鈑金數字化智能工廠機遇與挑戰

“中國制造2025”正處于全面部署、加快實施、深入推進的新階段，面對信息化和工業化深度融合的進程中不斷涌現的新技術、新理念、新模式，工業競爭格局深度調整，工業企業外部環境變化和傳統運營模式難以為繼，亟待進行數字化轉型。而目前我國鈑金制作行業與國外相比，數字化和信息化方面差距較大，許多先進的數控鈑金設備僅是一個信息孤島，無法與管理系統進行有效的數據交流。國家先后出臺《關于加快推進智能制造裝備產業發展意見》、《關于開展省級制造業創新中心建設試點意見》等政策引導制造企業轉型升級，制造企業面臨著跨越發展的全新挑戰和機遇。

鈑金MES助力鈑金行業數字化轉型

企業在數字化轉型中會遇到各種各樣的問題，生產領域的、信息化領域的、自動化領域的，因此需要建立頂層框架來進行思考。

針對鈑金企業的數字化轉型結構設計可以分為三層，通過制造執行系統（MES）對人、機、料、法、環等生產要素進行生產調度、設備管理、物料配送、計劃排產和質量監控。底層是自動化車間，主要是自動化設備，由數控沖床、激光、折彎機、機器人、AGV小車、傳送帶等構成的智能柔性生產線。中間層是MES制造執行系統。上層是數字化企業層，包括精益管理和有關數據分析的服務。數字化車間藍圖如圖1所示。

圖1 數字化車間藍圖

鈑金智能工廠的設計

鈑金智能工廠是基于信息化的平臺，目的是通過融合MES、PLM、ERP、CAD、CAM等應用軟件，幫助企業打造一個數字化、信息化、智能化的“三化”工廠。各種信息流通過應用軟件交互傳遞，產品、材料和生產工藝生產人員知道在哪里，采購、銷售和管理人員也知道相應的數據，讓企業管理透明化，企業數據高效化。

CAD-CAM

⑴可以實現自動套裁，簡單快捷，如圖2所示。

圖2 在線自動套裁

⑵鈑金MES與CAD-CAM軟件接口打通，輕松實現加工代碼自動加載。

⑶將經驗知識數字化，降低對操作工的技術要求。

⑷成品拆解找到最佳工序。

ERP-MES

計劃執行、透明管理，實現鈑金MES與ERP接口的打通。

⑴ERP中的銷售訂單信息一鍵導入鈑金MES，實現生產端與管理端的數據共享，如圖3所示。

圖3 導入ERP系統訂單界面

⑵鈑金MES中的庫存管理模塊，在生產中實時動態更新庫存，減少庫存資金占用。

⑶通過操作員生產過程中開工、報工等一系列操作，全程跟蹤生產進度，生產狀況一目了然。

⑷產能消耗、設備OEE分析等報表一鍵生成，提高報表整理效率，管理者從繁雜的統計報表整理工作中解放出來。

Cloud Service

隨時隨地，移動辦公。鈑金MES部署在云服務器上（圖4），除了支持在PC端登錄、查看、操作以外，還支持手機APP端登錄操作，極大地方便了操作工的使用。

圖4 鈑金MES移動端

⑴設備負荷報表在線查看，隨時隨地監控設備負荷。

⑵設備故障預測，通過大數據分析，結合AI機器學習算法，對機床關鍵部位參數進行分析，提前發現設備故障，及時進行維修保養。

⑶遠程連接，遠程服務，AR掃碼查看機床3D拆解圖像，實時在線指導維修工作。

設備云端管理

物聯網智能網關（圖5），邊緣計算能力強大。

圖5 智能網關

⑴整合各類CNC通信協議；⑵多重身份校驗，從入口處保障通信安全。

通過機床關鍵位置加設智能網關進行數據的采集和處理，數據經過清洗分析后在平臺上匯總，打破信息孤島，在線統計設備運行信息，及時解決設備故障，保證訂單交期。同時，鈑金MES還支持通過短信、APP彈窗等多方式實現設備故障實時報警，提高設備維修處理速度。并且支持在線養護計劃的制定，養護任務在線下達，養護狀態實時跟蹤，備品備件即缺即補，操作手冊在線指導維修，最大程度地提高設備養護效率。

設備健康維護

通過在激光機床齒輪齒條、沖床絲杠上安裝傳感器，采集設備振動數據，智能網關轉化物理信號為數字信號，分析數字信號的數學特征，不斷進行擬合分析，找到最優算法，從而準確預判設備故障發生的原因。設備運行狀態分析界面如圖6所示。

圖6 設備運行狀態分析界面

⑴智能硬件傳感器頻帶寬，電壓輸出穩定；⑵可靠性高。

利用AR在線維修指導（圖7），支持配件三維拆解，全方位查看機械部件結構，節省維修人員出行成本。

圖7 AR在線運維指導

展望未來

“中國制造2025”是我國實現制造業轉型升級的關鍵，智能制造顧名思義是指在制造業當中著力推廣關鍵技術裝備、系統集成技術、數字化技術、智能制造成套裝備，持續不斷培育、完善和推廣智能制造新模式，提高制造業信息化程度和集成共享水平。亞威將繼續有力、務實地以“亞威智云”工業互聯網平臺的建設和有效應用為支撐，以MES軟件業務為核心的信息化系統和工業物聯網（IoT）服務業務，努力打造“硬件+軟件+云+集成+咨詢規劃”一體化解決方案和生態系統。

施偉

作者簡介

江蘇亞威智能系統有限公司項目總監，主要負責亞威股份對外的各類信息化建設及應用運維服務，主持并參與了公司ERP、MES、SRM、SCADA等項目，為客戶帶來了全新的智能制造新理念，并順利通過了2019年國家工信部智能制造新模式應用的現場評審。