模塑智能制造物聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)管控云平臺構(gòu)建
作者：楊金表，深圳市福達智能系統(tǒng)有限公司 高級經(jīng)濟師
摘要：本文圍繞模塑行業(yè)工業(yè)4.0的智能制造與云端管控平臺而展開，從對注塑工廠智能化管控系統(tǒng)的必要性的論證出發(fā)，繼而闡述了注塑工廠智能化管控系統(tǒng)的架構(gòu)設計，最后詳細介紹了福達智能注塑管控系統(tǒng)（FMS）的主要特色和功能：福達智能注塑管控系統(tǒng)（FMS）著力解決車間設備的信息孤島和溝通滯后的問題，把人，機，物進行物聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)互通，并精確快速地把信息傳遞給各級管理者，可通過各種終端管理注塑生產(chǎn)的設備運行、訂單執(zhí)行、成本核算、效益測算等情況，實現(xiàn)企業(yè)經(jīng)營管理的利潤最大化。
1 模塑智能制造物聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)管控的主要技術(shù)
注塑成型工業(yè)的三大核心技術(shù)包括注塑智能控制系統(tǒng)的二維學習控制技術(shù)、模內(nèi)在線質(zhì)量感知技術(shù)、模塑集成工藝管控技術(shù)。其中模塑集成的工藝管控技術(shù)是指在如圖1.1所示的單機智能注塑（即注塑機智能控制系統(tǒng)和模內(nèi)在線質(zhì)量感知系統(tǒng)）的基礎(chǔ)上，進行數(shù)據(jù)采集、工藝優(yōu)化集成等，形成智能化模塑集成管控系統(tǒng)，無需增加額外設備改造成本，即實現(xiàn)注塑行業(yè)的提質(zhì)增效和自動化生產(chǎn)。而模塑智能制造物聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)管控云平臺是充分利用注塑成型的智能化設備互聯(lián)互通集成網(wǎng)絡建設平臺，從設備中直接采集生產(chǎn)大數(shù)據(jù)來進行工藝優(yōu)化、管理分析、實現(xiàn)去中間環(huán)節(jié)的高效管理，然后通過云端管控平臺和移動端來減少管理成本、提高效率。為模塑智能制造實現(xiàn)自動化、信息化、智能化、網(wǎng)絡化提供一種嶄新管理模式！
圖1.1 單機智能注塑原理圖
2 工業(yè)4.0的智能制造與物聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)管控云平臺構(gòu)建
2.1 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中人、機、物互聯(lián)互通的必要性和管控方法
模塑行業(yè)是我國工業(yè)制造業(yè)的基礎(chǔ)支柱產(chǎn)業(yè)，然而目前仍存在諸多問題，制約著我國模塑行業(yè)的發(fā)展：例如模塑裝備水平落后；注塑機加工精度低、穩(wěn)定性低、重復性差、廢品率高；模具成型工藝復雜多變，模具內(nèi)缺乏質(zhì)量在線檢測；模塑產(chǎn)品成型過于依賴人工，缺乏標準化工藝優(yōu)化手段；尚未達到數(shù)字化等等。
生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)管控系統(tǒng)是模塑行業(yè)向工業(yè)4.0發(fā)展過程中的必然趨勢。物聯(lián)網(wǎng)是利用局部網(wǎng)絡或互聯(lián)網(wǎng)等通信技術(shù)把傳感器、控制器、機器、人員和物料等通過新的方式聯(lián)在一起，形成人與物、物與物相聯(lián)，實現(xiàn)信息化、遠程管理控制和智能化的網(wǎng)絡。物聯(lián)網(wǎng)中所有的元素，包括所有的設備、資源及通信等，都是個性化和私有化的。物聯(lián)網(wǎng)是團隊、人、機、物等客觀采集信息相聯(lián)，例如福達智能的FMS系統(tǒng)就是人、機、物直接相聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)。
模塑智能制造作為工業(yè)4.0的核心，具體體現(xiàn)在以下五個方面：
1) 裝備智能化：注塑機、模具、配料系統(tǒng)、周邊配件等裝備的智能化；
2) 生產(chǎn)方式智能化：無人（少人）車間，把離散設備互聯(lián)互通組成連貫的生產(chǎn)線；
3) 產(chǎn)品智能化：產(chǎn)品標識二維碼（RFID）或條形碼，產(chǎn)品可追溯，智能排單，全過程管控等；
4) 管理智能化：運用注塑智能管控系統(tǒng)（如福達FMS系統(tǒng)），進行去中間環(huán)節(jié)、高中層信息共享、授權(quán)管控等高科技管理手段，只有使“計劃”與“生產(chǎn)”密切配合，才能使企業(yè)和車間管理人員在最短的時間內(nèi)掌握生產(chǎn)現(xiàn)場的變化，作出準確的判斷和快速的應對措施，保證生產(chǎn)計劃得到合理而快速修正。
5) 服務智能化：可將公司管理云平臺與供應鏈的上下游客戶共享，更直接地鏈接客戶需求和管理服務。
2.2 福達智能注塑管控系統(tǒng)（FMS系統(tǒng)）的主要特色
FMS系統(tǒng)主要圍繞工業(yè)4.0的發(fā)展方向，著力解決車間設備的信息孤島和溝通滯后的問題，把人，機，物進行物聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)互通，并精確快速地把信息傳遞給各級管理者；可通過各種終端管理注塑生產(chǎn)的設備運行、訂單執(zhí)行、成本核算、效益測算等情況，實現(xiàn)企業(yè)經(jīng)營管理的利潤最大化。
第一，以注塑機控制器為核心。FMS將注塑生產(chǎn)線上所有周邊設備的數(shù)據(jù)信息集成到注塑機控制器上。FMS系統(tǒng)集成的數(shù)據(jù)信息幾乎全部來源于本地控制器，因此我們可以通過大量的實時數(shù)據(jù)來提高生產(chǎn)車間的智能化、信息化，例如生產(chǎn)信息的自動獲取發(fā)送、多種工藝表的保存與提取、OEE的自動統(tǒng)計等；
圖2.1 以注塑機為核心的生產(chǎn)線集成管控系統(tǒng)
第二，數(shù)據(jù)實時傳輸。FMS將數(shù)據(jù)信息實時傳輸?shù)皆破脚_，從而實現(xiàn)大數(shù)據(jù)集成、過程管控、故障診斷等多種功能。
第三，支持多種移動終端。FMS提供全終端支持，精確快速地把信息傳遞給各級管理者，使管理者實現(xiàn)移動辦公。
2.3 福達智能注塑管控系統(tǒng)（FMS系統(tǒng)）的主要功能
FMS系統(tǒng)可以實時查看到整個注塑車間的生產(chǎn)機器運行狀況、數(shù)據(jù)采集、維護管理、工藝管理、生產(chǎn)監(jiān)視、生產(chǎn)排程、報表管理、品質(zhì)管理、訂單生產(chǎn)進度等信息，如圖2.2所示，使用戶能快速地得到生產(chǎn)車間的統(tǒng)計分析報表等信息。從公司整體運作來看，它連接于上層ERP系統(tǒng)、SCM系統(tǒng)和下位的生產(chǎn)設備DCS系統(tǒng)之間，為企業(yè)提供實時、準確的生產(chǎn)數(shù)據(jù)來源。從現(xiàn)場管理來看，它整合了工廠現(xiàn)場各單位（如：物料、生管、制造、品管、倉管等）的各項生產(chǎn)數(shù)據(jù)，使各單位迅速得到所需要的相關(guān)資訊，繼而進行分析。達到車間生產(chǎn)管理的透明化訴求，并與ERP/MRPII等企業(yè)信息系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互，提升了生產(chǎn)管理職能部門的信息共享、協(xié)同效率和過程優(yōu)化。
圖2.2 福達FMS系統(tǒng)主要功能模塊
主要包含八大功能如下：智能生產(chǎn)排單、精確成本控制、生產(chǎn)及工藝追溯、高效品質(zhì)控制管理、產(chǎn)能負荷分析、實時狀態(tài)管理（如圖2.3所示）、車間設備互聯(lián)管理、去中間環(huán)節(jié)管理、全終端無紙化辦公
圖2.3 機臺實時狀態(tài)統(tǒng)計
3 模塑智能制造物聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)管控云平臺的應用
3.1單個企業(yè)生產(chǎn)管理去中間環(huán)節(jié)提高工作效率，減少管理成本的應用效果。
從生產(chǎn)角度出發(fā)，原有從生產(chǎn)工人到主管、經(jīng)理、副總、總經(jīng)理的多層次管理與現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)時代的去中間環(huán)節(jié)管理反差很大，效率很低，更談不上無紙化辦公。因此，生產(chǎn)管控物聯(lián)網(wǎng)可讓設備讀取的生產(chǎn)數(shù)據(jù)直接匯成各種報表和利用這些數(shù)據(jù)來進行工藝優(yōu)化和管理分析。也就是社會上流行的管理升級俗語，大規(guī)模生產(chǎn)時代把人變成機器，到了智能制造時代要把機器變成人，這樣就可實現(xiàn)機器的智能排單、機器的品質(zhì)生產(chǎn)管控、機器的報表匯總等等來代替一些人的管理職能。
3.2集團化各個企業(yè)間的集中管理，清除地域間管控難、各種人員重復配置的成本負擔。
許多集團企業(yè)分布國內(nèi)外或全國各地做同樣一種產(chǎn)品，但是區(qū)域間管理難度大，而且同類技術(shù)管理人員重復配置，成本開支很大，沒能發(fā)揮集團管理優(yōu)勢。這種情況在汽車零部件企業(yè)更為突出，只要做了某個零部件就得全國設廠配套，不配套就沒下階段訂單。所以不斷設廠的同時，管理資源不能延伸利用，企業(yè)要保持盈利很難。有了生產(chǎn)管控云平臺后，技術(shù)中心可通過云平臺實時準時掌控國內(nèi)外、各省市工廠的生產(chǎn)情況，并進行故障診斷、工藝優(yōu)化。所以各工廠許多技術(shù)人員、管理人員就可大量減少。從而提高經(jīng)營效益。
3.3在運用大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上建全國注塑技術(shù)服務云平臺
在互聯(lián)網(wǎng)時代，物流、城市交通、酒店業(yè)、旅游業(yè)等行業(yè)都在大數(shù)據(jù)運用基礎(chǔ)上成功建立了許多云平臺。我們也設想在模塑智能制造基礎(chǔ)上建立全國注塑技術(shù)服務云平臺。首先可邀一些大型注塑企業(yè)建立聯(lián)盟來建立大數(shù)據(jù)采集服務平臺，不斷采集大數(shù)據(jù)來建立專家?guī)欤苓h程診斷故障，建立遠程技術(shù)服務中心。其次建立訂單調(diào)劑中心，平衡注塑產(chǎn)能過剩和產(chǎn)能不足的訂單服務中心。最后，借鑒酒店式管理服務而建立注塑工廠管理服務公司，實現(xiàn)專業(yè)化，科學化的新型注塑管理模式。
4 結(jié)語
生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)管控系統(tǒng)是工業(yè)4.0發(fā)展的必然趨勢；福達智能注塑管控系統(tǒng)（FMS）將人、機、物進行物聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)互通，并精確快速地把信息傳遞給各級管理者；FMS以注塑機控制器為核心，將數(shù)據(jù)信息實時傳輸?shù)皆破脚_，從而實現(xiàn)大數(shù)據(jù)集成、過程管控、故障診斷等多種功能；FMS通過各種終端實時管理注塑生產(chǎn)的設備運行、訂單執(zhí)行、成本核算、效益測算等情況，實現(xiàn)企業(yè)經(jīng)營管理全面信息化、自動化、智能化、網(wǎng)絡化，最終運用工業(yè)大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)代管理手段來提升企業(yè)經(jīng)營效益！
