān)控
實(shí)時(shí)生產(chǎn)能耗監(jiān)控，一旦達(dá)到能耗預(yù)設(shè)范圍值或供給故障，及時(shí)警報(bào)顯示，避免因能耗不足或超標(biāo)導(dǎo)致生產(chǎn)異常或出現(xiàn)生產(chǎn)事故。另外，于廢水排放口，安裝監(jiān)測(cè)設(shè)備，實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，每10秒向環(huán)保局傳輸監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，同步Apple合作伙伴IPE網(wǎng)站，進(jìn)行公眾監(jiān)督。
4. 安全及可靠性
（1）關(guān)鍵數(shù)據(jù)保護(hù)：在采取傳統(tǒng)安全防護(hù)基礎(chǔ)上，采用多重安全防護(hù)體系，對(duì)APP端、云端、設(shè)備端進(jìn)行通訊協(xié)議加密和訪問(wèn)安全認(rèn)證。數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)副本實(shí)時(shí)、定期備份，用戶身份簽名認(rèn)證，防止賬號(hào)偽造攻擊，賬號(hào)體系加密防止拖庫(kù)和撞庫(kù)等暴力攻擊，采用分布式數(shù)據(jù)中心，進(jìn)行云安全管理、云安全運(yùn)維。
（2）可靠性：建立監(jiān)控中心全程可視化，出現(xiàn)任何人員、設(shè)備、物料、數(shù)據(jù)、信息安全問(wèn)題能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并報(bào)警，并有專(zhuān)人定期檢查更新安全系統(tǒng)，避免數(shù)據(jù)存儲(chǔ)出現(xiàn)隱性異常問(wèn)題。
5. 其他亮點(diǎn)
（1）實(shí)時(shí)化、圖形化，互動(dòng)型看板，整合生產(chǎn)資訊，將目標(biāo)達(dá)成、瓶頸工站等重要指標(biāo)自動(dòng)匯算、透過(guò)顏色呈現(xiàn)實(shí)時(shí)更新。
（2）智能、綠色的工廠SCADA系統(tǒng)
圖14 SCADA 系統(tǒng)
三、下一步實(shí)施計(jì)劃
1. 整合McEBG 智能制造+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)McEBG 智能云網(wǎng)制造云平臺(tái)，是依托現(xiàn)有追溯系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)核心層制造、檢測(cè)、物流、能耗等設(shè)備集群信息自動(dòng)采集，突破原有信息多元錄入造成信息偏差問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)工、生、品、經(jīng)四管系統(tǒng)數(shù)據(jù)來(lái)源一致，并通過(guò)專(zhuān)家決策系統(tǒng)實(shí)“四管六流”信息及不同產(chǎn)品處之間經(jīng)驗(yàn)型共享，機(jī)構(gòu)件加工與成品組裝協(xié)同制造。同步在McEBG智能制造云平臺(tái)導(dǎo)入過(guò)程中實(shí)現(xiàn)三大升級(jí)：
（1）核心層資訊集成平臺(tái)化資訊集成升級(jí)；
（2）拉動(dòng)式制造生產(chǎn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)升級(jí)；
（3）技術(shù)優(yōu)勢(shì)型企業(yè)向?qū)＜蚁到y(tǒng)型化企業(yè)升級(jí)；
圖15 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)
2. 智能云網(wǎng)制造系統(tǒng)完善及推廣
完善生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)，優(yōu)化數(shù)據(jù)源，對(duì)各個(gè)制程、產(chǎn)品、物料、設(shè)備進(jìn)行全面布局，智能生產(chǎn)中橫向整合、縱向拓展、端對(duì)端集成工、生、品、經(jīng)四管系統(tǒng)，人流、物流、過(guò)程流、訊息流、現(xiàn)金流、技術(shù)流六流數(shù)據(jù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)核心數(shù)據(jù)全面采集監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)深入分析應(yīng)用。
在內(nèi)部應(yīng)用完善后，對(duì)智能智能云網(wǎng)制造系統(tǒng)進(jìn)行APP封裝，向集團(tuán)內(nèi)部其他園區(qū)推廣，同步向集團(tuán)外企業(yè)推廣，通過(guò)對(duì)不同領(lǐng)域的定制化功能升級(jí)，完善系統(tǒng)功能，升級(jí)成為工業(yè)領(lǐng)域通用系統(tǒng)功能，為其他企業(yè)提供智能制造全面解決方案。
3. 提升BIG DATE 獲取與AI應(yīng)用能力
通過(guò)創(chuàng)新整合現(xiàn)有通訊媒介、通訊方式，引入集團(tuán)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)BEACON平臺(tái)技術(shù)，以最小投入實(shí)現(xiàn)核心層設(shè)備集群企業(yè)云構(gòu)建。在數(shù)據(jù)采集過(guò)程中，通過(guò)進(jìn)行KPI指標(biāo)檢討，明確定義工業(yè)企業(yè)中的“關(guān)鍵、有效、微觀、納米”數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)核心層數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)價(jià)值最大化，提升數(shù)據(jù)分析及應(yīng)用能力，筑基人工智能系統(tǒng)化應(yīng)用。
四、項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)和實(shí)施效果
1. 項(xiàng)目先進(jìn)性及創(chuàng)新點(diǎn)
（1）數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性自檢：確保生產(chǎn)走動(dòng)采集數(shù)據(jù)都能準(zhǔn)確保存，在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)基數(shù)及參照當(dāng)量，如CNC某制程段，因設(shè)備性能不同，單片產(chǎn)品加工時(shí)間為10min~15min，故每小時(shí)單臺(tái)機(jī)產(chǎn)出不超過(guò)6pcs，一旦超過(guò)規(guī)定值，電子看板會(huì)顯示異常，避免質(zhì)量、加工程序、加工參數(shù)異常，并對(duì)該段時(shí)間加工數(shù)量作隔離處理，人員確認(rèn)后匯總至系統(tǒng)，防止錯(cuò)誤數(shù)據(jù)影響決策判斷；
（2）報(bào)表自動(dòng)生成：生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集匯總后自動(dòng)生成并附帶當(dāng)班重大異常及解決對(duì)策說(shuō)明，每周/每月會(huì)自動(dòng)匯總周報(bào)/月報(bào)及異常履歷表，以便后續(xù)查閱；
（3）時(shí)效性：實(shí)時(shí)電子看板系統(tǒng)每2分鐘刷新一次數(shù)據(jù)，真正做到數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)匯總，報(bào)表實(shí)時(shí)更新，第一時(shí)間全面掌握制造加工過(guò)程的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
2. 實(shí)施效果
（1）提升生產(chǎn)效率：各階主管可以隨時(shí)掌握每日達(dá)成、每周達(dá)成、每月達(dá)成，產(chǎn)能、良率、人力… 關(guān)鍵指標(biāo)，以便實(shí)時(shí)依據(jù)市場(chǎng)、客戶反饋及需求預(yù)測(cè)調(diào)整后續(xù)生產(chǎn)計(jì)劃，對(duì)資源進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，以更優(yōu)方式響應(yīng)市場(chǎng)變化。由「事后檢討」轉(zhuǎn)為「事中控制與事前預(yù)防」，提升應(yīng)變效率。
（2）提升設(shè)備異常回應(yīng)、解決時(shí)間加速：數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新匯總，每天不需要再進(jìn)行耗費(fèi)大量時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入。改善跨單位異常反應(yīng)、溝通處理效率，增強(qiáng)管理力與提升有效稼動(dòng)率。
（3）時(shí)時(shí)紀(jì)錄品檢，實(shí)時(shí)較調(diào)降低重工成本：首末件、換刀、每日設(shè)備點(diǎn)檢等運(yùn)維作業(yè)，均依據(jù)品檢紀(jì)錄進(jìn)行針對(duì)性的保養(yǎng)與較調(diào)。
（4）預(yù)估刀具更換，提前備料提升稼動(dòng)：掌握每把刀具使用壽命、預(yù)估更換需求時(shí)間；提前通知刀具庫(kù)進(jìn)行備料、校調(diào)，有效提升設(shè)備稼動(dòng)。
聲明
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