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  • 工业4.0在工业企业内实施的架构思考【一】

    德国“工业4.0”将积极部署 信息物理系统(CPS CPS,Cyber-Physical Systems))平台,实现工厂的“智能制造”。

    “智能制造”已成为全球制造业发展的新趋势,智能设备和生产手段在未来必将广泛替代传统的生产方式。

    CPS将改变人类与物理世界的交互方式,能够使未来制造业中的物质生产力与能源、材料和信息3种资源高度融合,对实现“智能工厂”和“智能制造”提供有效保障。

    美国、德国等世界工业强国都高度重视信息物理系统的构建,加强战略性、前瞻性的部署,并已取得了积极的研究进展。

    而我国目前的制造业发展仍然以简单的扩大再生产为主要途径,迫切需要通过智能生产、智能设备和“工业4.0”理念改造和提升传统制造业。

    系统架构目标

    1).纵向集成; 【Y轴】

    纵向集成就是解决企业内部信息系统孤岛 的集成,统一由一个核心系统构成,这是以下步骤的基础;

    2).横向集成;

    横向集成,是打通价值链 以及信息网络所实现的一种资源整合,即 集团公司外部 和 内部 方案或者资源的共享。

    可以是通过企业门户的B2B,B2C的Internet技术实现,将企业内部对外的信息门户进行通讯;

    企业内部:比如 优化过的解决方案,优秀的信息化专家,甚至是财务共享中心,统一的人员招聘平台,已标准化的服务,更低的边际成本,更快的响应时间 提供服务;

    企业外部:对客户, 通过CRM,WEB8D系统,具体场景可以是 外部客户的一次售后服务,通过此系统记录出 服务人员,针对产品,反映的问题,后续的跟进事项,客户的反馈等待;

                对供应商,自助查询个人信息,货物到位情况,寄售结算信息,预计结账到账日期,以及货物的条码等;

    3).端到端集成;

    人的层面: 通过BPM 业务流程再造, 打通总部/工厂/部门 的流程整合, 根据企业实际业务流程进行职责清晰化,岗位明确化,精简审批,实现流程效率的提升;

                  再通过ERP内部审批release strategy, GRC职责分离 , OA的审批工作流, 合同文档管理的 授权进行流程固化l

    数据的层面:通过XI,中间件技术,DataHub技术,将不同系统的异构数据打通;(比如PLM,MES,ERP,Portal,HR,SRM等)

                  主要解决异构系统的连通性,实时交换,沟通频率同步等技术问题;

    以笔者的客户企业为例,金属加工行业,各个工段的排序/排产 统计 还是通过CT技术员 手工统计书面报表,再加上 Excel计算为基础,首先需要梳理的是企业工厂内部一穷二白的 网络信息基础,以及各部门间的利益分配难点

    通过传感器 和 RFID条码 打通MES / ERP / PLC / 的信息交换, 从模具/组装工厂 变成 数字化工厂,但是每一个嵌入式子节点的打通都极其具有复杂度,且还要保障工厂内的网络稳定和系统健壮性;

    1).部署一个统一的内部wifi网络,和各个站点【端口】用于部署 RFID扫描枪/迷你打印设备【用于打印生产工单数据】 等;

    2).对传统的机器设备进行改造,在保留原有加工能力的前提下,加装传感器,PLC可编程控制器,RFID识别设备, 通过PLC可编程控制单元采集生产过程中的数据(工时/缺陷率/故障数等)

    3).由于各个设备的系统参数不一样,需要统一部署一个基于元数据结构的数据辞典,用于系统索引;

    4).打通车间级别的MES系统 和底层控制单元PLC的数据通信 和交互机制,部署中间件平台;【比如基于XML/XSLT的数据交互格式】这部分的工作 需要紧密的和PLC供应商合作,提出技术需求文档;

    5).再自底部向上 打通MES系统和ERP系统的数据通信(比如 XI/RFC通讯 ), 交互比如 生产批次,完工生产数量,排产信息,实际工时信息统计,完工信息,缺陷产品数量 等; 

    【比如SAP的完工confirmation CO11N之类确认的信息】

    未完待续

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