2015年11月10日，由武漢東湖新技術(shù)開發(fā)區(qū)管委會主辦，e-works數(shù)字化企業(yè)網(wǎng)、制造裝備數(shù)字化國家工程中心承辦，武漢中國光谷制造業(yè)信息化技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、光谷光電中小企業(yè)產(chǎn)業(yè)協(xié)會協(xié)辦的主題為全球制造業(yè)的智慧轉(zhuǎn)型之道的“2015智能制造國際論壇在武漢華美達光谷大酒店成功召開。會上，明匠智能總裁/執(zhí)行董事沈善俊先生發(fā)表了主題為《智能制造系統(tǒng)架構(gòu)與落地技術(shù)》的演講。本文根據(jù)演講內(nèi)容整理而成。

一、明匠的服務領(lǐng)域

明匠作為一個整體解決方案提供商，為客戶提供六大模塊以及內(nèi)外部網(wǎng)絡架構(gòu)解決方案，這六大模塊分別是：

●企業(yè)服務總線（ESB）計算機輔助工藝計劃(CAPP)；

●制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）；

●實時多業(yè)務數(shù)據(jù)解碼器與編碼器，工業(yè)數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)(MJ-MultiDAQ)；

●設備數(shù)字化，工業(yè)機器人自動化，多軸聯(lián)動柔性裝備研發(fā)或改造；AGV/RGV智能物流系統(tǒng)（MJ-AUTOMATION+MJ-ILS)；

●數(shù)字化，網(wǎng)絡化在線檢測技術(shù) (MJ-Inspection On Line)；

●合金粉末3D打印設備與預合金粉末（研發(fā)階段）。

從內(nèi)部外部信息交互的頂層軟件開始，到中間層的MES的多軟件交互集成，再到底層設備的信息化交互技術(shù)（MultiDAQ），再到最底層的設備交互應用機，把數(shù)字化設備、機器人、現(xiàn)場作業(yè)實施融合到柔性智能生產(chǎn)中，形成整套的網(wǎng)絡構(gòu)架，為客戶解決實際的生產(chǎn)需求。在精益生產(chǎn)技術(shù)上，明匠有兩項獨特的技術(shù)集成，包括在線檢測技術(shù)和多柔性化的金屬合金模3D研發(fā)技術(shù)。

在整個在線流程中，全面基于生產(chǎn)設備的數(shù)字化工序在線檢測和成品檢測數(shù)據(jù)自動上傳率超過90%，建立產(chǎn)品信息追溯系統(tǒng)，實現(xiàn)企業(yè)級資源管理，如ERP，供應鏈管理，客戶管理，物流管理，將全部的橫向網(wǎng)絡集成成一個大數(shù)據(jù)平臺。提升企業(yè)綜合生產(chǎn)效率，促成成本大幅下降，生產(chǎn)研發(fā)周期縮短。提升在線制造設備的防錯能力，同時改良人員的工作效率。

二、智能制造系統(tǒng)架構(gòu)CPS

基于明匠智能制造云平臺系統(tǒng)架構(gòu)，我們建設了一個全面信息交互系統(tǒng)。我個人認為，在這個時代，MES智能制造系統(tǒng)在整個制造活動中起到一個承上啟下的作用。MES將過程級的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)進行處理分類，形成工廠級的信息倉庫，工廠級的制造流程經(jīng)MES梳理成頂層可以共享的信息倉庫。各層的信息倉庫通過企業(yè)服務總線、企業(yè)設備過程總線，形成縱向過程交互，使人、機、料、法、環(huán)各個環(huán)節(jié)實現(xiàn)互聯(lián)互通。

在CPS物流信息系統(tǒng)中，將三層的信息映射，通過Orchestration技術(shù)實現(xiàn)了一個互聯(lián)貫通。Orchestration技術(shù)，能通過消除孤島之間的延遲，提高一次性正確率，強化標準和提供投資回報、審計等報告來降低成本。

在上海第一屆機器人展覽會上，我們明匠智能做了一個牛頓1.0操作系統(tǒng)。這個系統(tǒng)是基于ARM處理和明匠智能自主知識產(chǎn)權(quán)嵌入式實時內(nèi)核的智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，它實現(xiàn)了多種主流數(shù)控系統(tǒng)（如PLC）的數(shù)據(jù)采集，同時接入總線進行多種協(xié)議轉(zhuǎn)換，將各種底層設備的信息交互采集到系統(tǒng)，建立了一個各數(shù)控系統(tǒng)的交互框架。

在整個信息交互完成之后，我們可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的監(jiān)控和管理。MES現(xiàn)場監(jiān)控基于五項管理，包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)過程、品質(zhì)管理、設備管理、人員管理。事實上，各項管理之間的界限相當模糊，在中間層可以集成WMS、TCS的物流分揀與裝備的調(diào)度，形成整個智能物流系統(tǒng)的整線集成。通過MES，可以實現(xiàn)整個信息過程的在線監(jiān)控，包括最底層的工業(yè)現(xiàn)場過程監(jiān)控。通過各層數(shù)據(jù)信息交互來實現(xiàn)工廠全方位的監(jiān)控。

三、智能制造物流系統(tǒng)模塊WMS

這是為我們的客戶提供的一套信息化的智能分揀系統(tǒng)，包括現(xiàn)場物理設施的控制，通過暗燈亮燈系統(tǒng)，實現(xiàn)物流的精密化保護及智能防錯。通過WMS進行信息交互，形成一個個性化、多品種化、小批量的產(chǎn)品生產(chǎn)控制系統(tǒng)。這是倉儲實時的全物料生產(chǎn)形態(tài)，可以形成一個物料車的標準調(diào)序，實現(xiàn)多品種，少批量訂單的精細化管理。從WMS獲取上層交互信息，可以直接推送到工廠產(chǎn)線，為產(chǎn)線的智能制造提供第一手的信息準確度保障。這是將來信息化工廠所需要具備的典型的信息技術(shù)資源。

我們?yōu)镻CB行業(yè)提供的核心化生產(chǎn)線，每一塊PCB可以稱為一個生產(chǎn)制造端，通過生產(chǎn)套料實現(xiàn)多產(chǎn)品的共線生產(chǎn)。這是PLM系統(tǒng)智能化和柔性化的訂單生產(chǎn)線。我們也向機加工行業(yè)提供了智能工廠無人化生產(chǎn)制造解決方案，能根據(jù)訂單實現(xiàn)夾具自動換裝，通過AGV智能物料配送，實現(xiàn)多設備之間的協(xié)同作業(yè)。針對客戶的需求，實現(xiàn)柔性化的訂單精益生產(chǎn)。整個過程使用我們的物流系統(tǒng)，也就是自動導引小車TCS管理系統(tǒng)。

這是我們?yōu)榭蛻粼O計的智能化工廠的一個案例模型。這個案例中，多物料共用機械設備進行無人組裝。全流程多層級的信息交互，在線檢測系統(tǒng)的應用，實現(xiàn)所有的信息都可以從主控室進行遠程視頻監(jiān)控，包括生產(chǎn)管理信息、生產(chǎn)設備信息監(jiān)控，WIS信息監(jiān)控和排場模型信息。

我們也為鋼鐵行業(yè)客戶實施了柔性化自動切割的前道工序，這是國內(nèi)首條實現(xiàn)柔性化管理的貨物搬運、貨運運輸、貨物倉儲的柔性化制造產(chǎn)線。其中應用了多項技術(shù)包括RFID，在線影像監(jiān)測，影像追蹤等來實現(xiàn)整個柔性化構(gòu)架。這是一家比較傳統(tǒng)的鋼鐵行業(yè)客戶，我們?yōu)樗麄兲峁┝艘粋€整體的實施方案。這是前道的設備，通過多機械臂的聯(lián)動，為客戶實現(xiàn)了個性化配置生產(chǎn)模型?，F(xiàn)在是后道的切割過程，全部基于我們的底層信息交互技術(shù)，在牛頓1.0的信息交互基礎(chǔ)上實現(xiàn)一個多種多樣的設備級的工藝管理控制。通過軟件頂層的設計構(gòu)架，穿插多套CAD、CAM等中間過程信息管控，完成整個智能制造的底層交互。

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