金风科技智能制造管理系统规划方案技术方案.docx
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金风科技智能制造管理系统规划方案技术方案
金风科技智能制造管理系统
方案设计与规划
北京宝信达科技有限公司
日期：
2020年5月29日
一、项目背景
公司深度聚焦风电、能源互联网、水务环保三大领域，并逐步培育智慧园区、智慧农业、智慧运动健康等领域的创新业务。
公司已在全球布局7大研发中心，并与多所全球顶级院校深度合作，以强大科研实力和持续创新驱动发展。
目前，公司累计拥有全球专利技术申请4,500余项、全球授权专利2,700余项、软件著作权700余件，承担国家重点科研项目46项。
1.1金风科技公司的需求
1.数据采集
●重要器件的序列号（使用时自动录入与成品BOM对比是否错料）。
●轴箱MPC\TUC等软件名称，软件版本收集。
●成品严重不良信息收集。
●不良元器件的信息收集（NCMR）。
2.过程工序控制
●不良品维修控制。
●关键工序控制，防止漏工序。
●识别箱体对应的操作人，及操作此工序的作业时间。
●生产实时状态控制。
●电池、关键线缆追溯操作者。
●工位配备显示器，查询，电子作业指导书，录入。
●工具管理，电动螺丝刀实现人、螺丝刀一一对应。
●工位与操作人一一对应匹配。
3.物料控制
●物料出入库管理。
●仓库找料，在库位增加感应器。
●成品发货与备件匹配、散料发货是否缺料控制。
4.物料追溯
●重要器件与成品匹配追溯。
●如何追溯到器件的生产厂家，批次信息。
5.报表生成
●工位产出，任意时间段的产出查询。
●不良统计。
●电检的一次通过率。
●生产过程的实时报表，包括实时操作人是谁的显示。
●现场实施电子看板，显示实施状态。
●终端随时可查看。
6.其他
电缆、电池前工序组装可有供应商建议如何管控
1.2需求实现方案
1.2.1如何数据采集
1.在领料的时候实现扫码领料，每个物料有固定的二维码，并且领取的物料与工序绑定，在使用的时候实现扫码防错。
2.在相应的生产任务单或者生产工单中新建字段，录入相应的软件版本信息，操作者手动录入。
后期可以关联相应的设备自动读入信息。
3.系统具有质量报告单，关联生产任务单，关联人员，关联产品，以及记录相应的检测方法和严重不良信息。
4.使用质量报告单，使用单据类型来标识该质量报告单为不良元器件的信息。
同时可以通过接口关联收货单和供应商信息。
1.2.2如何过程工序控制
1.当出现不良品可以通过返工单来进行维修，返修单中关联相应的质量报告单。
并记录维修过程和维修人员。
2.根据产品建立其相匹配的工艺路线。
根据工艺路线设定其关键工序，在关键工序中展现相应的操作指导防止漏操作。
3.生产工单可以根据产品的工艺路线生生成相应的生产任务单，生产任务单在生产过程中需要绑定相应的生产人员。
4.生产任务单有单据控制，当这一个工序完成以后可实现点击单据完成操作，实现单据完成并实现工序产品的交接
5.在工序物料操作的时候可选取相应的物料实现扫码上料。
并绑定生产操作者。
6.在工位上显示相应的生产任务单，并配备扫码枪可实现扫码操作可以绑定生产人员，物料等信息。
在任务单实现可查询，并将作业指导书关联生产任务单，同时具有相应的录入字段，实现录入操作。
7.在工艺路线中能绑定相应的工具，并将信息写入同时系统具有设备管理模块，能将设备跟责任人关联。
1.2.3如何物料控制
1.XXXX自动化科技制造管理平台具有生产用料单、内部领用单、发货单等可以对各个物料的出入库进行管理和记录，同时具有报表开发功能，能将各个出入明细通过报表的形式展现。
2.在每个仓库实现二维码标识或者RFID标识库位，领料的时候扫描领料单，扫描库位码/库位RFID，扫描产品二维码，并输入数量实现二维码控制。
3.产成品在生产完工以后能与所有的备件信息相关联，获取所有的备件信息。
散料发货时可以进行扫码齐套检测。
1.2.4如何物料追溯
1.在物料入库的时候输入该产品的批次批号，物料编号以及收货单号等信息生成二维码并给该物料进行赋码，绑定收货单，绑定供应商。
1.2.5如何报表生产
●根据工位信息和生产任务单的工序产品信息信息统计，并导出报表
●通过规划质量报告单来统计不良品信息
●通过开发模块点检测试报告来进行相关信息统计
●根据生产工单和生产任务单的所有信息关联生产人员信息并汇总生成生产过程实时报表
●可以将生产过程中的信息通过看板等管理模块直接投射到大屏幕上并实现实时监控。
●智造平台支持B/S，C/S和移动端登录，可以通过移动端实现远程查看。
1.2.6其他
在电缆和电池附加相应的操作要求和相应的附件，附件可以实时查看。
在生产过程中相应的批次可以写入其保修时间等信息，可以在现场感扫码直接查看。
1.3系统特点
需求描述
（1）支持集团架构的管理应用。
系统支持集团性质的架构，能进行多实体，多组织之间的联动。
（2）系统扩展性强
系统具有灵活的开发框架和模块化设计，用户可以自主定义功能窗口和字段，并且不需要非常专业的计算机知识即可胜任。
（3）报表输出
系统具有报表开发引擎，定义好数据源即可根据用户自定义开发报表。
（4）信息输入输出
系统所有的信息通过窗口录入，数据采集等方式存储在系统数据库中，实现数据的稳定存储。
通过开发报表格式，系统会从数据库中调取相应的数据来形成报表展示。
1.4金风智造蓝图规划
结合金风科技的现状，结合目前所实现的技术再根据XXXX自动化科技对智能制造的理解，对金风科技整体的智能制造提出以下蓝图规划：
1.4.1金风智造蓝图规划——系统架构设计
1.4.3金风智造蓝图规划——建设目标
针对金风科技面临的生产环境，通过逐步分期实施追溯系统、质量管理、生产过程管理、条码管理、供应商管理、大数据分析等项目，以提高生产质量、工艺的标准化程度,最终实现生产过程的全面追溯。
1.4.4建设目标
（1）.促进企业信息化管理改革。
智能制造管理系统实施将为企业进行信息化管理改革、提升企业竞争力提供强有力的技术保障，同时直接带来可观经济效益和管理效率的提升。
（2）.管理“透明化”。
一、追溯“透明化”：
通过二维码或者条码将物料从供应商端追溯到产成品端。
在入库时根据收货单和采购订单实现物料的批号批次，入库日期，以及供应商建议等进行记录和关联。
生产领料根据其领料单和生产任务单从仓库领料关联相应的半成品和成品码实现物料的生产追溯，另外可以将销售订单和成品相关联，从而追溯到产成品安装的项目，位置，客户等信息。
一、生产管理“透明化”：
系统可看看整个生产过程中所有的在制订单，以及各个工艺节点的生产数量和每个人员月度、季度、年度的工作数据。
将个人与相应的生产任务单相关联从而实时显示出员工在制的生产任务单。
二、质量管理“透明化”：
系统可以直观的展示公司所有订单的质量信息以及出现问题的人员和出现问题的原因。
（3）.提供管理决策支持。
利用大数据手段，分析系统提供的各种生产数据报表，如供应商KPI、物料耗用报表、生产人员组装效率等帮助管理层决策。
1.4.5业务流程设定
生产流程设定如下图所示：
二、系统总体介绍
2.1技术基础
本系统同时拥有成C/S、B/S、移动端3种架构，后台数据基于ORACLE11G，产品基于JAVA技术开发实现,系统具有以下特点:
（1）支持多国语言、多账套登录。
可以使在全世界各地的公司在一个系统中无障碍的交流操作。
（2）使用简单，用户打开网页就可以进行系统操作。
（3）跨平台部署，支持各种主流操作系统进行服务部署。
（4）信息集中，所有用户进行的数据修改和查询均基于中央数据库，数据源统一。
（5）客户端零维护，用户只需要在终端打开浏览器就可以进行操作，无需要单独安装软件客户端。
（6）升级维护简单，只需要在服务器上更新软件就可以完成升级维护，客户端无需下载或安装任何控件、插件。
（7）系统应用插件化的安装，后期可直接在该系统上开发实施用户所需求的智能制造管理平台其他功能模块、或直接接入XXXX自动化科技制造管理平台现有的其他功能模块，如高级排产、质量管理、LIMS系统、大数据分析等
（8）开放式授权，不限制点数，后期维护、需求扩展费用低。
2.2系统安全
系统的安全性我们从多个角度进行考虑，系统硬件故障、操作系统漏洞，防止外部用户恶意入侵，系统用户的越权访问都是一个系统长期稳定运行所需要考虑的因素。
因此，我们将系统安全性分为以下5个层次进行分析，
2.3管理权限划分
我们在设计系统时，根据企业设备管理的模式，将用户权限分门别类，每类用户根据权限定义，可以查看和管理系统中不同的功能模块。
权限划分分为3级
1.登录权限，可设定不同职位或者身份的用户固定登录相应的组织实体。
2.窗口和字段权限，可设定不同的角色的用户编辑和查看相应的窗口和功能。
在其权限窗口内能查看或者操作与其权限相符的窗口和字段。
3.内容权限，可设定不同的人可以查看在同一窗口中一定规则的内容。
三：
各功能模块介绍
3.1系统基本信息
3.1.1用户
建立公司人员（用户）档案；
建立公司人员（用户）登录信息；
用于维护员工档案信息及登录信息，用于关联和记录操作者在系统中的操作信息。
3.1.2组织
建立组织（部门）档案信息；
部门档案信息根据公司设定而更新；
该模块用于维护公司组织架构。
3.1.3角色
用以建立系统中角色信息；
标注公司职位信息；
该模块功能标注用户在系统中的角色，可用来设定公司中的职位信息同时指定系统中各级操作权限。
3.1.4权限
设置权限信息；
标注各个角色的权限信息；
该窗口中会设定不同角色对不同的窗口或者该窗口下字段的操作权限。
能对其进行屏蔽和只读操作
3.2业务伙伴管理
建立业务伙伴基础档案信息；
可以与ERP通过接口实现数据实时同步。
该窗口中维护了供应商信息，客户信息以及员工基础信息档案。
并在该窗口模块进行管理和维护。
该模块可以通过接口与SAP实现数据交互，并实现数据实时同步
3.3物料管理
3.3.1产品物料信息
可建立产品分类，可分为材料、刀具、辅料、半成品、成品等；
建立产品物料基本信息；
3.3.2BOM信息档案
建立BOM层级结构；
建立产品BOM基本信息。
该模块用于建立产品的BOM信息，用于生产工单和工艺路线的设定。
3.4仓储管理
3.4.1仓库/库位定义
仓库：
可以在系统中定义仓库和库位信息。
一个仓库维护多个库位。
并可定义相应的补货策略和尺寸。
库位：
库位维护在仓库之下，一个仓库具有多个库位并且可以维护库位的三维坐标，定义其库存类型。
管理者可以通过库存信息页签查看相应的库位库存信息。
3.4.2库存调拨
建立库存调拨单。
该模块为建立库位对库位的调拨可以实现仓库内部调拨、跨仓库调拨、跨组织调拨。
并且可以在手持端进行扫码移库。
系统还可以通过接口与其他的系统对接，实时推送单据。
3.4.3库存盘点
建立库存盘点单。
该模块为建立库存的盘点单。
实现对仓库库存的盘点，可实现明盘和盲盘。
在盘点结束会实时生成相应的会计分录。
系统还可以通过接口与其他的系统对接，实时推送单据。
3.5扫赋码管理
1.通过对物料的ID（QRCODE或RFID）进行扫描，来记录产品的使用及现有状况和来源。
2.将当前先进的物联网技术、自动控制技术、自动识别技术、互联网技术结合利用，通过专业的机器设备对单件产品赋予唯一的二维码作为防伪身份证，实现“一物一码”，然后可对产品的生产、仓储、分销、物流运输、销售终端等各个环节采集数据并追踪，构成产品的生产、仓储、销售、流通和服务的一个全生命周期管理。
3.最后实现对整个生产从物料到半成品到成品的单个、类别以及全部的产品追溯、质量控制和流程管理，建立完整的生产追溯管理系统平台。
3.6.1产品物料编码打印
功能模块用于打印产品物料的编码信息。
可以根据产品来自定义产品标签，可以在托盘或者物料上绑定产品物料的二维码信息在实现可追溯的同时能关联其他的信息例如：
操作员信息、设备当时的数据信息、批次批号信息、质量信息等。
用户可以根据各自的规则自定义产品二维码样式可以添加批次号，收货日期等信息；定义库位二维码样式，可以定义库位名称，库位位置，仓库名称等信息。
当二维码绑定完成以后可以粘贴到物料上，通过XXXX自动化科技手持PDA扫码入库。
3.6.2手持PDA扫码入库
支持手持PDA扫码入库
通过手持PDA扫描生产任务单，扫描产品码，扫描库位码实现扫码入库。
3.6.3使用二维码整体追溯
1.与人员相关联：
生产工单生成各个工序的生产任务单可以与操作者通过二维码绑定。
在产品在生产过程中可以记录各个工序的操作者信息。
2.设备相关联：
生产工单生成各个工序的生产任务单可以与设备数据采集信息相关联。
直接获取该产品在加工过程中的设备参数和生产时间。
3.原料相关联：
物料在收货过程中可以通过赋码环节为该物料赋一个唯一的二维码，同时可以关联供应商、库位信息和收货时的质量信息。
在生产过程中物料产品码与生产工单相关联，从而可以追溯到该产品由那个供应商送货到货时间以及到货时的相关质量信息。
4.质量相关联：
生产工单生成的生产任务单可以关联其检验单，每个检验单所记录的质量信息都能与制造过程中的各个工序相关联起来
5.环境相关联：
通过设备数据采集将车间中的气象传感器信息实时写入到生产任务单中，从而追溯到各个工序中的温度、湿度、PM等信息。
6.成品相关联：
当产成品生产完成以后需要跟据生产工单打印该产成品的信息，包括工单号以及批次号。
也可实现扫码入库。
通过该成品码可以追溯到该产品生产过程中所有任务单的车间现场活动信息。
7.发货相关联：
当产品发货以后，能记录产品的去向，发送到哪个地区，哪个方向系统都有相应的记录为整体的产品追溯提供便利。
3.6工单管理
通过MES系统创建工单；
通过工单下达生产任务；
可以通过接口与SAP进行数据交互。
该模块功能为生产任务下达的单据，用来标注产成品，产成品数量，所使用BOM，所需要调取的工艺路线等信息。
是生产任务单下达生成的源头数据。
同时可以通过接口与SAP是实现数据交互。
该模块功能为生产任务单的汇总单据，能汇总各个生产任务单/工序所产生的质量问题/报废信息。
同时可以通过报表和仪表盘对年度，月度，周度的成品和废品信息作出原因分析和差异分析。
34.7工艺路线信息档案
建立产品工艺路线；
建立产品工艺路线将产品的工艺参数和调用的程序写入工艺路线中；
系统可根据工艺路线自动生成生产任务单。
该功能模块是生产管理中很重要的一环，用来设定整体的工艺，同时维护工艺参数。
同时该功能模块能将生产工单拆解成一个一个的生产任务单，直接面向车间现场层面的管理。
对标准化生产管理有很重要的指导作用。
3.7生产任务单
生产工单根据工艺路线自动生成生产任务单。
生产任务单可视作车间现场活动单，可在相应的工序中关联设备，同时关联设备的实时数据信息；关联操作人员信息；关联质量信息等自动记录到任务单中，方便后期的追溯和报表导出。
生产任务单是关联质量信息。
可以在任何一个工艺节点记录其质量信息，并能实时汇总到生产工单中。
从而可以准确的得到在某一节点报废几个，原因是什么，责任人是谁。
最后会统计出某一批次总共生产多少个，报废多少个。
生产任务单关联设备信息。
可以查看到加工任何一个工件产品的设备运行状态，可以查看到设备的有效利用率，设备能耗，设备程序运行次数等信息。
生产任务单可以存储历史数据。
将设备数据采集的信息存储，对后续产品质量的追溯，报表导出，生产数据分析起到数据支撑的作用。
3.8质检和质量管理
用户提前将质量检验方式、各个尺寸的参数和公差、规格维护进智能制造管理平台，做质量检查时根据产品直接调用相应的检验方式，自动写入到检验单中
创建检验单，通过扫描生产任务单（可设定逻辑防止错扫），获取成品/半成品信息。
获取半成品的检验参数生成相应的检验单。
同时标记该检验单是否加急检测，如果加急则会飘红显示。
系统对根据设定的尺寸编号将检测设备（例如：
CMM）中的数据跟检验单中的维护尺寸相互比较查看是否超出公差，并将检测结果实时显示在生产任务单中，操作员可以直观的查看到检验结果，并对生产做出指导。
同时可以将生产任务单的质量信息汇总到生产工单中，管理者可以直观的看到该产品生产多少，报废多少，每个报废品的报废原因（备注是由于操作不当还是破坏性检测造成的报废）。
根据质量可以通过仪表盘来查看到各个环节的报废率以及报废产品的原因。
3.9看板管理
通过系统可以将生产车间中的在制订单，在制品信息，车间质量信息，设备运转情况，车间库存情况都可以实时准确地投射到大屏幕上从而实现全局生产管控。
对于车间库存，可以通过领料数量和设备数据采集信息进行计算，实时算出车间的所剩库存实时展示到看板上，实时预警。
库管人员可以实时的查看到车间的准确库存，查看预警信息同时提前备料和补料。
解决掉缺料造成的生产停工。
同时可以将通过数据采集将车间的气象传感器信息集中投射管理，为生产环境数据，辅助管理者决策，同时减少因环境因素引起的质量问题。
3.10工作流
工作流为单据审批流程。
用户可以自定义节点，设定好节点责任人。
当启动工作流时系统会自动按照用户所设定的审批流程进行审批。
例如：
对于让步接收，系统可以根据审批责任人按照工作流进行审批，并打印出审批记录。
每个责任人所标注的审批信息，每个责任人的审批时间等信息可作为证据来实现责任豁免。
上图为工作流的建立和编辑界面，XXXX自动化科技制造管理平台同时拥有一个图像化的工作流编辑器。
3.11多语言系统
系统不仅是多语言的结构也是多实体多组织的架构模式。
支持集团化的运作。
可以在系统中设立多种语言例如下图中可以定义窗口语言为德语，并在系统中各个窗口中的字段都可以显示为德语。
同时也可以配置英文和中文，实现不同地区，不同母语的工作人员对在一个系统下实现操作和交流。
在设定完成以后选择德语登录，在系统中设定好德语就会显示在各个窗口中。
3.12报表功能
xx智能管理平台自带报表管理，用户可以定义报表格式。
在系统中用户自定义完数据源，然后通过拖拽的方式进行报表开发，当报表定义完成以后从后台数据库自动调取数据源，实现报表自动导出，发布，同时具有多种数据查询和统计功能方便用户根据需要及时准确的查询到自己所需要的信息。
从而减少员工录入时间，减少员工录入错误，提高有效信息的利用率，提高生产效率。
3.13数据分析功能
数据分析功能模块可以根据用户需求建立各种各样的图标进行分析，从而提取供生产决策运营的有效信息。
四：
自动化设备联动控制
（图片来自互联网）
根据生产提出的需求回来与自动化部门讨论给出一些结论。
由于没有实际看到现场情况所以数据仅供参考：
1.设备平均节拍10-15秒。
2.一台机器人对4台设备自动上下料可省掉1-2个人工成本，其消耗只有电费。
3.工作效率提升至少20%。
4.公司建议一般3年左右收回成本。
5.通过SCADA系统进行联动，集中采集数据和控制
6.出现故障半小时相应，两个小时之内到现场。
五：
系统部署
5.1网络要求
根据金风科技精密的生产，XXXX自动化科技科技提供C/S、B/S、移动端三种结构的产品供选择，针对您的企业规模，我们建议采用B/S端，简化管理和系统维护。
5.2硬件要求建议
需详细调研后确定
5.3软件环境要求
服务器操作系统：
WindowsSever2008，数据库：
Oracle11g
六．系统实施规划
6.1生产管理
6.1.1生产管理建设目标
6.1.2质量管理建设目标
6.2第二阶段——生产智能化和无人化
七．展望与收益
1、XXXX智能管理平台可自动根据企业近期的质量信息，分析出每个订单的产品以出现问题的点，进行重点把控。
比如：
在近几个月之内接到的生产质量状况，可以查看出现质量的原因是由于设备、环境还是人员，并能查看各个质量产生问题的比例，有利于决策者对质量问题产生的点进行重点整改，至少能有效降低废件率10-20%。
2、在企业生产过程中能够实时查看到在制品的数量，在制订单的数量，完成品的数量。
并能记录每个产成品当时所生产的人员，设备信息，物料信息，生产工艺实际参数，生产环境信息，物料的供应商信息。
将所记录的信息通过报表的形式一一导出直接节省手工编辑报表的时间，并提供更精准的生产数据。
3、企业生产以设备为主，XXXX自动化科技制造管理平台能对设备进行统一数据采集、管理和展示，实现设备数据的透明化。
管理者能直观的了解到设备的运行数据，并可以远程查看。
可以系统的对设备的维护，维修，保养进行管理。
详细记录设备的维修记录，保养记录能并可以对设备的维修维护实现预警。
通过用户设定的方式通知用户。
更进一步可实现设备之间的联动，打破设备孤岛。
跟车间内部的物流系统，机器人联动，实现自动化，无人化工厂。
4、XXXX自动化科技制造管理平台大数据分析模块，能将系统中的各种数据建立关联关系在一个模块进行合并分析，并能直接映射到管理者屏幕，帮助管理者梳理杂乱的生产数据与销售数据。
系统可以在几秒钟内自动生成图形化的综合数据图表,图文混排，数据一键式钻取,可以实现多种信息系统集成在一张图表中进行综合分析。
5、同样企业的生产设备也必须要达到相应的自动化程度，不然系统会很难采集到具体数据，我们会与金风科技一起携手发展，共同来改善金风科技目前的自动化程度，为之后的智能制造道路打下基础。
软件方面我们先从生产管理入手一步一步来，先改善一个点再从这个点向外延伸，逐步的去实现一套完整的智能制造管理系统，在硬件方面，我们会通过寻找国内外在机加工行业有着丰富经验的自动化设备厂商与他们合作，找一个更稳妥的方案来为金风科技解决当前问题。
我们主要以MES生产管理为主，同样我们也是系统集成商，我们一直坚信让专业的企业去做专业的事情，为客户着想，将软硬件更好更完美的融合在一起，让客户体验到智能制造为企业带来的改变。
我们将携手建立一个以自动化为基础，以信息系统为平台，以数字化展示工厂，最后时限整个公司的智能化生产。
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