一种5G智能制造数字化车间的制作方法

一种5g智能制造数字化车间
技术领域
1.本发明涉及智慧工厂技术领域，尤其涉及一种针对橡胶制造工业的智能制造数字化车间。


背景技术：

2.在橡塑制造领域，涉及较多的小批量、个性化订单，最大难点在于原料的材种、材质和尺寸差异大、规格多、型面复杂，影响生产效率。需要先进供应链系统、财务系统、生产系统、生产计划管理系统和智能的硬件支持，因而对整个系统的设计、信息系统和设备智能化程度提出高要求。项目通过智能生产线的创新及应用，针对不同规格尺寸的产品，进行工艺分组，建立相适应的智能化产线模式，解决该项技术难点。
3.现有橡塑制造系统在产品设计端与生产端软件尚未完全打通。难以做到商务订单与生产系统的完美衔接，要么强在设计端，要么强在生产管理端，难以实现无缝集成。因包含多学科领域，因此其业务集成、信息流的控制上难度大。项目针对整个数字化车间智能化要求高的技术难点，通过产学联合，多方协作，自主研发和引进行业先进信息技术系统，实现工艺装备、erp信息系统、mes系统的贯通，实现高智能化的橡塑数字化生产车间、模具数字化车间、工业机器人车间的搭建。
4.订单准时交付要求高，导致工厂排单困难。庞大的、多样化的订单量以及客户越来越严苛的交付要求，令人工排产难以满足橡塑制品高效率生产模式的要求，因此开发了一套具有一定人工智能特性、能实时处理突发情况、具有快速优化求解算法的高级排产系统。项目通过erp系统实现财务+供应链+生产的无缝对接，根据业务单据，结合系统智能会计平台，自动生成财务数据，快速自动计算产品成本，为报价提供精准数据支撑。此系统具有智能程度高、高效率等特点。在实际生产环节采用高度智能化的倒冲领料模式，实现自动领料，大大提升了工艺效率。
5.商务信息系统、管理系统和生产系统深度融合问题。在订单需求、生产管理、生产执行过程中，信息流贯穿的环节多、流程长，每个环节必须实现信息流的紧密耦合。项目以工业互联网、移动互联网云平台为基础，创新应用信息技术、大数据处理技术等，实现从商务前段到生产后端整个产业流程的深度融合。在引进具有国内先进水平的信息技术基础上，自主研发核心装备体系，以信息驱动制造，制造信息自动反馈更新到商务前段，实现从商务到最终生产执行环节的信息化、智能化，依托大数据技术完成橡塑制品制造整个过程分析，为企业战略决策提供支撑。
6.同时5g作为一种新型移动通信网络，不仅解决人与人通信，为用户提供增强现实、虚拟现实、超高清(3d)视频等更加身临其境的极致业务体验，更解决人与物、物与物通信问题，满足移动医疗、车联网、智能家居、工业控制、环境监测等物联网应用需求。目前5g已渗透到经济社会的各行业各领域，成为支撑经济社会数字化、网络化、智能化转型的关键新型基础设施。


技术实现要素：

7.为解决上述问题，本发明提供以下方案：
8.一种5g智能制造数字化车间，包括智能产线及数字化平台，所述数字化平台包括生命周期管理系统、企业资源计划系统、制造执行系统；所述智能产线包括监控与数据采集系统、现场设备；
9.所述监控与数据采集系统包括数据采集模块、现场监视模块、设备控制模块及数据管理模块；所述数据采集模块采集现场设备运行数据；所述现场监视模块监视现场设备运行状况；所述设备控制模块控制现场设备运行，数据管理模块分别与数据采集模块、现场监视模块、实时控制模块双向连接；所述监控与数据采集系统与现场设备通过工业控制网络相互连接；
10.所述监控与数据采集系统通过无线网络与数字化平台双向连接，所述数据管理模块的输出端分别与生命周期管理系统、企业资源计划系统连接及现场设备的输入端连接，所述数据管理模块输入端与制造执行系统连接；所述生命周期管理系统、企业资源计划系统的输出端分别与制造执行系统的输入端连接，所述制造执行系统的输出端与数据管理模块的输入端连接。
11.进一步地，所述制造执行系统包括企业物料清单及技术状态管理模块、数字化产品规划模块、数字化产品协同研制模块、数字化产品工艺模块、数字化产品维护维修模块；所述制造执行系统接收中央处理模块发送的数据进行处理，并将控制信息通过中央处理模块发送至监控与数据采集系统以控制现场设备。
12.进一步地，所述生命周期管理系统包括工单管理模块、质量管理模块、设备管理模块、物料管理模块、生产过程管理模块、报表和档案管理模块；所述企业资源计划系统包括会计核算模块、生产功能模块、供应商管理模块、成本管理模块、销售功能模块、客户管理模块、采购管理模块、库存管理模块及质量管理模块；所述生命周期管理系统及企业资源计划系统均与制造执行系统连接，生命周期管理系统将工单信息、质量信息、设备管理信息、物料管理信息、生产过程管理信息进行处理后生成产品工艺数据发送至制造执行系统；所述企业资源计划系统将会计核算数据、生产功能数据、供应商信息数据、成本数据、销售数据、客户数据、采购数据、库存数据及质量管理数据传送至制造执行系统。
13.进一步地，所述现场设备包括但不限于智能装备、工装工具、工艺设备、检测设备、物料传送装置，所述数据采集模块、现场监视模块及实施监控模块分布于现场设备中各种装置对应位置进行数据采集，并且所述各种装置通过监控与数据采集系统进行控制。
14.进一步地，所述企业资源计划系统、生命周期管理系统均通过制造数据中心模块与制造执行系统连接；所述制造数据中心模块接收企业资源计划系统及生命周期管理系统内模块发送的数据，传输至制造执行系统内。
15.进一步地，所述企业资源计划系统还与外部网络商城连接，网络商城生成订单，根据订单的不同状态企业资源计划系统内销售功能模块生成对应业务单据，并同步生成会计记录，并将数据发送至生产执行系统以控制产线生产。
16.进一步地，所述智能产线与数字化平台均配置5g通信模块以传输数据。
17.本发明的有益效果为：
18.1.通过企业资源计划系统、生命周期管理系统、制造执行系统及监控与数据采集
系统整合企业各项生产相关信息对现场设备进行管理控制，提高产能，提高企业全自动化管理程度；
19.2.企业资源计划系统集成贯通了会计核算模块、生产功能模块、供应商管理模块、成本管理模块、销售功能模块、客户管理模块、采购管理模块、库存管理模块及质量管理模块，实现财务+供应链+生产一体化管理。根据业务单据，自动生成财务数据，快速自动计算产品成本三大项目：直接材料、制造费用、直接人工费用，并按完工产品自动计算产品成本，形成实时成本，能快速定位产品成本方向，为报价提供精准数据支撑。
20.3.根据商城订单的不同状态，与企业资源计划系统订单同步生成对应的业务单据，并同步生成会计分录。产品完工入仓后，由发货人员填写快速发货信息，如物流单号，再同步至商城系统订单的状态为已发货。当c端客户确认收货后，企业资源计划系统同步生成收款单。从而实现商城—企业资源计划系统—制造执行系统
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物流各个业务领域无缝对接，打造产品设计、制造、配送一体化的全自动智能化现代企业管理模式。
21.4.搭载5g通讯模块，通过5g网络传输数据，高速率、低时延。
附图说明
22.图1为发明系统原理框图。
具体实施方式
23.现结合附图对本发明进行详细说明：
24.实施例1：如图1所示，一种5g智能制造数字化车间，包括智能产线及数字化平台，所述数字化平台包括生命周期管理系统、企业资源计划系统、制造执行系统；所述智能产线包括监控与数据采集系统、现场设备；
25.所述监控与数据采集系统包括数据采集模块、现场监视模块、设备控制模块及数据管理模块；所述数据采集模块采集现场设备运行数据；所述现场监视模块监视现场设备运行状况；所述设备控制模块控制现场设备运行，数据管理模块分别与数据采集模块、现场监视模块、实时控制模块双向连接；所述监控与数据采集系统与现场设备通过工业控制网络相互连接；
26.所述监控与数据采集系统通过无线网络与数字化平台双向连接，所述数据管理模块的输出端分别与生命周期管理系统、企业资源计划系统连接及现场设备的输入端连接，所述数据管理模块输入端与制造执行系统连接；所述生命周期管理系统、企业资源计划系统的输出端分别与制造执行系统的输入端连接，所述制造执行系统的输出端与数据管理模块的输入端连接。
27.所述制造执行系统包括企业物料清单及技术状态管理模块、数字化产品规划模块、数字化产品协同研制模块、数字化产品工艺模块、数字化产品维护维修模块；所述制造执行系统接收中央处理模块发送的数据进行处理，并将控制信息通过中央处理模块发送至监控与数据采集系统以控制现场设备。所述生命周期管理系统包括工单管理模块、质量管理模块、设备管理模块、物料管理模块、生产过程管理模块、报表和档案管理模块；所述企业资源计划系统包括会计核算模块、生产功能模块、供应商管理模块、成本管理模块、销售功能模块、客户管理模块、采购管理模块、库存管理模块及质量管理模块；所述生命周期管理
系统及企业资源计划系统均与制造执行系统连接，生命周期管理系统将工单信息、质量信息、设备管理信息、物料管理信息、生产过程管理信息进行处理后生成产品工艺数据发送至制造执行系统；所述企业资源计划系统将会计核算数据、生产功能数据、供应商信息数据、成本数据、销售数据、客户数据、采购数据、库存数据及质量管理数据传送至制造执行系统。
28.所述现场设备包括但不限于智能装备、工装工具、工艺设备、检测设备、物料传送装置，所述数据采集模块、现场监视模块及实施监控模块分布于现场设备中各种装置对应位置进行数据采集，并且所述各种装置通过监控与数据采集系统进行控制。
29.所述企业资源计划系统、生命周期管理系统均通过制造数据中心模块与制造执行系统连接；所述制造数据中心模块接收企业资源计划系统及生命周期管理系统内模块发送的数据，传输至制造执行系统内。
30.所述企业资源计划系统还与外部网络商城连接，网络商城生成订单，根据订单的不同状态企业资源计划系统内销售功能模块生成对应业务单据，并同步生成会计记录，并将数据发送至生产执行系统以控制产线生产。所述智能产线与数字化平台均配置5g通信模块以传输数据
31.本发明通过企业资源计划系统、生命周期管理系统、制造执行系统及监控与数据采集系统整合企业各项生产相关信息对现场设备进行管理控制，提高产能，提高企业全自动化管理程度；企业资源计划系统集成贯通了会计核算模块、生产功能模块、供应商管理模块、成本管理模块、销售功能模块、客户管理模块、采购管理模块、库存管理模块及质量管理模块，实现财务+供应链+生产一体化管理。根据业务单据，自动生成财务数据，快速自动计算产品成本三大项目：直接材料、制造费用、直接人工费用，并按完工产品自动计算产品成本，形成实时成本，能快速定位产品成本方向，为报价提供精准数据支撑。
32.生命周期管理系统主要用于产品研发、产品设计等，发布相关产品工艺数据于制造执行系统，方便制造执行系统按照标准工艺指导实际生产。企业资源计划系统主要负责统筹管理企业的人员、主数据、物资需求、财务等，同时将订单计划、主数据等信息传递给制造执行系统，总体规划企业的生产和运营。制造执行系统针对数字化车间的生产管理和执行现场，以执行生产计划为主线，实现产品、工艺、设备、质量等各种数据的传递和采集，并对生产中的原料、半成品、成品等物料进行库存管理，高效、快速地服务车间实际生产，最终解决生产过程集中管控、生产可追溯性、与其他系统集成等问题。监控与数据采集系统以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统，设备涉及生产类可编程逻辑控制器(plc)、输送类plc、个人计算机(pc) 类设备和群控系统等。数字化车间在生产运行过程中，通过与现场设备通信，实现现场生产工艺数据、智能装备等设备状态、产品质量数据、报警信息等关键信息的监控与数据采集，并实现可视化管理。通过接收制造执行系统的操作指令和实际物流，指导现场设备的控制和驱动，确保其顺利生产。现场设备包括各智能装备、工装工具、工艺设备、检测设备、机器人/传感器、物料传送系统，接受监控与数据采集系统的指令，实现现场设备各种硬件的互联互通和自动化控制，确保其准确执行，完成生产线工艺装备的互联互通，改变生产制造设备的离散状态和信息“孤岛”状态，提高其生产效率和质量可控性。
33.根据商城订单的不同状态，与企业资源计划系统订单同步生成对应的业务单据，并同步生成会计分录。产品完工入仓后，由发货人员填写快速发货信息，如物流单号，再同
步至商城系统订单的状态为已发货。当c端客户确认收货后，企业资源计划系统同步生成收款单。从而实现商城—企业资源计划系统—制造执行系统
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物流各个业务领域无缝对接，打造产品设计、制造、配送一体化的全自动智能化现代企业管理模式。搭载5g通讯模块，通过5g网络传输数据，高速率、低时延。