基于全制造服务周期的智能工厂系统结构模型

    部署方式，实现不同应用间的集成，从而形成智能工厂的运营支撑系统(IM-BOSS，  Business Operation and Supporting System )。IM-BOSS通过合理的IT架构将传统的制造过程转变为制造服务(工MAAS，工ntelligent Manufacturing As A Service )，并构造成智能工厂的开放网络生态(IM-ONE，  Open  Networking Ecosystem )。开放网络生态，意味着企业内应用间数据与知识的开放，不同产品制造单元间的制造资源开放，不同厂区制造工艺和流程的开放，客户产品体验与工厂产品制造过程间的信息开放，工厂上下产业链的制造服务的彼此开放。

 

    4、智能工厂信息系统构造实例

    

    A工厂是一家电机系统离散型生产商，具有独立的设计、制造、销售和服务环节。

 

    其现有系统场景如图6所示，具有传统的：①外网门户；②客户服务电话或者呼叫中心，但还没有构成系统化的运营维护体系；③微博/微信/百度应用/移动App等自媒体工具刚开始规划；④办公自动化OA ( Office Automation)和项目管理PM ( Project Management)已部署，但决策支持系统DSS ( Decision Support System)薄弱；⑤具有基本的生产管理子系统，其中客户关系管理 CRM ( Customer Relationship Management)和供应链管理SCM ( Supply Chain Management)薄弱；⑥部署专业工具CAD/CAPP(ComputerAided Process Planning)/CAE(Computer AidedEngineering)等；OMES(Manufacturing execution system)/DNC(Distributed Numerical Control)/MDC( Manufacturing Data Collection)系统未完全覆盖全部车间；⑧机器人/微机电系统MEMS ( Micro-Electro-Mechanical System )/自动引导车AGV ( Automated Guided Vehicle)较少使用。现有系统之间采用单点与单点的集成连接方式。
 

 

 

        图6 A工厂的典型系统环境

 

Fig.6 Typical system environment of Factory A

 

    根据前述系统结构参考模型，对A工厂开展三方面的评估：资源管理与业务流程、现有系统基础和产品商业模式，为其工M-BO S S的实现提出两类策略：补充完善类和新增功能类策略。补充完善类策略包括：

 

    1)完善制造资源的标准分类和制造工序的标准化(即图5 (b)中的工MRS和工MTS)。将标准化工序与装配工艺、工时、材料、人力、设备关联。

    

    2)将现有OA中的身份认证系统升级到统一身份认证与授权体系CA/PKI ( Certificate Authority/ Public Key Infrastructure )，并延伸到车间相应工序。

    

    3)扩展ME S系统到每个车间，扩展工具齐套性检查与配送功能，缩短工序预备时间。

    

    4)基于ESB实现ERP ， PDM和的ME S集成。将生产计划细化到工位和工序粒度，将产品标识细化到零部件级别，采用矩阵型、邻接表型、层次型、父子型、二叉树型或组合型BOM ( Bill of Material )表单在一致性、重用性与搜索性能上满足工厂实际需要。

    

    5)扩展设计平台从单机版本到企业私有云，实现到云协同设计。建立产品组件标准，将设计组件的复用率纳入设计师KPI ( Key Performance Indicator)考核。

 

    6)将目前OA中的自定义工作流从基于管理系统扩展到制造实体单元，实现自定义制造流程。按照MMSU封装方法，将车间制造设备如数控机床、包装机、机器臂逻辑映射为制造服务单元。

    

    7)扩展目前的门户网站，使其具备电子商务功能和用户社区功能，支持在线销售管理，为客户、渠道商提供入日；为合作伙伴提供SCM入日；将WWW服务扩展到微信平台、微博平台和独立移动APP，构造完整的自媒体体系。