柔性电子制造智慧工厂解决方案

柔性电子制造智慧工厂解决方案编制人：刘春光科技自动化与智慧工厂中国科技自动化联盟简介智慧工厂1.0中国电子制造业现状实现柔性电子制造智慧工厂关键技术柔性电子制造智慧工厂实现路径柔性电子制造解决方案特点主要内容中国科技自动化联盟——倡导并实践中国智慧工厂的国际化组织愿景和目标中国科技自动化联盟是以“科技自动化”为核心理念的，以科技创新与自动化相结合为主题的，从事科技自动化相关技术和产品研发、生产、销售、应用、服务等业务的企业、事业单位自愿组成的行业性联盟。联盟长期目标：成为中国一流的科技与自动化合作创新平台，成为具有国际影响力的智能制造国际组织，助推中国企业和研究机构的技术创新和产业转型。联盟近期目标：积极实践联盟提出的智慧工厂1.0理论框架，利用2～3年时间，初步建成智慧工厂开放平台，联盟成员达到100家，各类工作组达到20个以上，形成一批智慧工厂联盟标准、规范和最佳实践，指导一批企业建设自己的智慧工厂1.0。中国科技自动化联盟ChinaSci-techAutomationAlliance面向科学研究、技术研发、先进制造业科学研究自动化先进制造自动化技术研发自动化科学研究自动化技术研发自动化先进制造自动化传统生产自动化行业性联盟非盈利组织由领先企业、研发机构及专家网络自愿组成丰富的官产学研用资各方优质资源全产业链垂直及横向整合以科技创新与自动化相结合为主题推动自动化与科技双螺旋式共同发展推广更先进、更高效、更灵活的自动化系统，为中国制造向中国创造的转变贡献力量全价值链组织政府/官方机构专业服务投资商联盟/协会组织教学科研机构技术研发组织厂商系统集成/代理OEM最终用户专家协作网络优势互补、资源共享、多方共赢联盟自动化厂商定位解析联盟单位会员数量变化73家率先提出智慧工厂1.0——中国制造业的近期目标1.0智慧工厂开放平台运动•中国制造业第一个自下而上的集智运动–互联网众包+众筹模式–面向全社会、全行业–个人为主体、公众贡献内容–IP免费开源•期望的输出–智慧工厂白皮书–体系、框架–标准、规范–指南、案例•发展现状：截止2016年8月，联盟共发起成立12个开放平台工作组，吸引几十家企业、百余位专家加入智慧工厂研究院智慧工厂研究院是依托中国科技自动化联盟成立的实体公司。旨在面向工业（制造业）企业和组织，提供转型升级和建设智慧工厂的一站式全生命周期服务。包括：战略规划、现状诊断、顶层设计、项目实施、过程监理、行业研究、展览展示、培训教育等。我们还将围绕数据信息知识进行持续投资，以构建自己的核心能力，打造智能制造产业智库研究特点：全面的解决方案；完整的软、硬件集成方案；高水准的管理要求服务产品：战略规划与顶层设计自动化集成改造数字化工厂建设自动化与信息化融合1.0中国制造业的近期目标智慧工厂的定义1.在制造业一系列科学管理实践的基础上2.深度融合智能科学技术、信息通信技术和科技自动化技术3.围绕数据、信息和知识建立核心竞争力的4.新一代制造业企业及其生态系统。•智慧工厂以创造全新客户价值和最佳用户体验为最高宗旨，涵盖了广泛的协作网络和知识集合。•自动化工厂、信息化工厂、智能化工厂之后，现代制造业企业发展的新的高级阶段。智慧工厂整体框架以数据能力为标志的企业诊断模型中国电子制造业现状生产设备万国制造多数企业采用国内外设备混合成线产品订单变化多端产品订单不固定、更不稳定产品与设备标准不统一产品与设备标准：GJB、QJ、HB、IPC等自动化程度较高SMT生产线设备高度自动化生产设备是游离的信息孤岛未能将所有设备与企业信息网络互联互通进行了一定程度的信息化改造使用了ERP、MES等信息系统，但成效各异由于没有顶层设计，系统不能协调运行。调研案例：A公司做了很大的努力，将物料库存降成了20天，但依然占用资金4亿元。B企业为扩大产能新增3条SMT生产线，但运营中发现，企业总效益不仅没有提升，由于固定资产和员工数量的增加，反而有所下降。C公司平均每周有来自30个客户、380种产品订单。资源冲突现象层出不穷。D企业统计发现：平均每1个月，会有大约3天的物料不知所踪。智能化升级，可以完美解决上述问题。但是，升级一定要在顶层设计的指导下，首先解决生产线信息孤岛问题。实现柔性电子制造智慧工厂关键技术柔性制造智慧工厂关键技术之一：产品数字化：不仅仅是CAD，更关键的是通过仿真、协同工具及其它细分软件对产品的性能、可制造性、可测试性等进行仿真与数字化转换，形成可以在信息系统中“加工制造”的数字产品柔性制造智慧工厂关键技术之二：生产工位数字化：划分出不同操作工位的最小工位，并通过核定其输入与输出信息，形成能够在信息系统中运营的最小数字工位最小数字工位作业指导书设备操作指导书装配图BOM料站表设备程序文件操作者所用设备生产时间所用物料所用工装生产中的问题输入输出柔性制造智慧工厂关键技术之三：消除信息孤岛：将企业内不同厂家、不同自动化设备之间实现横向集成、互联互通。柔性制造智慧工厂关键技术之四：贯通纵向数据与信息：生产任务与数据能够及时下达；生产运营与设备状态能够实时上传智能老化系统数字化质量检测智能化加工设备DNC机器人中央控制室现场安灯系统现场监视系统智能加工中心与生产线智能化仓储/运输与物流智能化生产执行过程管控智能化生产控制中心智慧工厂高级计划排程执行过程调度数字化物流管控数字化质量检测公共资源定位系统AGV自动化立体仓库智能老化系统柔性电子制造智慧工厂实现路径不要在落后的工艺基础上搞自动化不要在落后的管理基础上搞信息化不要在不具备数字化网络化基础时搞智能化“3不要”与“3要”智能制造标准规范要先行智能制造支撑基础要强化赛博物理CPS理解要全面智慧工厂9大核心要素⑥创新型企业文化⑦CPS模型⑧先进管理（精益、TQM等）体系⑨标准化体系①数字化设计开发②智能产品与服务③智能生产系统④智能供应链⑤信息管理系统智慧工厂构建的第一步——智慧工厂1.0每家企业在工程技术、生产制造、信息化基础和供应链等方面的发展上各不相同。因此，智慧工厂的构建应立足现实：•完善企业精益化运营管理，建立标准化科学管理流程•针对性地选用高度自动化的智能设备、生产线等基础设施•将自动化生产设备集成到企业运营和制造执行系统之中；•建立和完善CAD、CAPP、CAM基础上的PDM\PLM，提升工程管理维度的智能化并延伸到产品售后服务和技术支持。智慧工厂1.0的分步建设过程1.依据数据能力成熟度参考标准对工厂现状评价。2.根据公司实际现状，识别智慧工厂构建切入点3.确定目标，拟定方案规划，制定实施计划等。4.方案的评审及修订。5.项目组按项目计划实施方案。6.按智慧工厂1.0模型验收及评估。工厂现状评估智慧工厂1.0切入点检讨智慧工厂1.0建构方案方案实施成效评估通过？项目成功的基本要素项目成功符合实际的解决方案方案得到彻底的贯彻执行足够的资源政策、时间、人、财、物云端一流资源智能采购用户需求即时交互（ERP\APP）交付管理模块商硬件系统信息系统订单信息流实物生产流生产监控流知识型员工智能物料智慧生产智能仓储物流知识型员工生态系统③自动换模系统④智能检测系统⑤节能系统⑥智能分拣包装⑦智能仓储①自动供料互联的智慧工厂②智能化加工制造单元全流程实时监控，可视化（WEB/APP）中央监控系统（CCS）ERPEAMPLMMDM②智能排产(APS)④机台状态管理（MDS）⑤生产执行管理（MES）⑥维护管理（TPM）⑩能源管控(EM)③原材料中央供料系统(CMS)①工艺数据管理（PDM）⑨仓储管理（WM）⑦质量管理（SPC）⑧生产效率管理（OEE）标准化产品交付跟踪质量信息反馈实时监控预警通透化管理智能决策价值决策系统生产状态可视\订单资源自动预测、报警物料需求直连按需及时配送可制造性设计柔性电子制造解决方案特点应用范围：小批量：数十件、数件、甚至单件的订单需求品种多：需要经常性切换生产工艺与流程差异大：功能、尺寸与复杂程度变化大，需要使用不同工装与检测仪器个性化：生产进程中的每一件都可能不完全相同电子制造智慧工厂构建切入点：在提升工艺水平、完善精益管理、完成产品与生产工位数字化的前提下，重点落实消除信息孤岛，实现柔性化的生产流程柔性化生产管理流程示例：红色为AGV物流图蓝色为工艺流程图客户订单成品库充足发运PCBA半成品中间库产品组装工单组装生产充足PCBA组装工单PCBA生产/测试YYNN柔性化生产流程示例：红色为AGV物流图蓝色为工艺流程图工艺流程特点说明：1.SMT生产线配置采用喷印与印刷相结合：①对于极小批量订单，采用喷印焊膏方式②对于较大产量订单，采用印刷焊膏方式2.将再流焊机与选择性波峰焊机串联：①对于混装电路，再流机作为固化炉，选择性波峰焊机进行焊接，然后再进入ICT测试流程②对于纯表贴工艺、通孔再流焊工艺等，再流焊接完成后，组件可以直接转向ICT工位3.选择性波峰焊可以低能耗、灵活地焊接不同产品板4.产品装配采用模块化工位和协同机器人进行装配和功能测试5.老化采用智能老化设备，灵活进行不同条件的切换与实时记录6.产品标签可采用激光打印，实现单件生产7.物流采用AGV执行智能配送柔性化生产物流与信息流程示例：以数据能力作为标志分阶段规划方案实施后方案实施前客户价值：灵活实现中、小批量、多品种、混装生产及研发创新支持定制化及新产品的试验与验证智能防错，大大提高产品直通率设备纵向网络集成，可缩短生产切换时间、实现设备的预测性维护科学统计，优化设备配置，提高企业综合效率智能物流系统，提高库存周转率、降低资金占用，减少物料浪费消灭信息孤岛，实现真正的全面信息化，提升企业竞争力和社会影响力3D仿真：实体生产线设备：MES制造执行系统：