智能制造系统架构与落地技术

2015年11月10日，由武汉东湖新技术开发区管委会主办，e-works数字化企业网、制造装备数字化国家工程中心承办，武汉中国光谷制造业信息化技术创新产业联盟、光谷光电中小企业产业协会协办的主题为全球制造业的智慧转型之道的“2015智能制造国际论坛在武汉华美达光谷大酒店成功召开。会上，明匠智能总裁/执行董事沈善俊先生发表了主题为《智能制造系统架构与落地技术》的演讲。本文根据演讲内容整理而成。

一、明匠的服务领域

明匠作为一个整体解决方案提供商，为客户提供六大模块以及内外部网络架构解决方案，这六大模块分别是：

●企业服务总线（ESB）计算机辅助工艺计划(CAPP)；

●制造执行系统（MES）；

●实时多业务数据解码器与编码器，工业数据网关(MJ-MultiDAQ)；

●设备数字化，工业机器人自动化，多轴联动柔性装备研发或改造；AGV/RGV智能物流系统（MJ-AUTOMATION+MJ-ILS)；

●数字化，网络化在线检测技术 (MJ-Inspection On Line)；

●合金粉末3D打印设备与预合金粉末（研发阶段）。

从内部外部信息交互的顶层软件开始，到中间层的MES的多软件交互集成，再到底层设备的信息化交互技术（MultiDAQ），再到最底层的设备交互应用机，把数字化设备、机器人、现场作业实施融合到柔性智能生产中，形成整套的网络构架，为客户解决实际的生产需求。在精益生产技术上，明匠有两项独特的技术集成，包括在线检测技术和多柔性化的金属合金模3D研发技术。

在整个在线流程中，全面基于生产设备的数字化工序在线检测和成品检测数据自动上传率超过90%，建立产品信息追溯系统，实现企业级资源管理，如ERP，供应链管理，客户管理，物流管理，将全部的横向网络集成成一个大数据平台。提升企业综合生产效率，促成成本大幅下降，生产研发周期缩短。提升在线制造设备的防错能力，同时改良人员的工作效率。

二、智能制造系统架构CPS

基于明匠智能制造云平台系统架构，我们建设了一个全面信息交互系统。我个人认为，在这个时代，MES智能制造系统在整个制造活动中起到一个承上启下的作用。MES将过程级的数据采集与监视控制系统采集到的数据进行处理分类，形成工厂级的信息仓库，工厂级的制造流程经MES梳理成顶层可以共享的信息仓库。各层的信息仓库通过企业服务总线、企业设备过程总线，形成纵向过程交互，使人、机、料、法、环各个环节实现互联互通。

在CPS物流信息系统中，将三层的信息映射，通过Orchestration技术实现了一个互联贯通。Orchestration技术，能通过消除孤岛之间的延迟，提高一次性正确率，强化标准和提供投资回报、审计等报告来降低成本。

在上海第一届机器人展览会上，我们明匠智能做了一个牛顿1.0操作系统。这个系统是基于ARM处理和明匠智能自主知识产权嵌入式实时内核的智能数据采集系统，它实现了多种主流数控系统（如PLC）的数据采集，同时接入总线进行多种协议转换，将各种底层设备的信息交互采集到系统，建立了一个各数控系统的交互框架。

在整个信息交互完成之后，我们可以实现数据的监控和管理。MES现场监控基于五项管理，包括基础数据、生产过程、品质管理、设备管理、人员管理。事实上，各项管理之间的界限相当模糊，在中间层可以集成WMS、TCS的物流分拣与装备的调度，形成整个智能物流系统的整线集成。通过MES，可以实现整个信息过程的在线监控，包括最底层的工业现场过程监控。通过各层数据信息交互来实现工厂全方位的监控。

三、智能制造物流系统模块WMS

这是为我们的客户提供的一套信息化的智能分拣系统，包括现场物理设施的控制，通过暗灯亮灯系统，实现物流的精密化保护及智能防错。通过WMS进行信息交互，形成一个个性化、多品种化、小批量的产品生产控制系统。这是仓储实时的全物料生产形态，可以形成一个物料车的标准调序，实现多品种，少批量订单的精细化管理。从WMS获取上层交互信息，可以直接推送到工厂产线，为产线的智能制造提供第一手的信息准确度保障。这是将来信息化工厂所需要具备的典型的信息技术资源。

我们为PCB行业提供的核心化生产线，每一块PCB可以称为一个生产制造端，通过生产套料实现多产品的共线生产。这是PLM系统智能化和柔性化的订单生产线。我们也向机加工行业提供了智能工厂无人化生产制造解决方案，能根据订单实现夹具自动换装，通过AGV智能物料配送，实现多设备之间的协同作业。针对客户的需求，实现柔性化的订单精益生产。整个过程使用我们的物流系统，也就是自动导引小车TCS管理系统。

这是我们为客户设计的智能化工厂的一个案例模型。这个案例中，多物料共用机械设备进行无人组装。全流程多层级的信息交互，在线检测系统的应用，实现所有的信息都可以从主控室进行远程视频监控，包括生产管理信息、生产设备信息监控，WIS信息监控和排场模型信息。

我们也为钢铁行业客户实施了柔性化自动切割的前道工序，这是国内首条实现柔性化管理的货物搬运、货运运输、货物仓储的柔性化制造产线。其中应用了多项技术包括RFID，在线影像监测，影像追踪等来实现整个柔性化构架。这是一家比较传统的钢铁行业客户，我们为他们提供了一个整体的实施方案。这是前道的设备，通过多机械臂的联动，为客户实现了个性化配置生产模型。现在是后道的切割过程，全部基于我们的底层信息交互技术，在牛顿1.0的信息交互基础上实现一个多种多样的设备级的工艺管理控制。通过软件顶层的设计构架，穿插多套CAD、CAM等中间过程信息管控，完成整个智能制造的底层交互。

谢谢大家，我的汇报到此，大家后期可以进行交流。