上海劍橋科(kē)技股份有限公司是以高端通訊電子設備研發制造爲核心的高新技術(shù)企業。劍橋科(kē)技的CPS應用探索實踐從(cóng)全局出發,由上而下進行頂層規劃設計(jì),通過SoS級CPS的應用探索,自(zì)下而上打造了具備互聯互通一體(tǐ)化、智能管控透明化、全生(shēng)命周期統一化、決策分(fēn)析科(kē)學化的“四化”平台,形成以CPS爲代表的信息技術(shù)與虛拟仿真技術(shù)、制造技術(shù)、管理(lǐ)技術(shù)等融合技術(shù)創新。
2016年(nián),好孕期(北京)國際科技有限公司與上海劍橋共同組建CPS專項項目組,充分(fēn)分(fēn)析生(shēng)産過程中的痛點和需求,着力解決産線設備的運行監控、多種類生(shēng)産設備的數據采集、分(fēn)析、決策和執行的困境,以精益生(shēng)産爲最終目标,分(fēn)爲以下幾個階段進行項目實施。
1、産線設備改造階段 針對劍橋科(kē)技的産線設備進行定制改造,加大(dà)自(zì)研設備投入,對自(zì)研設備以及集成設備做初步模塊集成,實現CPS的自(zì)動感知。
2、設備采集及集成階段 使用CPS總線對設備采集信息進行集成,通過總線傳輸協議(yì),集成不同設備、不同廠(chǎng)家、不同控制系統的設備和系統,确保數據的完整性和實時性,爲精益生(shēng)産打造數據基礎。
3、工(gōng)業軟件(jiàn)集成階段 建立工(gōng)廠(chǎng)内部CPS互聯互通網絡架構,實現設計(jì)、工(gōng)藝、制造、檢驗、物流等制造過程各環節之間,以及與制造執行系統(MES)和企業資源計(jì)劃系統(ERP)的高效協同與集成,建立全生(shēng)命周期産品信息統一平台。
4.大(dà)數據分(fēn)析集成階段 平台選型、确定大(dà)數據平台技術(shù)構圖、物理(lǐ)部署架構、建立數據标準、實現數據規範化和共享,打通生(shēng)産數據和經營數據,通過機(jī)器學習、人(rén)工(gōng)智能等技術(shù)對數據進行深度分(fēn)析和挖掘,減少停工(gōng)時間,提高産能。
5.整體(tǐ)優化提升 提升工(gōng)業大(dà)數據業務分(fēn)析中的優化運營,引入霧計(jì)算應用,優化采集性能和時效性等。
CPS項目實施後取得(de)了顯著效果:
1、實現了生(shēng)産數據可(kě)視化、生(shēng)産管理(lǐ)透明化,搭建實時、全面的生(shēng)産監控體(tǐ)系。通過對人(rén)機(jī)料法環測各個方面的數據收集,将隐性的生(shēng)産制造過程數據變爲可(kě)見(jiàn)的顯性數據。設備運行狀态及時間、人(rén)員(yuán)工(gōng)作(zuò)效率、物料配送情況、測試結果等都(dōu)清晰可(kě)見(jiàn)。
2、解決了多渠道、多樣式的數據統一問(wèn)題,消除了信息孤島。通過CPS總線實現了跨車間、跨系統的有效數據交互,避免在操作(zuò)複雜、種類繁多的信息系統中重複操作(zuò)。同一數據來(lái)源唯一、确保一緻,各個系統中存儲的産品相(xiàng)關數據彙集到統一平台,提升工(gōng)作(zuò)效率,減少人(rén)爲差錯,保證了數據的關聯性和完整性。截止2016年(nián)6月,産線換線時間由45分(fēn)鍾降至18分(fēn)鍾,每人(rén)每天的人(rén)均産出由34.5台提升至48.9台。
3、建立了可(kě)視的數字化工(gōng)廠(chǎng),數據信息一目了然,方便生(shēng)産管理(lǐ)人(rén)員(yuán)及時發現問(wèn)題。采用先進的霧計(jì)算技術(shù)完成邊緣計(jì)算,滿足數據實時型和延時敏感的需求,将顯性數據轉化爲直觀的圖表、信息看(kàn)闆、3D仿真模拟等可(kě)視化信息。信息獲取時間大(dà)幅降低,由2015年(nián)6月的120分(fēn)鍾降至2016年(nián)6月的5分(fēn)鍾。
4、建立了與物理(lǐ)空間相(xiàng)對應的虛拟信息空間,以虛控實,虛實融合。人(rén)和設備這些實體(tǐ)可(kě)以與生(shēng)産相(xiàng)關的軟件(jiàn)系統交互,相(xiàng)互協同,真正的實現了廉價個性化制造,具有充分(fēn)的柔性和敏捷性,能夠适應定制化生(shēng)産對計(jì)劃、協同、物流等的要求。同時,對設備監控、排除設備異常信息等,設備可(kě)以自(zì)主控制、自(zì)主适應,極大(dà)的提升效率,降低了成本,實現少人(rén)化工(gōng)廠(chǎng)。2016年(nián)劍橋工(gōng)廠(chǎng)月均用工(gōng)人(rén)數相(xiàng)對于2015年(nián)降低了25%。
5、系統旨在追求精益求精和不斷改善,生(shēng)産均衡化、同步化,使上海劍橋的生(shēng)産制造更适合多品種小批量生(shēng)産,尤其是配置化/訂單化/定制化的生(shēng)産,以最優品質、最低成本和最高效率對市場需求做出最迅速的響應。
元工(gōng)CPS在劍橋科(kē)技的應用,開啓了電子行業CPS的應用模式和實施方法的探索之路(lù)。基于CPS構建了企業智能化、信息化的平台,取得(de)了良好的實施效果,既能滿足客戶高标準的質量要求,又能快(kuài)速響應客戶的定制化産品需求的生(shēng)産,并且爲劍橋科(kē)技的生(shēng)産管控和智能制造奠定了統一的數據基礎,促使劍橋科(kē)技的生(shēng)産制造邁上了新的台階。作(zuò)爲電子行業龍頭企業,劍橋科(kē)技爲CPS的應用樹(shù)立了标杆,已然走在電子産品生(shēng)産領域的前列,爲電子行業CPS的推廣應用起到了良好的帶頭作(zuò)用和示範效果。
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