公司智能制造規(guī)劃

1、;智能制造規(guī)劃擬 制：審 核：批 準：日 期：.'目錄1.概述12.需求分析12.1倉儲12.2生產(chǎn)22.3其他33.企業(yè)信息化現(xiàn)狀分析34.智能制造方案44.1系統(tǒng)架構(gòu)44.2子系統(tǒng)耦合關(guān)系分析64.3工業(yè)大數(shù)據(jù)中心方案74.3.1工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺框架74.3.2工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺特點74.4現(xiàn)場層系統(tǒng)84.4.1數(shù)據(jù)采集方案84.4.2機器視覺檢測系統(tǒng)124.4.3生產(chǎn)測試管理平臺164.5應(yīng)用層系統(tǒng)234.5.1智能倉儲系統(tǒng)方案234.5.2項目管理系統(tǒng)方案294.5.3設(shè)備管理系統(tǒng)方案354.5.4PLM系統(tǒng)方案364.5.5能耗管理系統(tǒng)414.5.6CRM系統(tǒng)方案424.5.7GI

2、S+BIM構(gòu)建虛擬車間435.系統(tǒng)建設(shè)路線455.1實施策略455.2實施路線（建議）46版本信息日期作者版本備注2016.10.24蔣中能PA1初版方案2016.10.25蔣中能PA2修改實施路線內(nèi)容；在第一章前增加“閱讀說明”閱讀說明1. 概述：簡述背景和本案的基本內(nèi)容；2. 需求分析：主要描述現(xiàn)場調(diào)研情況及簡要分析；3. 企業(yè)信息化現(xiàn)狀：描述企業(yè)現(xiàn)階段的信息化系統(tǒng)及使用情況，作出簡要分析；4. 智能制造方案：描述總體架構(gòu)；按照三個層級（數(shù)據(jù)層、現(xiàn)場層、應(yīng)用層）進行系統(tǒng)方案描述；5. 系統(tǒng)建設(shè)路線：闡述天衡電科的智能制造實施策略，針對九州實際情況給出簡要的實施路線建議。.'1. 概

3、述在工業(yè)4.0、互聯(lián)網(wǎng)+以及大數(shù)據(jù)、機器人和人工智能等技術(shù)日趨成熟的背景下，智能工廠建設(shè)的可能性逐漸明朗。根據(jù)目前的技術(shù)成熟度，當(dāng)前制造業(yè)轉(zhuǎn)型的現(xiàn)實目標(biāo)應(yīng)當(dāng)是建設(shè)數(shù)字化工廠、探索數(shù)字化管理和重構(gòu)優(yōu)化工作流程以滿足數(shù)字化的要求。其主要原因有二：其一：人工智能方法的成熟度上不能完全被可靠的利用到制造過程中，在當(dāng)前只能通過數(shù)據(jù)感知獲取一些知識，而判斷的工作依然需要人來完成。因此，希望一步到位的實現(xiàn)智能工廠還不現(xiàn)實。但實現(xiàn)全數(shù)字化的工廠，將所有環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)采集和流轉(zhuǎn)全部實現(xiàn)虛擬化并提供交互功能是完全可以做到的，這種形態(tài)的工廠即數(shù)字化工廠。其二：數(shù)字化工廠是走向智能化工廠的必經(jīng)道路。目前科學(xué)界普遍的共識是

4、通過數(shù)據(jù)感知是獲取智能的途徑，因此數(shù)據(jù)是智能工廠最為核心和關(guān)鍵的部分，也是實現(xiàn)智能的基礎(chǔ)。而數(shù)字化工廠建設(shè)最為核心的內(nèi)容是數(shù)據(jù)平臺的建設(shè)。包括了數(shù)據(jù)的采集、傳輸、預(yù)處理、分類、規(guī)約、訪問控制、相干性保證等諸多方面的內(nèi)容；需要動用傳感器技術(shù)、信號處理技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、分布式計算技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲技術(shù)、軟件技術(shù)、WEB技術(shù)等眾多ICT領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。數(shù)據(jù)平臺的建設(shè)是一個有意義而又有挑戰(zhàn)的工作。在這一背景下，本案擬對數(shù)字化工廠的數(shù)據(jù)平臺建設(shè)作一個方案規(guī)劃。為數(shù)據(jù)平臺建設(shè)的實施提供指導(dǎo)和依據(jù)。本案的主要內(nèi)容包括：1. 數(shù)據(jù)平臺架構(gòu)介紹：一般意義上的框架性介紹，建立一個基本的廣泛適應(yīng)性的數(shù)據(jù)平臺框架，并標(biāo)

5、明其關(guān)鍵技術(shù)。2. 數(shù)據(jù)平臺的應(yīng)用背景：針對實際的應(yīng)用，對企業(yè)的規(guī)模、業(yè)務(wù)過程、數(shù)據(jù)采集的類型和要求、數(shù)據(jù)量等具體應(yīng)用相關(guān)情況進行描述。3. 數(shù)據(jù)平臺方案規(guī)劃：依據(jù)框架和具體的應(yīng)用背景，具體給出某企業(yè)的數(shù)據(jù)平臺的方案，指明需要的數(shù)據(jù)類型、數(shù)量以及實現(xiàn)方法等。4. 軟硬件部署設(shè)計：對系統(tǒng)部署實施階段所需的軟件和硬件環(huán)境做出規(guī)定。2. 需求分析2.1 倉儲調(diào)研情況：1. 儲藏類型有三種：器件、半成品（原材料）、成品2. 所有三種類型的產(chǎn)品都存在外購和自產(chǎn)。3. 入庫流程為：待驗檢驗入庫。其中待驗環(huán)節(jié)主要是核對物料信息（外包裝銘牌）以及抽樣檢查數(shù)量；檢驗為全檢。4. 出庫分為領(lǐng)料和銷售出庫兩種。5.

6、 領(lǐng)料流程為：技術(shù)中心下發(fā)BOM清單PMC部做計劃單，發(fā)送領(lǐng)料單庫管發(fā)料生產(chǎn)配套區(qū)6. 銷售流程為：營銷公司運輸中心庫管7. 入庫數(shù)據(jù)為人工在ERP軟件中錄入對應(yīng)號碼。分析：1. 出入庫數(shù)據(jù)需人工在ERP軟件中錄入，較繁瑣。2. 倉庫堆料為人工，存在擺放不合理以及快速查找響應(yīng)慢等問題。2.2 生產(chǎn)調(diào)研情況：1. 有11條產(chǎn)線，每條產(chǎn)線獨立工作。2. 每條產(chǎn)線的生產(chǎn)情況由人工統(tǒng)計，在現(xiàn)場表現(xiàn)為小黑板展示，在后臺為人工輸入電腦。3. 華為專線生產(chǎn)線有MES系統(tǒng)，并配套掃碼槍。4. PCM部向生產(chǎn)部門下發(fā)總生產(chǎn)計劃，生產(chǎn)部門根據(jù)實際產(chǎn)線情況制定排產(chǎn)計劃。5. PCM部下發(fā)的BOM清單會在生產(chǎn)部做一次

7、比對，如果發(fā)現(xiàn)有問題則反追溯；如果沒問題，則實施配料。6. 新產(chǎn)線數(shù)據(jù)目前已做到在上位機進行數(shù)據(jù)讀取，使用的是設(shè)備配套的軟件，讀取的信息類型較豐富；舊產(chǎn)線數(shù)據(jù)能否讀取尚不清楚。7. 新產(chǎn)線設(shè)備的數(shù)據(jù)傳遞口為LAN口。分析：1. PLM系統(tǒng)產(chǎn)生的BOM清單在修改時，由于系統(tǒng)間傳遞信息的時間不對稱，會造成生產(chǎn)部門的BOM清單與最新的BOM清單不匹配的問題，使配料環(huán)節(jié)產(chǎn)生問題。2. 華為專線的MES系統(tǒng)據(jù)現(xiàn)場工作人員反應(yīng)，并不好用，原因有幾點：a) 數(shù)據(jù)統(tǒng)計不準確，主要原因為掃碼槍有時讀取不到產(chǎn)品信息。b) MES系統(tǒng)上線倉促，在流程和功能匹配度上存在問題。2.3 其他1. 提供制造前端的物理量數(shù)據(jù)

8、采集；如各類傳感器數(shù)據(jù)。2. 提供制造前端各種設(shè)備（裝備）的狀態(tài)數(shù)據(jù)、過程數(shù)據(jù)和工藝數(shù)據(jù)等關(guān)心的數(shù)據(jù)采集（針對現(xiàn)階段沒有的設(shè)備）3. 提供制造前端所需的數(shù)據(jù)錄入和搜集所需的人機交互界面，實現(xiàn)人工錄入信息的采集。4. 保證數(shù)據(jù)采集過程中的數(shù)據(jù)傳輸安全。5. 保證設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)后的工作狀態(tài)可靠和信息安全。6. 提供數(shù)據(jù)存儲、查詢、分析等所需的軟件。7. 提供該數(shù)據(jù)平臺與其他應(yīng)用系統(tǒng)集成時所需的軟件接口。8. 數(shù)據(jù)采集前端的類型、數(shù)量能夠在不影響原有數(shù)據(jù)平臺的基礎(chǔ)上擴展。9. 數(shù)據(jù)接口完全開發(fā)，具備自生長和可擴展性。3. 企業(yè)信息化現(xiàn)狀分析現(xiàn)狀：1. 具備五個系統(tǒng)，分別是：ERP（金蝶K3，12.3版

9、）、OA（大通2015）、PLM（金蝶13.1版）、條形碼系統(tǒng)、MES系統(tǒng)。2. ERP系統(tǒng)上線于2007年，功能：a) 供應(yīng)鏈b) 生產(chǎn)制造（生產(chǎn)計劃、BOM清單、車間管理）c) 財務(wù)結(jié)算d) 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（與PLM系統(tǒng)的BOM清單同步）3. OA系統(tǒng)上線于2015年，功能：a) 審批流b) 財務(wù)報銷c) 初步的BI分析（財務(wù)報表）d) 集成應(yīng)用（物資借用、付款申請、基礎(chǔ)資料）4. PLM系統(tǒng)上線于2014年，功能：a) 資料電子化（審批流程）b) 資料數(shù)據(jù)化（BOM）c) 物料申請（與ERP系統(tǒng)同步）d) 項目管理（下一步目標(biāo)）5. 條形碼系統(tǒng)上線于2005年，功能：a) 成品下線、質(zhì)檢、出入

10、庫、售后b) 物料信息、出入庫單與ERP系統(tǒng)同步6. MES系統(tǒng)上線于2015年，功能：a) SMT管理（追溯物料，板卡與批次綁定）b) DIP（插件）追溯c) 組測包（生產(chǎn)過程管控）d) 庫存發(fā)貨管理e) 物料信息、出入庫單、BOM與ERP系統(tǒng)同步分析：1. 所有系統(tǒng)以ERP系統(tǒng)為核心，其余系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)進行部分數(shù)據(jù)交互，由于各系統(tǒng)中有自己獨立的流程，所以在數(shù)據(jù)共時性上會存在數(shù)據(jù)同步的問題。2. 每個系統(tǒng)有獨立的數(shù)據(jù)庫和自身的數(shù)據(jù)格式，在進行系統(tǒng)間數(shù)據(jù)傳遞時有報錯的風(fēng)險（目前九州內(nèi)部采用各系統(tǒng)中加審批流程來進行規(guī)避）。4. 智能制造方案4.1 系統(tǒng)架構(gòu)圖 41 數(shù)字化制造系統(tǒng)架構(gòu)圖按照工業(yè)

11、大數(shù)據(jù)平臺構(gòu)建數(shù)字系統(tǒng)的思路，數(shù)字化工廠的總體框架和子系統(tǒng)劃分定義如下圖所示：圖 42 數(shù)字化工廠的總體框架上圖給出了該車間可能用到的系統(tǒng)模塊。按照功能關(guān)系劃分為三大部分，每一個部分的功能也稍作了細化。子系統(tǒng)1.11.8都是部署在現(xiàn)場的各種軟硬件系統(tǒng)。子系統(tǒng)2.1是大數(shù)據(jù)平臺。子系統(tǒng)3.13.7是應(yīng)用軟件系統(tǒng)。需要指出：1.11.8之外，還可以擴展其他的現(xiàn)場應(yīng)用系統(tǒng)，只要其數(shù)據(jù)接口和通信協(xié)議與大數(shù)據(jù)平臺的要求相符即可；3.13.7之外，還可以擴展其他應(yīng)用管理系統(tǒng)，包括ERP、OA等相關(guān)功能都可以在這一層實現(xiàn)擴展。4.2 子系統(tǒng)耦合關(guān)系分析表 41 子系統(tǒng)耦合關(guān)系表1.1視檢系統(tǒng)1.2能耗數(shù)據(jù)采

12、集1.3 ATE系統(tǒng)1.4 ENV測試系統(tǒng)1.5設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)采集1.6條碼數(shù)據(jù)采集1.7現(xiàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)采集1.8現(xiàn)場數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng)2.1工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺3.1生產(chǎn)計劃調(diào)度管理3.2集中采購管理3.3制造執(zhí)行管理3.4用電側(cè)管理3.5設(shè)備管理3.6指揮控制3.7系統(tǒng)運維工具1.1視檢系統(tǒng)-Y1.2能耗數(shù)據(jù)采集-Y1.3ATE系統(tǒng)-YY1.4 ENV測試系統(tǒng)Y-Y1.5設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)采集-Y1.6條碼數(shù)據(jù)采集-Y1.7現(xiàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)采集-Y1.8現(xiàn)場數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng)-Y2.1工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺YYYYYYYY-YYYYYYY3.1生產(chǎn)計劃調(diào)度管理Y-Y3.2集中采購管理Y-3.3制造執(zhí)行管理Y-3.4用電側(cè)管理Y-

13、3.5設(shè)備管理Y-3.6指揮控制Y-3.7系統(tǒng)運維工具Y-從耦合關(guān)系可以看出，前端系統(tǒng)（1.x）各個部分之間耦合很小，應(yīng)用系統(tǒng)（3.x）各個部分之間的耦合也很小。所有的耦合關(guān)系都集中在大數(shù)據(jù)平臺，因此大數(shù)據(jù)平臺的建設(shè)是最為關(guān)鍵的步驟。4.3 工業(yè)大數(shù)據(jù)中心方案4.3.1 工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺框架圖 43 工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺一般性框架工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺分為三部分：1. 前端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：包括數(shù)據(jù)采集器、嵌入式軟硬件、已經(jīng)必要的數(shù)據(jù)調(diào)理設(shè)備等。實現(xiàn)前端的各種數(shù)據(jù)提取，并進行傳輸編碼、協(xié)議封裝等預(yù)處理工作。2. 工業(yè)防火墻：實現(xiàn)前端設(shè)備與數(shù)據(jù)網(wǎng)中其他設(shè)備之間的隔離，以保護設(shè)備本身工作狀態(tài)穩(wěn)定可靠，不受威脅。PLC

14、、RTU等設(shè)備在過去一般是不接入網(wǎng)絡(luò)的，自然也不需要安全防護，但在數(shù)字化工廠建設(shè)的大背景下，設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)是不可回避的問題，因此安全隔離自然也成為必須要考慮的要素。3. 數(shù)據(jù)網(wǎng)：指工業(yè)現(xiàn)場的各種傳輸協(xié)議，常見的有RS485、MODBUS等總線形式，大多數(shù)采用通用的協(xié)議控制器連接即可，技術(shù)很成熟，不再贅述。4. 數(shù)據(jù)中心：數(shù)據(jù)中心的主要任務(wù)是:1）數(shù)據(jù)的存儲2）數(shù)據(jù)計算3）數(shù)據(jù)請求服務(wù)響應(yīng)。在數(shù)字化工廠建設(shè)的背景下，要求各個業(yè)務(wù)端的數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)實時流轉(zhuǎn)、實時交叉分析，對數(shù)據(jù)的邏輯關(guān)系和時間關(guān)系的正確性提出了嚴格的要求，只有用大數(shù)據(jù)技術(shù)的方法來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的整體統(tǒng)籌才能解決這個問題。同時，鑒于數(shù)字化工廠

15、網(wǎng)智能工廠進化的過程中，需要不斷的增加各種數(shù)據(jù)，添加系統(tǒng)功能等，這要求數(shù)據(jù)平臺具有可擴展性，或者稱之為自生長性。因此，本案采用大數(shù)據(jù)架構(gòu)來搭建數(shù)據(jù)中心，可以保證系統(tǒng)良好的開放性，為未來擴展做好準備。4.3.2 工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺特點該數(shù)據(jù)平臺架構(gòu)的主要特點有：1. 采用大數(shù)據(jù)平臺架構(gòu)，保證系統(tǒng)的開放性。如此一來，其他的數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)都可以隨時方便的接入到該平臺上。同時，也可以保證整個系統(tǒng)的功能可擴展性。因此，這是一個可生長的平臺。2. 引入工業(yè)防火墻。在保證數(shù)據(jù)采集全面的情況下，兼顧設(shè)備運行的安全性。制造型企業(yè)設(shè)備運行可靠性一旦受到威脅，其后果和損失十分巨大，因此必須仔細考慮前端的信息安全防護。3.

16、 采用分布式計算架構(gòu)。有兩層含義：1）采集前端部署計算資源，對現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集所需的信號處理、協(xié)議封裝、數(shù)據(jù)預(yù)處理或必要的實時處理進行直接計算，將結(jié)果直接反饋給數(shù)據(jù)中心；2）數(shù)據(jù)中心中，采用虛擬化的方法，實現(xiàn)并行的分布式計算，提高系統(tǒng)運行和計算效率。4. 平臺軟件采用SOA架構(gòu)。以服務(wù)為中心，將數(shù)據(jù)與應(yīng)用軟件剝離開，在軟件功能增加、修改的時候不影響數(shù)據(jù)；使系統(tǒng)的可維護性和可擴展性大大增強。4.4 現(xiàn)場層系統(tǒng)4.4.1 數(shù)據(jù)采集方案4.4.1.1 生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集生產(chǎn)數(shù)據(jù)包括但不限于：1) 產(chǎn)品型號2) 產(chǎn)品批次號3) 產(chǎn)品原料來源4) 產(chǎn)品數(shù)量5) 產(chǎn)品質(zhì)檢結(jié)論6) 產(chǎn)品生產(chǎn)時間戳數(shù)字化工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)的

17、采集來源于四種：1) 設(shè)備自讀取：具備通信接口的設(shè)備有自帶軟件將產(chǎn)品生產(chǎn)信息導(dǎo)出，該數(shù)據(jù)的格式存在不確定性，可能需要規(guī)約之后放入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。2) 傳感器采集：在生產(chǎn)關(guān)鍵節(jié)點加裝傳感器進行數(shù)據(jù)采集，這種方式應(yīng)科學(xué)規(guī)劃傳感器的部署，否則可能會造成數(shù)據(jù)記錄遺漏或錯誤。3) 電子計數(shù)設(shè)備：例如掃碼槍等，其原理與(2)類似。4) 其他系統(tǒng)導(dǎo)入：通過開放的數(shù)據(jù)接口，從其他系統(tǒng)導(dǎo)入或?qū)С觥?.4.1.2 設(shè)備數(shù)據(jù)采集設(shè)備數(shù)據(jù)包括但不限于：1) 設(shè)備運行數(shù)據(jù)：來源于設(shè)備本身，以時間戳來標(biāo)示2) 設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)：異常信息記錄3) 設(shè)備檔案數(shù)據(jù)：設(shè)備PDM系統(tǒng)4) 設(shè)備維護數(shù)據(jù)：設(shè)備保養(yǎng)、維修數(shù)據(jù)記錄4.4.1.3

18、 環(huán)境數(shù)據(jù)采集環(huán)境數(shù)據(jù)的采集有三種：1. 無線傳感模塊無線傳感模塊集成了大量傳感器，如：煙霧傳感器、灰塵傳感器、濕度傳感器、溫度傳感器、熱釋電傳感器、光線傳感器、氣體傳感器等。其通信方式采用WIFI、ZigBee、MQTT等，根據(jù)需要也可采用有線以太網(wǎng)通信的方式。模塊由嵌入式處理器控制，尺寸小巧，架設(shè)方便。在接入網(wǎng)絡(luò)后直接將現(xiàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)采集上傳至數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)的應(yīng)用場景不限于安防、環(huán)境監(jiān)控、工廠虛擬再現(xiàn)等。圖 44 無線傳感器模塊2. 生物識別生物識別技術(shù)，常見的是指紋、虹膜、臉相等一系列生物特征提取和識別方法。本案中，采用人體手掌靜脈識別技術(shù)作為身份識別和授權(quán)依據(jù)，具有更高的安全性。該技術(shù)的

19、主要優(yōu)點如下：1) 活體識別：掌靜脈圖像只有活體才有，非活體是得不到掌靜脈特征的；因此無法偽造。2) 無損傷：采用非接觸式被動方法獲取生物內(nèi)部特征，對生物體無任何損害。3) 安全級別高：由于無法偽造，且提取的是生物體的內(nèi)部特征，其總體安全級別是目前所有生物識別技術(shù)中安全級別最高的一種。生物識別技術(shù)可用于車間出入人員管理，設(shè)備使用授權(quán)等，其授權(quán)記錄也被納入大數(shù)據(jù)平臺中。3. 室內(nèi)定位Position室內(nèi)定位系統(tǒng)采用超寬帶技術(shù)，對現(xiàn)場人員動行動軌跡進行記錄。其接入點可達上萬個，選用多維定位模式，定位精度達到厘米級并提供開放的軟件接口。在車間安防應(yīng)用中，其采集的數(shù)據(jù)可用軌跡回溯、互監(jiān)放單，多樣報警等

20、。在保密性較高的場合尤為適用。4.4.1.4 數(shù)據(jù)服務(wù)Ø 數(shù)據(jù)庫制造現(xiàn)場屬離散制造，其數(shù)據(jù)基數(shù)適中，可采用Orale或Mssql數(shù)據(jù)庫作數(shù)據(jù)存儲。Mssql可搭建于Windows Server操作系統(tǒng)上，便于后期維護管理。數(shù)據(jù)庫采用主備架構(gòu)，該架構(gòu)可提供了一個高效、全面的災(zāi)難恢復(fù)和高可用性解決方案。自動故障切換和易于管理的轉(zhuǎn)換功能允許主數(shù)據(jù)庫和備用數(shù)據(jù)庫之間的快速角色轉(zhuǎn)換，從而使主數(shù)據(jù)庫因計劃中和計劃外的中斷所導(dǎo)致的停機時間減到最少。主備數(shù)據(jù)庫可在兩臺服務(wù)器上分別布置，見下圖：圖 45 Oracle Data Guard系統(tǒng)Ø 工業(yè)防火墻在工業(yè)現(xiàn)場，對智能設(shè)備的安全防護是必

21、不可少的，在通信技術(shù)高速發(fā)展，設(shè)備智能化不斷提高的同時，也帶來了安全隱患。尤其是在自動化程度較高的制造現(xiàn)場，如果設(shè)備受到惡意代碼的攻擊，其帶來的損失將不堪設(shè)想。所以，在設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)接口之間架設(shè)工業(yè)防火墻是十分必要的。工業(yè)防火墻的目的是提供一套可控、可靠、可管理的工控網(wǎng)絡(luò)縱深安全防御體系。工控防火墻可信網(wǎng)絡(luò)管理平臺的功能包括：檢測流經(jīng)的異常數(shù)據(jù)，收集、管理黑白名單、智能學(xué)習(xí)、漏洞挖掘和制定相應(yīng)安全策略。結(jié)合監(jiān)控、審計模塊，有效組織惡意攻擊的滲透，實現(xiàn)整個工作站的“白環(huán)境”。圖 46 工業(yè)控制系統(tǒng)安全保障體系4.4.2 機器視覺檢測系統(tǒng)4.4.2.1 總體架構(gòu)完整的視覺檢測系統(tǒng)主要由三部分構(gòu)成：現(xiàn)場

22、工作站、視覺算法層以及數(shù)據(jù)中心。首先是現(xiàn)場工作站，它是視覺檢測的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是整個軟件系統(tǒng)的基礎(chǔ)?，F(xiàn)場工作站主要由一些光學(xué)設(shè)備及自動化運行系統(tǒng)構(gòu)成。光學(xué)系統(tǒng)一般包括工業(yè)相機、光源、棱鏡等。工業(yè)相機一般采用觸發(fā)式，由檢測平臺發(fā)出的信號觸發(fā)拍照。自動化設(shè)備主要負責(zé)傳送帶運行和篩選環(huán)境，這部分可以根據(jù)實際情況簡化。光學(xué)系統(tǒng)的選型和布置是和待測件密切相關(guān)的，應(yīng)根據(jù)待測件的狀態(tài)選擇合適的光學(xué)配置，這樣就可以減少軟件系統(tǒng)在處理過程中的壓力，提高系統(tǒng)運行效率。高性能電腦則是視覺算法的載體，它將負責(zé)與現(xiàn)場工業(yè)相機通信，獲取圖片，并執(zhí)行檢測。除此之外，它還負責(zé)將檢測結(jié)果反饋給控制器，并如對實時性要求較高，則

23、可能需要高性能的處理器及GPU。視覺檢測系統(tǒng)總體方案見下圖：圖 47 視覺檢測系統(tǒng)總體方案4.4.2.2 工作流程當(dāng)物料經(jīng)過相機時，傳感器將觸發(fā)一個脈沖信號通知相機進行拍照。視覺軟件的數(shù)據(jù)接收線程將通過千兆以太網(wǎng)或USB從相機中異步獲取圖片數(shù)據(jù)。在實時性要求較高的場合，相機應(yīng)根據(jù)需要慎重選擇。圖片的分辨率、清晰度、物體在圖中的大小、圖像曝光度及圖像的顏色通道等都應(yīng)該被綜合考慮，拍攝的照片應(yīng)盡可能的減少圖像算法的預(yù)處理工作量，以保證對運行時間的優(yōu)化集中在軟件層面，下圖為LED視覺檢測流程示意：圖 48 LED視覺檢測軟件流程圖軟件將在現(xiàn)場終端上實現(xiàn)。在收到圖片信息后，接收線程準備異步讀取下一張圖

24、片，并等待殘次檢測完畢。同時，缺陷檢測線程池內(nèi)的線程將被激活，開始對圖片數(shù)據(jù)進行分析，圖形算法的主體將在此過程中完成。線程池采用等待句柄保持同步，即當(dāng)某一線程執(zhí)行完畢后將結(jié)果放入傳輸隊列，隨即被掛起，等待其他所有線程進入終止態(tài)。當(dāng)所有檢測線程進入終止態(tài)后，數(shù)據(jù)處理線程被激活，同時觸發(fā)下一次圖像采集。數(shù)據(jù)處理線程將在第一時間判斷是否存在瑕疵，根據(jù)瑕疵優(yōu)先級向PLC發(fā)出對應(yīng)NG信號，數(shù)據(jù)同時被送往其他線程。這些數(shù)據(jù)包括每項檢測的基本參數(shù)指標(biāo)、瑕疵品的細節(jié)參數(shù)、時間戳以及產(chǎn)品批次等信息。這些數(shù)據(jù)將存放在大數(shù)據(jù)中心，供其他系統(tǒng)調(diào)用，向企業(yè)管理者和工藝人員提供產(chǎn)線狀態(tài)報告。4.4.2.3 數(shù)據(jù)集成圖 4

25、9 視覺系統(tǒng)在企業(yè)生態(tài)圈示意圖機器視覺核心是視覺算法，而經(jīng)過的復(fù)雜算法產(chǎn)出的珍貴數(shù)據(jù)應(yīng)該被充分的利用起來。將檢測結(jié)果發(fā)給自動化設(shè)備完成視覺篩選是視覺系統(tǒng)的主要職責(zé)，但是這樣并沒有對產(chǎn)品出現(xiàn)殘次的根源進行進一步的挖掘。所以視覺算法產(chǎn)出的數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)被放入企業(yè)數(shù)據(jù)中心，從中提取有用數(shù)據(jù)。例如，對于每件檢測到的殘次品，它的批次、產(chǎn)品制造工藝、原料供應(yīng)商、缺陷類型、缺陷程度、生產(chǎn)人員等信息都將在數(shù)據(jù)中心中體現(xiàn)。其中視覺系統(tǒng)提供與缺陷相關(guān)的參數(shù)，這便和企業(yè)原有的產(chǎn)品管理、供應(yīng)商管理、客戶管理、制造執(zhí)行等系統(tǒng)互聯(lián)起來。通過分布式計算從中發(fā)掘出有用的信息，從而進一步提升產(chǎn)品的質(zhì)量及生產(chǎn)效率。4.4.2.4 實際

26、應(yīng)用激光IO觸發(fā)的方式通常要求機械臂在抓取待測件前待測件的姿態(tài)保持固定。因為系統(tǒng)中不存在反饋，機械臂只知道有待測件進入測試區(qū)域，并不知道待測件的姿態(tài)，這就要求在傳送帶末端設(shè)計相應(yīng)的機械結(jié)構(gòu)是的IO觸發(fā)時被測件處于特定姿態(tài)，讓機械臂進行準確的抓取和放置。圖 410 待測物體識別圖 411 抓取位置獲取引入機器視覺系統(tǒng)可以很好的解決這個問題。機器人和工業(yè)相機的結(jié)合使整套系統(tǒng)形成了一個閉環(huán)網(wǎng)絡(luò)。無論待測件以什么姿態(tài)進入，工業(yè)相機和機械臂都可形成一條的反饋回路，實時追蹤被測件的位置和姿態(tài)，從特定的位置抓起被測件并插入測試槽中。即使有多個被測件進入，視覺系統(tǒng)也能從容應(yīng)對。如有雜物進入識別區(qū)，還可將其識別

27、觸發(fā)報警，避免可能帶來的損失。針對本案，測試平臺可采用固定式相機搭配線性光源的結(jié)構(gòu)，易于安裝和配置。視覺系統(tǒng)同樣采用千兆以太網(wǎng)通信，其數(shù)據(jù)吞吐量大，不但可以與機械臂協(xié)同工作，還可以將出現(xiàn)的異?；驕y試不過的圖像信息經(jīng)工業(yè)以太網(wǎng)發(fā)送至云端數(shù)據(jù)中心。視覺機器人系統(tǒng)可以充分發(fā)揮信息自動化的優(yōu)勢，實現(xiàn)與大數(shù)據(jù)平臺和MES系統(tǒng)對接，為技術(shù)人員提供完備的數(shù)據(jù)流，從而形成更加系統(tǒng)的測試體系。4.4.3 生產(chǎn)測試管理平臺4.4.3.1 總體框架圖 412 測試互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)從圖中可以看到，每個測試臺被當(dāng)做一個數(shù)據(jù)生產(chǎn)終端，通過互聯(lián)網(wǎng)進行連接，構(gòu)成測試互聯(lián)網(wǎng)。測試臺之間通過通用的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，而每一個測

28、試臺內(nèi)部則采用VISA（Virtual Instrument Software Architecture）協(xié)議實現(xiàn)控制指令和數(shù)據(jù)交互，而支持的主要總線形式包括RS232、RS485、USB、GPIB、TCP/IP等。系統(tǒng)的功能邏輯關(guān)系見下圖：圖 413 測試互聯(lián)網(wǎng)功能邏輯框圖4.4.3.2 平臺功能在數(shù)字化工廠的測試管理平臺不能單純的當(dāng)做一個個獨立工作的測試臺來考慮，另外，測試管理平臺的軟件功能也不再只是實現(xiàn)簡單的自動化測試和數(shù)據(jù)采集，而是應(yīng)當(dāng)把被測產(chǎn)品的信息、測試工具管理、測試數(shù)據(jù)管理、測試任務(wù)管理等功能進行融合，滿足測試工作在數(shù)字化工廠運作方式中的要求。本案的測試管理平臺軟件的主要功能有：

29、1. 測試任務(wù)管理功能：根據(jù)生產(chǎn)的需要，對指定型號的產(chǎn)品進行測試任務(wù)定義和下發(fā)，并跟蹤測試過程，檢查測試任務(wù)進展的狀態(tài)。2. 被測產(chǎn)品信息管理：將被測產(chǎn)品與測試數(shù)據(jù)進行融合，便于未來對測試數(shù)據(jù)與產(chǎn)品之間的交叉分析。如果企業(yè)已有PDM系統(tǒng)，則可以與之對接，直接使用其提供的產(chǎn)品信息。3. 測試軟件工具集成化管理：該軟件平臺提供一個綜合的集成圖形界面，將測試過程中需要使用的各種測試工具都“包”在該界面中，類似于一個軟件容器，用戶可以通過該用戶界面對測試工具進行訪問，避免測試工具的碎片化，易于管理。且測試工具的添加和刪除可以根據(jù)用戶的需求進行增減。4. 測試設(shè)備狀態(tài)管理：產(chǎn)線中的測試設(shè)備由于使用頻率高

30、，維護頻率也遠高于研發(fā)使用場景。該軟件同時提供測試設(shè)備的健康狀態(tài)管理，以協(xié)助用戶對測試設(shè)備進行維修、校準等維護。5. 測試數(shù)據(jù)管理：該軟件以大數(shù)據(jù)架構(gòu)的工業(yè)數(shù)據(jù)平臺作為數(shù)據(jù)管理支撐，為用戶提供數(shù)據(jù)的存儲、查詢、導(dǎo)出、計算等功能。6. 測試數(shù)據(jù)分析功能：為用戶提供數(shù)據(jù)的常見統(tǒng)計、交叉、可視化等處理軟件工具。7. 自動報表功能：自動生成用戶需要的測試報告，并自動存入數(shù)據(jù)平臺中，便于未來查閱和追溯。測試數(shù)據(jù)管理平臺軟件界面截圖如下：圖 414 測試數(shù)據(jù)管理平臺軟件截圖4.4.3.3 平臺特點1. 是一個完全按照數(shù)字化工廠需求設(shè)計的基于互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的測試平臺。2. 采用VISA架構(gòu)設(shè)計測試工具軟件，對儀

31、器設(shè)備的型號有廣泛的支持性。3. 采用分布式部署架構(gòu)，特別適合生產(chǎn)測試場景。4. 集成化的測試工具和數(shù)據(jù)管理客戶端軟件，將生產(chǎn)測試過程中的各種過程數(shù)據(jù)采集工具都進行了整合，避免了工具的碎片化。5. 以大數(shù)據(jù)架構(gòu)的數(shù)據(jù)平臺支撐測試數(shù)據(jù)的后處理，可以很方便的與工廠的數(shù)據(jù)平臺進行對接和融合。6. 系統(tǒng)架構(gòu)為開放式?？梢圆挥绊懺邢到y(tǒng)工作的情況下自由的增加測試臺或測試軟件工具。7. 是一個以測試數(shù)據(jù)為核心設(shè)計的測試管理平臺。一開始的時候就是為測試數(shù)據(jù)的采集和利用設(shè)計的，數(shù)據(jù)的后處理功能和可擴展性好。8. 儀器驅(qū)動層為開放式設(shè)計?？梢院芊奖愕奶砑有碌膬x器型號，或利用原有的儀器設(shè)備，而不需要對測試流程管理

32、軟件進行修改。9. SOA軟件架構(gòu)。4.4.3.4 操作自動化方案操作自動化的主要目標(biāo)是實現(xiàn)將待測件從傳送帶入口到測試平臺再到傳送帶出口的過程。整個過程無需人工干預(yù)，結(jié)合自動化測試設(shè)備，最終實現(xiàn)無人測試。圖 415 自動測試流程圖當(dāng)被測件加工完畢后，從傳送帶上被分配到測試子系統(tǒng)，在進入測試系統(tǒng)范圍后通過激光或機器視覺發(fā)出一個就位信號。這時機械臂開始動作，將待測件抓起，準確放置到指定地點，測試過程啟動。測試完成后將返回測試結(jié)果，如果不通過則機械臂將其分配到殘次品流水線，合格則分配到良品流水線。在這期間產(chǎn)生的所有流程數(shù)據(jù)、測試數(shù)據(jù)都將被記錄。圖 416 自動測試平臺結(jié)構(gòu)示意圖采用工業(yè)機器人作為生產(chǎn)

33、與自動測試平臺間的橋梁，不僅可以提高效率，還為今后進一步升級改造打下了基礎(chǔ)，其帶來的優(yōu)勢主要有：1) 快速、準確、高效；2) 便于集成，提供以太網(wǎng)口，可與大數(shù)據(jù)平臺及MES系統(tǒng)高效融合；3) 安裝角度自定；4) 編程門檻低，靈活度高，可根據(jù)具體需求進行二次開發(fā)；5) 可搭配機器視覺等子系統(tǒng)，持續(xù)升級。工業(yè)領(lǐng)域中使用的四軸、六軸的小型機器人已具有很高的靈活性和快速性，同時兼顧了準確性，其重復(fù)定位精度通常可達±0.02mm，可滿足九州公司中對測試件抓取、放置，甚至接插的需求。小型機器人的負載通常在3KG至10KG，可根據(jù)待測件類型進行考慮，如成品測試通常比板測要求負載量更大。末端的抓取結(jié)

34、構(gòu)可根據(jù)被測件選用機器爪或真空氣泵，在對空氣氣體潔凈度需求較高的場合，通常選用前者，當(dāng)然也可以選用實驗室級別的機械臂。4.4.3.5 測試自動化方案測試臺的自動化主要通過兩個渠道來實現(xiàn)：1. 通過矩陣開關(guān)和適配器實現(xiàn)被測件和測試設(shè)備之間連線關(guān)系的自動化切換。2. 通過軟件控制被測件、矩陣開關(guān)、適配器和測試儀器實現(xiàn)測試流程，完成自動化的測試和數(shù)據(jù)采集，并通過數(shù)據(jù)通信接口將測試數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)中心。測試臺的系統(tǒng)邏輯構(gòu)成框圖如下：圖 417 測試臺系統(tǒng)構(gòu)成邏輯框圖測試平臺為面向各種不同型號的被測件，需要充分考慮被測信號與測試儀表的連接和路由問題。通常采取通用開關(guān)矩陣解決測試信號與儀表的路由問題、采取專

35、用適配器解決被測件信號與通用開關(guān)矩陣連接問題。示意圖如下：圖 418 通用開關(guān)矩陣及適配網(wǎng)絡(luò)路由方式示意圖開關(guān)矩陣采用MxN的網(wǎng)絡(luò)形式，可以將開關(guān)矩陣兩側(cè)的任意兩個端口或多個端口進行路由和導(dǎo)通。為控制矩陣規(guī)模和可靠性考慮，將測試信號按頻率的高低進行劃分，高頻信號配備高頻開關(guān)矩陣網(wǎng)絡(luò)，低頻信號配備低頻開關(guān)矩陣網(wǎng)絡(luò)。開關(guān)一般由TTL電平進行控制，而TTL電平的產(chǎn)生由控制電路板構(gòu)成?？刂齐娐钒宓妮斎虢涌谑荝S232、GPIB、USB或TCP/IP等常見的VISA協(xié)議，其輸出口是GPIO，可以配置為需要的TTL電平輸出。專用適配器作為被測件與通用開關(guān)矩陣的接口轉(zhuǎn)換匹配模塊，可以將不同被測件的借口類型轉(zhuǎn)

36、換為高頻、低頻信號連接端口集合，與通用開關(guān)矩陣相連。因此，針對不同型號的被測件，需要專門設(shè)計專用適配網(wǎng)絡(luò)，以匹配不同信號被測件的不同接口形式和數(shù)目的要求。專用適配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計示意如下：圖 419 接插線適配器設(shè)計示意圖航空電子設(shè)備模塊的接口類型和數(shù)量較多，更換被測模塊時相關(guān)的連線操作較為繁瑣和浪費時間。適配器的接口設(shè)計和特定模塊的接頭類型、位置、數(shù)量相對應(yīng)的相匹配，將模塊的所有接頭集成在適配器上，通過操作適配器，一次性完成對整個模塊的接插線操作。通過適配器內(nèi)部的轉(zhuǎn)換，可以將各個信號經(jīng)由相對比較統(tǒng)一的接線簇與通用開關(guān)矩陣相連。同時，可以將各模塊測試所需的一些外部配件，如衰減器、功分器、合路器、濾波

37、器等集成在專用適配盒內(nèi)，最大程度避免接線難度。4.5 應(yīng)用層系統(tǒng)4.5.1 智能倉儲系統(tǒng)方案4.5.1.1 倉儲管理倉庫管理的目標(biāo)如下：1. 系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)運行，倉庫的庫存信息能夠?qū)崟r地、準確地共享,方便各部門、科室、人員的查詢和使用。2. 實現(xiàn)倉庫對物料的信息化管理,將區(qū)位化和等精細化管理思想運用于系統(tǒng)中，相關(guān)人員通過對系統(tǒng)的查詢，均能夠得到所需查詢物料準確的數(shù)量信息和精確的位置信息。3. 系統(tǒng)的庫存信息可以實時反饋給數(shù)據(jù)流上游的采購部門、財務(wù)部門等,具體信息由系統(tǒng)按規(guī)范格式自動生成，從而減少相關(guān)人員對物料信息的人工輸入，大大降低由人工二次輸入引起的錯誤。4. 系統(tǒng)能夠保證信息的安全性，區(qū)分各類人

38、員對系統(tǒng)的使用范圍和操作權(quán)限，權(quán)責(zé)明晰。倉庫管理可分為5個主要功能模塊：出入庫管理、庫存管理、盤存管理、庫存預(yù)警管理。l 出入庫管理主要分為出庫管理和入庫管理兩個部分。入庫管理又可以分為入庫和入庫記錄查詢。入庫是指對庫存進行一次增加操作，入庫記錄查詢指的是對歷史的入庫操作信息進行查詢。出庫管理與入庫管理類似，也包括出庫和出庫記錄查詢。圖 420 出入庫管理用例圖l 庫存管理庫存管理模塊主要是對倉庫信息、物料信息的維護,以及庫存信息的展示。倉庫信息、物料信息的維護主要包括倉庫信息和物料信息的添加、刪除、修改等功能。庫存信息的展示包括當(dāng)前庫存狀態(tài)以及庫存查詢統(tǒng)計和各種報表生成。其中當(dāng)前庫存狀態(tài)能提

39、供即時庫存；信息查詢要提供對各類信息的綜合查詢功能，主要包括倉庫基本信息查詢，物料基本信息查詢，庫存信息查詢以及出入庫記錄查詢。圖 421 庫存管理用例圖其中信息查詢又包括倉庫基本信息查詢，貨物基本信息查詢，庫存信息查詢以及出入庫記錄查詢。圖 422 庫存信息查詢用例圖l 盤存管理：庫存盤點是庫存管理的日常工作。該模塊主要分為庫存盤點和物料報損兩部分，其中庫存盤點又包括凍結(jié)盤點和循環(huán)盤點兩種。庫存盤點提供年終、月終結(jié)算處理；支持按數(shù)量、單價、金額的明細核算及統(tǒng)計分析；完成物料收發(fā)存的成本核算，能夠正確及時的核算出材料成本；提供暫估入出庫成本計算、差異核算、出庫差異分攤、憑證生成等業(yè)務(wù)處理；提供

40、業(yè)務(wù)和財務(wù)的對帳功能能與業(yè)務(wù)及財務(wù)系統(tǒng)實時集成，保證業(yè)務(wù)財務(wù)信息的一致。圖 423 盤存管理用例圖l 庫存預(yù)警管理：適量的庫存是保證生產(chǎn)不間斷進行的重要保證,隨著生產(chǎn)過程的持續(xù)進行,物料不斷的被消耗。由于物料的采購?fù)ǔＲ艿焦┓缴a(chǎn)周期、貨運周期等諸多因素的影響,因此從采購指令下達到物料進入庫房之間存在著一個提前期。所以,物料補充指令的下達應(yīng)該在提前期之前做出。因此,為了確保在最合適的時間發(fā)出物料補充指令,從而保證供應(yīng)安全,必須對庫存進行監(jiān)測。另一方面,如果有庫存過量,會造成資金的極大占用和浪費,因此在庫存管理過程中,一方面要預(yù)防缺貨的發(fā)生,另一方面還要防止出現(xiàn)庫存積壓狀態(tài)。圖 424 庫存預(yù)

41、警管理用例圖關(guān)于庫存的控制有多種方法,其中定期訂貨法需要對庫存進行固定周期的監(jiān)測,由于這種檢測方法的固有周期性,其監(jiān)測結(jié)果經(jīng)常會出現(xiàn)尚未到達臨界訂貨點即進行補充的狀況；MRP對庫存的控制則是基于對物料需求進行統(tǒng)籌、有效的科學(xué)分析基礎(chǔ)之上的；JIT則是在庫存管理高度有效運轉(zhuǎn)的前提下追求零庫存控制策略。4.5.1.2 備料輔助傳統(tǒng)的倉庫具有空間利用率低、靈活性差、差錯率高、擴展性能差、聯(lián)動性差等缺點。在數(shù)字化倉庫建設(shè)中，備料輔助系統(tǒng)（可看做是倉儲物流系統(tǒng)）的作用是快速存放和取用所需的器件或產(chǎn)品。其結(jié)構(gòu)如下圖：圖 425 備料輔助系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖l 自動化高架庫：用自動化堆垛機、貨架系統(tǒng)實現(xiàn)物料存??；l

42、自動化輸送系統(tǒng)：用自動化輸送裝備實現(xiàn)物料的交接和搬運；l 自動物料追蹤系統(tǒng)：用RFID實現(xiàn)物料操作過程的追蹤；下圖為一個自動化備料系統(tǒng)仿真設(shè)計圖：圖 426 自動化備料系統(tǒng)仿真示意圖在系統(tǒng)設(shè)計中需要考慮的因素有如下：l 托盤物品：存放對象、物料重量、物料尺寸等l 空托盤垛：存放位置、頂層高度等l 組合式貨架：材料、尺寸、間隙等l 堆垛機：載荷參數(shù)、控制方式、速度l 輸送機：AGV小車參數(shù)、傳送帶參數(shù)下圖為一個備料系統(tǒng)硬件組成示意圖：圖 427 自動化備料系統(tǒng)物理組成示意圖自動化備料系統(tǒng)的軟件設(shè)計以物料管理系統(tǒng)提供的信息為參考，在生產(chǎn)計劃階段，下發(fā)命令到倉庫，取料，并更新倉儲數(shù)據(jù)；在采購階段，物

43、料入庫數(shù)據(jù)自動更新，并反饋給生產(chǎn)計劃部門以準備生產(chǎn)。4.5.2 項目管理系統(tǒng)方案4.5.2.1 項目管理項目管理的一般流程見下圖：圖 428 項目管理一般流程項目管理包括如下內(nèi)容：1. 項目任務(wù)管理根據(jù)企業(yè)情況，項目任務(wù)的來源分為訂單來源和生產(chǎn)預(yù)估計劃來源。訂單來源指企業(yè)接收到新產(chǎn)品訂單后，成立項目管理小組，任命項目經(jīng)理對該項目的全過程進行管理，其過程包括研發(fā)規(guī)劃、設(shè)計定型、產(chǎn)品試制、生產(chǎn)準備、小批量生產(chǎn)、批量生產(chǎn)。生產(chǎn)預(yù)估計劃來源，指企業(yè)根據(jù)往年情況，能預(yù)估其固化產(chǎn)品在今年的需求量，從而指導(dǎo)生產(chǎn)計劃的制定，對于這種項目來源，項目流程一般僅為批量生產(chǎn)。2. 項目狀態(tài)管理項目立項之后，項目組成員

44、即可根據(jù)對應(yīng)權(quán)限對項目狀態(tài)進行管理。包括項目狀態(tài)及進度查詢、項目狀態(tài)更新、項目暫停、項目終止、項目內(nèi)容更改、項目負責(zé)人更改、項目合并等。4.5.2.2 成本管理成本控制是企業(yè)的一項重要的工作內(nèi)容。企業(yè)通過對成本的計劃、控制、監(jiān)督、考核和分析等來促使企業(yè)各單位與部門加強管理，不斷優(yōu)化資源的利用，努力降低成本，提高經(jīng)濟效益。成本管理系統(tǒng)就是通過對于成本的不同方式的確認、計量、分析和比較，確保這種系統(tǒng)控制能最終落實到資源消耗上。使得企業(yè)的管理者能夠得到更加準確和及時的數(shù)據(jù)。成本管理ER關(guān)系見如下幾圖：圖 429 成本用例示意圖圖 430 成本核算分析用例示意圖圖 431 多系統(tǒng)集成管理用例示意圖成本

45、管理系統(tǒng)承擔(dān)的工作是計算出生產(chǎn)計劃中，成本消耗和產(chǎn)品的產(chǎn)出之間的投入產(chǎn)出比。針對產(chǎn)品和項目核算出產(chǎn)品料工費，可以統(tǒng)計出單位產(chǎn)品的材料成本消耗。另外成本管理系統(tǒng)還可以根據(jù)采購的原材料而把成本細分，根據(jù)產(chǎn)品的工序和結(jié)構(gòu)，對產(chǎn)品進行成本細化分析。圖 432 項目成本信息ER圖同時，根據(jù)產(chǎn)品的常規(guī)投入，制定產(chǎn)品的成本標(biāo)準，這個標(biāo)準是在一定的物價水平和勞動力價格下制定的成本標(biāo)準，而根據(jù)標(biāo)準成本，在每一批次的產(chǎn)品中計算出實際成本在各項之間，計算出實際成本和標(biāo)準成本之間的數(shù)據(jù)差額，從而改進成產(chǎn)工序等，從而更好的實現(xiàn)產(chǎn)品成本或者項目成本的更好控制。圖 433 產(chǎn)品成本信息ER圖在項目的成本核算分析中，根據(jù)項目

46、的周期，首先進行事前成本分析，根據(jù)項目的程度，對項目進行事前的成本的預(yù)估計，對包括勞動力、原材料成本、車床損耗、生產(chǎn)損耗等進行預(yù)先的成本估計，以期對項目的成本進行大概的預(yù)估計。然后在項目進行的過程中，分階段，分周期的對項目成本進行階段性分析，對之前的成本花費進行匯總，并且根據(jù)原先制定的計劃，對成本花費與以后的花費進行修正或者調(diào)整，以使其按照預(yù)先估計的方向進行發(fā)展。最后，項目的完成階段，對成本進行事后分析，對項目成本的事后分析，包括多方面的分析，包括對項目中花費的匯總和總結(jié)，對項目進行完整的成本分析。同時，每一個產(chǎn)品是由多個工序?qū)崿F(xiàn)的，在計算整體生產(chǎn)成本的同時，還需要對每一步驟，或者分產(chǎn)品進行投

47、入產(chǎn)出分析，以使其達到最高的成本效率控制。同時，對產(chǎn)品成本和項目的成本分析結(jié)果都應(yīng)該在多系統(tǒng)子模塊之間進行數(shù)據(jù)共享。使各個模塊都可以對產(chǎn)品或者項目的成本進行更好的把握和掌控，最終實現(xiàn)整個生產(chǎn)效率的完美提高。4.5.2.3 風(fēng)險管理項目風(fēng)險管理是指對項目風(fēng)險從識別到分析乃至采取應(yīng)對措施等一系列過程，它包括將積極因素所產(chǎn)生項目風(fēng)險管理流程的影響最大化和使消極因素產(chǎn)生的影響最小化兩方面內(nèi)容。風(fēng)險管理的主要內(nèi)容是風(fēng)險識別，包含兩方面內(nèi)容：1. 識別哪些風(fēng)險可能影響項目進展及記錄具體風(fēng)險的各方面特征。風(fēng)險識別 不是一次性行為，而應(yīng)有規(guī)律的貫穿整個項目中。2. 風(fēng)險識別包括識別內(nèi)在風(fēng)險及外在風(fēng)險。內(nèi)在風(fēng)險

48、指項目工作組能加以控制和影響的風(fēng)險，如人事任免和成本估計等。外在風(fēng)險指超出項目工作組控制力和影響力之外的風(fēng)險，如市場轉(zhuǎn)向或政府行為等。風(fēng)險管理的工具和方法如下：1. 核對表一般根據(jù)風(fēng)險要素編纂。包括項目的環(huán)境，其它程序的輸出，項目產(chǎn)品或技術(shù)資料，以及內(nèi)部因素。2. 流量表能幫助項目組易于理解風(fēng)險的緣由和影響。3. 風(fēng)險量化。風(fēng)險控制的基本措施為：1. 對風(fēng)險對策控制的輸入項l 風(fēng)險管理方案。 l 實際風(fēng)險事件。有些已識別了的風(fēng)險事件會發(fā)生，有些則不會。發(fā)生了的風(fēng)險事件是實際風(fēng)險事件或說是風(fēng)險的起源，而項目管理人員應(yīng)總結(jié)已發(fā)生的風(fēng)險事件以便進行進一步的對策研究。 l 附加風(fēng)險

49、識別。當(dāng)項目進程受到評價和總結(jié)時，事先未被識別的潛在風(fēng)險事件或風(fēng)險的起源將會浮出水面。2. 風(fēng)險對策實施控制的工具和方法l 工作區(qū)：對消極的風(fēng)險事件而言，工作區(qū)是一種不列入方案的對策。所謂不列入方案是指在感覺上它并未定義在風(fēng)險事件發(fā)生前。 l 附加風(fēng)險策略研究。如果風(fēng)險事件未被預(yù)料到，或后果遠大于預(yù)料，那么計劃的風(fēng)險策略將會不充分，這時就有必要再次重復(fù)進行風(fēng)險對策研究甚至風(fēng)險管理程序。3. 風(fēng)險對策實施控制輸出項l 校正行為：校正行為首先包括實施已計劃的風(fēng)險對策（比如實施預(yù)防性計劃或工作區(qū)計劃）。實時調(diào)整風(fēng)險管理計劃。一個預(yù)料之中的風(fēng)險事件發(fā)生或沒發(fā)生，對實際風(fēng)險事件后果的評估，對風(fēng)

50、險系數(shù)和風(fēng)險機率的評估，以及風(fēng)險管理方案的其它方面，都應(yīng)進行實時的更新調(diào)整。4.5.3 設(shè)備管理系統(tǒng)方案設(shè)備狀態(tài)管理主要包括：設(shè)備檔案管理、運行監(jiān)控、保養(yǎng)及維修管理等。l 設(shè)備檔案管理設(shè)備檔案管理將基礎(chǔ)信息分類與查詢-型號，采購價格，供應(yīng)商信息，設(shè)備折舊信息，關(guān)鍵參數(shù)信息，產(chǎn)品說明書，維修手冊，提供設(shè)備檔案與之關(guān)聯(lián)，形成數(shù)字化模型進行設(shè)備的檔案管理。同時提供計算設(shè)備在其全生命周期過程中發(fā)生的采購費用、折舊費用、保險費用、保修費用，為財務(wù)提供全面的成本信息。l 設(shè)備運行監(jiān)控設(shè)備運行監(jiān)控包括運行相關(guān)數(shù)據(jù)，便于實時掌握各類設(shè)備的運行狀態(tài)，發(fā)生故障時及時報警，統(tǒng)計設(shè)備運行負荷信息，實現(xiàn)保養(yǎng)提醒。該功能

51、為一線的生產(chǎn)運行人員提供設(shè)備運行情況的數(shù)據(jù)記錄與查詢功能，使運行管理人員準確記錄設(shè)備的運行情況，發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障時及時報修。其方式包括：1. 調(diào)取視頻監(jiān)控畫面和現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集設(shè)備運行監(jiān)控與現(xiàn)場的視頻監(jiān)控集成，同時與眾多工程現(xiàn)場的自動控制系統(tǒng)進行集成。視頻監(jiān)控的調(diào)取不但可以立體顯示標(biāo)定所有視頻監(jiān)視設(shè)備的安裝位置，而且可以遠程遙控視頻設(shè)備的云臺控制視角和景深，通過網(wǎng)絡(luò)鏈接使控制中心能及時了解現(xiàn)場的情況。2. 設(shè)備運行數(shù)據(jù)直觀展示與分析通過對設(shè)備運行數(shù)據(jù)的分析，可以通過相應(yīng)設(shè)備對應(yīng)的三維模型進行顏色的區(qū)分，以及設(shè)備運行曲線等直觀方式展示設(shè)備運行狀態(tài)，對于處于亞健康以及報警預(yù)警設(shè)備進行及時的提醒和分析。3.

52、 設(shè)備運行健康狀態(tài)自診斷、自適應(yīng)該功能利用設(shè)備，環(huán)境，操作，維修，保養(yǎng)，供應(yīng)商等多個類型的數(shù)據(jù)，準確預(yù)測設(shè)備故障，提升設(shè)備效能，降低維護成本。正是因綜合不同數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)，并自動檢測故障模式，主動部署維護和維修資源，可大大節(jié)省下游成本。自適應(yīng)自診斷，包括電子系統(tǒng)自動診斷和模塊式置換裝置，把遠距離設(shè)備的傳感器數(shù)據(jù)連續(xù)提供給中央工作站。通過這個工作站，維護專家可以得到專家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能支持，以完成決策任務(wù)。然后將向遠方的現(xiàn)場發(fā)布命令，開始維護例行程序，這些程序可能涉及調(diào)整報警參數(shù)值、啟動機器上的試驗振動裝置、驅(qū)動備用系統(tǒng)或子系統(tǒng)。l 保養(yǎng)及維修管理設(shè)備保養(yǎng)及維修管理貫徹“預(yù)防為主”和“維護與計

53、劃檢修相結(jié)合”的原則，通過平臺設(shè)備保養(yǎng)和維修管理，做到正確使用、精心維護，使設(shè)備經(jīng)常處于良好狀態(tài)，以保證設(shè)備的長周期、安全穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，并可通過歷史數(shù)據(jù)對設(shè)備進行保養(yǎng)和維修周期提示。4.5.4 PLM系統(tǒng)方案4.5.4.1 數(shù)據(jù)關(guān)系管理圖 434 產(chǎn)品數(shù)據(jù)ER圖產(chǎn)品數(shù)據(jù)包括：1. 需求數(shù)據(jù)：主要指產(chǎn)品在設(shè)計前期從各渠道得到的技術(shù)需求，包括功能及技術(shù)指標(biāo)等。2. 設(shè)計數(shù)據(jù)：產(chǎn)品在實際開發(fā)過程中的所有數(shù)據(jù)。包括文檔、圖紙、技術(shù)參數(shù)、BOM清單等。3. 質(zhì)量數(shù)據(jù)：產(chǎn)品在開發(fā)完成之后的質(zhì)檢數(shù)據(jù)，一般以報表的形式展現(xiàn)。文檔數(shù)據(jù)版本管理規(guī)則文檔作為PLM系統(tǒng)中最為常見的數(shù)據(jù)形式，其生命周期管理是最為關(guān)鍵的部分

54、。而實現(xiàn)其生命周期管理的途徑是版本管理。圖 435 文檔版本管理流程產(chǎn)品分層編號規(guī)則在常見的PLM系統(tǒng)中，為了實現(xiàn)產(chǎn)品的層級管理，一般需要按照一定的規(guī)則對本單位所使用的各種產(chǎn)品按照層級編號，這樣才能按照BOM有序的索引到所有的產(chǎn)品，并進行管理。一般而做法是通過前綴來實現(xiàn)產(chǎn)品的分級區(qū)分，而為了控制系統(tǒng)的復(fù)雜度，產(chǎn)品的層級劃分一般不超過4級。下圖是一個4級結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品層級劃分示意圖：圖 436 產(chǎn)品層級劃分數(shù)據(jù)關(guān)系管理規(guī)則一般而言，在PLM系統(tǒng)中，以產(chǎn)品和項目兩種實體作為數(shù)據(jù)關(guān)系實體的綱領(lǐng)，這種方法是十分清晰和易于管理的方式。所有的工程數(shù)據(jù)以文檔的形式體現(xiàn)，因此在PLM系統(tǒng)中的Data指的就是文檔，這一點首先需要明確。至此，已經(jīng)可以明確的確定PLM系統(tǒng)的任務(wù)是處理產(chǎn)品、項目和文檔三者之間的關(guān)系。其邏輯關(guān)系見下圖：圖 437 產(chǎn)品、項目、文檔邏輯關(guān)系圖PLM系統(tǒng)中，產(chǎn)品和文檔都有版本跟蹤，項目需要有狀態(tài)變化和跟蹤；也就是說，產(chǎn)品、項目和文檔的狀態(tài)都隨時在發(fā)生改變，怎樣實現(xiàn)版本關(guān)系的跟蹤是系統(tǒng)設(shè)計中需要考慮的問題。詳細的處理過程見下圖：圖 438 版本跟蹤處理其中的基本原則如下：l 在項目或產(chǎn)品狀態(tài)開放時間區(qū)間內(nèi)才能建立或修改文檔與之對應(yīng)的關(guān)系；l 項目或產(chǎn)品狀態(tài)一旦鎖定，關(guān)聯(lián)關(guān)系同時被鎖定；l 只有被批準過的文檔才能與項目狀