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智能制造的理论探究:施耐德打造“通明工场”
2016-10-27

       “中国制造2025”是关乎我国制造业转型晋级、争取新一轮产业革命话语权的严重计谋办法,而智能制造则是该计谋落实的核心内容。施耐德(北京)中低压电器有限公司(以下简称“施耐德”)正在智能制造范畴有着薄弱的手艺贮备取奇特看法,积聚了大量实践经验。

  近年来,跟着国际家当合作加剧、生产成本上升、内部市场需求放缓等诸多不利因素影响,施耐德也面对着产物竞争力下落、利润下滑等逆境。为此,施耐德展开了“通明工场”建立并与得了优越效果,那对我国实在推动智能制造具有主要的参考代价。

  施耐德于2012年实行“通明工场”建立,构建以数据融会取通明为特性、以智能生产管理为关键技术、以伶俐能源管理和粗益生产管理为中心体系、以信息化为根蒂根基平台的智能制造系统。停止2015岁尾,施耐德全员劳动生产率较2012年年均进步12%,生产成本年均低落5%,能源消耗年均低落4%,极大天进步了产物竞争力,那使得施耐德(北京)工场正在集团内部的合作中保持了产物综合本钱的上风,加强了对外洋市场的出口。施耐德“通明工场”的做法可归纳综合为以下三点。

  以“产业以太网”为依托构建通明融会的数据体系

  该体系供应了一个面向产业自动化的以太网解决方案,其中心是接纳Modbus TCP/IP,运用TCP/IP物理层以太网,开辟基于IT(Internet)的产物和自动化体系。与此同时,施耐德电气公司的一些产物都可内置WEB服务器和浏览器,能从互联网上实现对产物的可视化接见:即运用TCP/IP,可引入网页手艺,经由过程一台内置网页的变频器,可正在体系网页上阅读每台机械的工况状况和状况参数。因为Modbus是一种齐开放、免费供应、异常轻易明白和实行的和谈,从20世纪70年月降生以来,一向正在差别的产业发域中获得普遍运用,是一种事实上的产业尺度。其主机/从机通讯机理能很好天知足确定性的要求,那正好取互联网的客户机/服务器的通讯机理相对应。同时,Modbus正在产业自动化发域中具有很下的机能价格比,是一种开放的幻想解决方案。

  如许,经由过程开放的网络、开放的控制器、开放的软件打造集成开辟平台,充裕整合信息流取数据流,施耐德“通明工场”从企业级、运营级、掌握级、装备级四个维度构建了一个完好而开放的操纵平台,实现对一切生产线及一切工具的集成。该体系实现了从数据传输到信息整顿、再经由过程信息去掌握装备的全过程管理,有用进步了消费效力、低落了能耗。比方,质料配送形式由后端反应晋级为前段预判,当某一生产线质料低落到肯定储量时体系主动停止优化配送,包管生产线的一连高效运转。

  全方位归入体系运转施展差别层级员工的感化

  “通明工场”根据差别层级架构,竖立了一套包孕企业负责人、工场运营司理、车间班组长、一线工人的绩效管理体系,正在“产业以太网”体系中赐与接入端口,实现与其他层级职员实时交换反应。正在该体系中,企业负责人存眷及时、正确的绩效管理、周全集中监控、运营效力进步;工场运营司理存眷整体装备效力(OEE)提拔、鉴别提拔效力的关键环节、有针对性天采取措施;车间班组长存眷提拔产品质量合格率;一线工场存眷生产过程中的手艺题目并及时反应至体系,由上层决策人员快速供应解决方案。若是题目正在划定时间内已获得处理,则会逐级上报直至获得处理。该体系包管了“通明工场”整体运转的不间断及高效率。经由过程该体系,北京施耐德公司确保了一线工人正在生产过程中碰到的实际问题能够正在5分钟内反应至车间班组长、10分钟内反应至工场运营司理、15分钟内反应至企业负责人。

        再如施耐德为美洲豹汽车消费厂打造的“通明工场”:该汽车制造厂生产线分为六个楼区,每个楼区内运用热备冗余100M以太网光纤环网,均为自力的子网络,各楼区之间需求传输互相连锁的信息。每个楼区生产线的PLC和机器人焊接机离别由控制中心的内置交流器掌握。全部生产线取公司的广域网相连。为平安起见,接纳路由器手艺停止断绝,经由过程模板化设想后,“通明工场”体系组态构造异常天真,几乎不用作任何修正,便可扩大模块和子系统,能实现“即插即用”,适可而止天增加单元和装备。如许,经由过程天真的控制系统,实现了对生产过程的实时反应取革新提拔,极大进步了效力并低落消费故障率。

  构建“互联网+”管理体系供应体系解决方案

  作为传统消费型企业,为补充正在系统管理方面的自然短板,近年来施耐德有用整合集团内内部资本,盘绕数字化转型停止了一系列有用并购,个中90%集中于软件业务。比方,2014年施耐德以34亿英镑(约合52亿美圆)的价钱完成了对英维思(Invensys)的收买,后者是一家专注于产业软件、体系和掌握装备制造的公司,其正在历程制造掌握方面的气力超群。厥后,施耐德胜利构建了EcoStruxure管理平台,对电力管理、历程取机械管理、楼宇管理等环节实现有用的能耗掌握。经由过程该平台,每一个工场及生产线皆能实时监测能耗状况和破绽,并有的放矢天予以革新。同时,经由过程EcoStruxure管理平台,总部也能清楚把握旗下每一个通明工场运转的整体状况。

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  施耐德作为环球能效管理专家,借为其他制造业企业供应了一系列电气数据中央解决方案,包孕英飞集成体系解决方案(InfraStruxure-TM)、预制模块化数据中心等。这些解决方案基于“云停当”的观点,针对云时期客户需求,为其供应电力管理、制冷、配电等方面效劳,有用低落制造业企业的能耗程度。比方,英飞集成体系解决方案可周全实现硬件、软件的系统性集成,旨在资助企业轻松设想并构建周全支持其当前及将来业务需求的IT物理基础设施;预制模块化解决方案隐着简化了计划、设想、建立数据中心的历程,使得数据中心的布置更快速、更可展望,同时具有取业务同步扩大、下安全性取可靠性等特性。

  以粗益生产管理为中心体系打造全方位通明工场

  整体来看,施耐德“通明工场”是竖立正在以智能生产管理为中心体系之上的一套粗益化生产形式,从而实现生产过程的智能化取绿色化。那套中心体系包孕了伶俐能源管理体系及智能粗益消费体系两大部分。个中:伶俐能源管理体系又由差别子系统及解决方案组成,比方全厂能源管理体系、智能配电体系解决方案、节能增效解决方案等;而智能粗益消费体系则包孕了粗益才能中央、数字化工场及智能网联、智能自动化体系等差别组成部分。

  以伶俐能源管理体系为例,它已普遍应用于化工、冶金、有色、水泥等传统下耗能、下排放行业,供应了一套行之有效的行业节能解决方案,别的该体系也正在中亚变频器EMC业务等范畴被普遍运用。而智能粗益消费体系则可为差别行业供应伶俐工场解决方案、粗益消费征询、智能产线自动化革新计划等效劳,如机器、食品饮料、医药等大中型制造类企业已普遍接纳“通明工场”解决方案。

  另外,施耐德还构建了效劳于当局管理的整套产业信息化云平台,包孕全省能源管控中央(卖力能源监控及管理),省级能源交易中心(卖力电力峰谷生意业务、碳生意业务等)、省级制造业信息中心(卖力差别行业的齐产业链管理)。如许,经由过程充裕应用“互联网+”手腕,以产业信息化云平台作为当局推动“中国制造2025”的根蒂根基,以伶俐能源管理体系取智能粗益消费体系为企业实现智能制造的具体措施取抓手,便可打造出全方位的“通明工场”系统。

  总而言之,施耐德“通明工场”虽不是竖立正在大规模自动化消费装备之上,但却充裕应用“互联网+”的体式格局实现了内部高效智能管理,提拔了现有装备及职员的运转效力,即“智能消费+智能管理”形式,经由过程构建包罗制造实行体系(MES)和先辈历程控制系统(APC)的制造业自动化体系,及时检测生产过程中泛起的题目并实时处置惩罚,掌握工艺流程,提高产品质量,那恰是智能制造理念的正确理论。

  现在施耐德“通明工场”的观点已被宽大用户接管,并正在制造业、电力、水电、冶金、矿山、交通、基础设施等范畴普遍运用。

  从整体上看,我国仍处在“产业2.0”补课、“产业3.0”提高、“产业4.0”树模的多形式并存状况。施耐德“通明工场”建立作为智能制造的理论探究,实现的不仅是进步消费自动化前提,更是经由过程有用管理体系进步全员到场度和运转效力,那使得我们对智能制造的内在有了极新的熟悉取明白,即实现智能制造并不是一挥而就、一步到位的历程,应联合实际前提取资本天禀,对生产流程管理、生产工艺提拔等环节停止逐渐优化,不应只正视“硬设备”晋级而疏忽“硬气力”提拔。因而,为早日实现我国制造业智能晋级,更好推动“中国制造2025”计谋,需求对目前我国智能制造理论中的一些误区停止深思。 

 
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