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2018年

力控面向SMT行业MES 解决方案

关键词:

力控

SMT

MES

择要:外面组装技巧,英文名称 Surface Mount Technology,缩写为SMT。是一种将外面组装元器件(SMD)安装到印制电路板(PCB)上的板极组装技巧,它是今世电子组装技巧的核心。SMT最夙兴源于20世纪60年代的厚膜电路外贴元器件技巧,在20世纪80年代跟着彩色电视机电子调谐器的大年夜规模临盆而获得迅速成长,到了20世纪90年代中期基础成熟,成为今世主流的电子组装技巧。SMT为电子产品带来了高密度、高机能、低资源、高靠得住性这四大年夜上风,从而匆匆进了该技巧被广泛利用,反过来亦推动了这项技巧自身的成长。

一、行业概述

外面组装技巧,英文名称 Surface Mount Technology,缩写为SMT。是一种将外面组装元器件(SMD)安装到印制电路板(PCB)上的板极组装技巧,它是今世电子组装技巧的核心。SMT最夙兴源于20世纪60年代的厚膜电路外贴元器件技巧,在20世纪80年代跟着彩色电视机电子调谐器的大年夜规模临盆而获得迅速成长,到了20世纪90年代中期基础成熟,成为今世主流的电子组装技巧。SMT为电子产品带来了高密度、高机能、低资源、高靠得住性这四大年夜上风,从而匆匆进了该技巧被广泛利用,反过来亦推动了这项技巧自身的成长。

跟着电子技巧的快速成长和电子产品生命周期的赓续变短,给PCB板组装制造商提出的要求也越来越高。同时,跟着举世化的市场竞争带来的企业国际压力增大年夜,今世PCB板组装制造企业要想在变化无穷的市场竞争中站稳脚跟,得以生计成长,必须采纳更为先辈的临盆模式,快速相应客户、订单的需求,并供给物美价廉的产品。

系统集成和信息集成是当提高步企业治理效率的紧张技巧。许多企业都经由过程赓续前进外面组装技巧(SMT)的自动化水平和导入先辈的企业级治理信息系统(如MRPII、ERP等) , 使本企业的临盆治理水温和市场竞争力提升到了必然的高度。但MRPII、ERP系统一样平常仅治理企业级资本计划, 它平日只能处置惩罚历史或猜测类型的数据,不能及时、准确地反该当前临盆现场的设备状态和临盆历程数据。同时, 现场临盆设备节制系统也不能实时的将临盆数据通报到上层资本治理系统。这也就导致了企业资本计划层短缺有效的设备实时信息支持,节制环节不能获得有效优化的调整与和谐,属于范例的开环系统。是以若何将先辈的临盆线节制系统和企业级的治理类信息系统有效地结合起来,并在两者之间搭建桥梁供给信息沟通,使系统功能闭环,便是企业信息化扶植所迫切必要办理的问题。以现阶段的技巧手段,从科学角度来看,临盆制造履行系统(MES)正好可以用来办理这一难题。

MES系统是位于上层的计划治理系统与底层的临盆历程节制系统之间的面向车间层的治理信息系统。它经由过程采集现场实时数据,实现从订单下达到产品完成的全部临盆历程的优化治理。PCB板组装行业的设备自动化程度较高,为了充分掘客先辈设备的临盆潜力, 优化临盆行径, 周全前进企业信息化治理水平, MES 的扶植及利用就显得尤为紧张了。

本办理规划基于这一思惟,依据PCB板组装企业的信息化现状及特征,以智能制造为核生理念,对SMT行业的MES相关功能模块进行设计以及搭建,供给一系列独特的治理要领以及治理对象,用以前进临盆效率,改良产品品德,缩短临盆周期,低落制造资源,并进行周全的防错防呆,实现周全科学的可追溯治理。

二、现状及需求

1.现状描述

现阶段,大年夜多半工厂进行系统上层扶植的前提还不充沛。主要缘故原由是底层根基扶植和相关前提都还不完善,已有系统的开放性也还不敷。详细表现在,当前临盆线中一些设备并不具备直接进行数据采集的前提,有些是数据接口已被占用,有些是不具备通讯的能力,还有一些则是工位上手工进行操作的,这些问题都必要经由过程一些硬件方面的改造以及响应的根基扶植来使其具备数据传输的前提。对付可以进行数据采集的部分,还必要进一步明确相关数据在节制器中的存储区域以及通讯链路的处置惩罚要领等问题。对付企业中已存在的上层系统,如ERP,今朝也还不能确定与其数据互通可以采纳何种要领,这也是在项目开始前签订技巧实施协议及相关条约时必要明确的地方之一。

在临盆历程中,SMT临盆制造部门大年夜量利用丝印机、贴片机、回流炉等自动化设备,这些设备基础都采纳工控机进行节制。因为设商厂商采纳的数据接口和款式各不相同,设备信息也就无法集中共享,从而形成了很多“信息孤岛”,无法实现统一数据阐发及处置惩罚。虽然大年夜多半设备都具备采集临盆历程数据的能力,但设备之间缺少收集连接,采集历程也只能经由过程人工查看显示屏或以磁盘拷贝的要领完成,这样的处置惩罚要领也就不能及时的反映全部临盆线的功课状况,对付系统的治理效果而言无疑是极差的。

与此同时,人工采集、记录、通报临盆数据不仅增添了工人的事情量,也无形之中将数据传输历程中最弗成靠的身分放到了最紧张的位置,效率自然十分不稳定,准确性更无法获得保障,愈甚者还可能会影响临盆的进行。SMT行业特点抉择了假如临盆历程中某一环节呈现问题,就会造成整批在制品的报废,是以在临盆历程中更必要实时、高效地监控关键临盆参数,并快速的定位掉足点,以精确的报警预警信息来提示相关职员留意和处置惩罚,并对部分紧张参数自动进行相应。

企业现阶段不再满意于最简单、直接的看板信息,而是必要根据实时临盆数据,对临盆行径进行动态的监控。在此根基上,辅以响应的MES功能模块,对全部临盆历程进行科学、系统的治理,以实现对付临盆的周全治理以及与其它子系统间的互联互通。终极才能前进产品德量,低落资源耗损。

企业治理层与现场设备节制层之间存在断层会导致无法实现完备的自动/半自动闭环营业流程。PCB板组装行业的特征便是小批量多样化,定单更改频繁。今朝的临盆治理要领中,临盆计划和定单需求每每不能及时地下达到现场功课层,临盆车间自然也就不能及时根据实际环境对临盆计划进行调剂。事情效率低下的直接后果便是对交货光阴孕育发生的影响,而交货期是否稳定又是客户采购时的紧张考察身分之一,这无疑形成了一种恶性轮回。 车间现场临盆历程中还存在大年夜量的重复操作且易掉足的环节,例如:若何对现场大年夜量贴片机料架应用状态进行有效治理,若何包管上料位置的精确性,若何核实下达工单与临盆BOM之间是否精确对应等问题。 这些问题都是亲昵关联和相互影响的,终极则会严重制约企业的成长,导致资本挥霍,使企业效率低下。

在日益猛烈的市场竞争情况之下,行之有效的临盆治理办理规划将对SMT行业具有紧张意义,并可带来伟大年夜的直接经济收益。

2.需求描述

面向SMT行业MES 的主要扶植目标是:

构建基于统一根基数据、统一系统框架的MES批示调整平台。供给可柔性组合定制的用户界面、相关营业模块及二次开拓接口;

MES系统必要面向精益临盆治理模式要求,以临盆历程动态质量节制为目标。经由过程建立SMT流水线临盆历程的治理节制模型,实现关键工序与响应的临盆和质量数据的实时采集、监控与调整。实现从产品临盆义务分派、设备治理及现场动态调整的信息化集成治理,打消老旧的以人核心的治理模式带来的晦气影响;

供给动态质量阐发相关手段,对实时质量问题进行报警, 匆匆进治理水平的前进, 使质量治理模式由手工查验慢慢过渡到自动处置惩罚、实时节制的要领。建立系统的质量常识库,匆匆进质量标准的优化。经由过程采集、阐发、处置惩罚、积累的轮回历程,实现质量的持续改良;

完成与企业已有信息化系统的集成,并根据实际必要供给互联网功能。

三、扶植规划

1.平台布局设计

基于对行业环境的懂得,结合目的现状,共同力控相关产品,对上层信息化平台做如下扶植:

力控产品主要支配在操作层、治理层以及企业层。IOServer以及通讯网关pFiledComn认真数据的采集事情。ForceControl组态软件则认真操作级的现场监控环节,eForcecon则在治理层实现对整厂的集中监控,完成对厂区工业数据的统一以及传统的监控功能。三维可视化平台FCVP用于将厂区甚至企业的整体规模以及现场工况以三维的视觉效果进行展示,便于应用者得到差别于传统SCADA系统的更为直不雅的体验。pSpace一样平常用于存储系统中所孕育发生的整个数据 ,为数据的安然以及数据的阐发运算供给靠得住的保障;信息化平台则采纳FMES来完成,其传统MES平台的核心功能组件和模块,同时可以作为企业信息化平台面向互联网的窗口,让互联互通跨平台造访加倍简单。相关软件平台还供给API接口、OPC和一些常用接口等扩展功能,便于企业内部基于该平台的功能以及数据完成企业内部必要自研的相关功能的开拓,增强平台的可用性和对付企业的友好性。

2.平台模块设计道理

2.1.数据处置惩罚功能模块

数据处置惩罚功能模块为最基础的功能模块之一,其主要功能已经在第四部分数字化功能扶植中进行了阐明。该模块认真临盆历程中数据的网络、存储以及接口的互通等事情。数据滥觞一样平常是现场的硬件设备或其它已投入应用的软件,这部分数据包孕历史数据和实时数据两部分内容,经由过程数据处置惩罚模块的事情,数据会被储存下来以及进行利用和转发等操作。

2.2.临盆实时追踪模块

该模块主要对临盆历程的数据进行谋略和阐发,从而可以及时的获取当前的临盆状况信息如:设备运行实时数据、职员班组当前信息、关键监测点数据、报警预警环境、看板显示功能、客户端展示功能等,这些功能都因此数据采集模块为根基支撑的。综合使用这些时效性数据的好处便是纵然现场无人,我们也可以将现场环境一览无遗,同时,临盆的实时追踪也为计划的落实程度供给评判的依据和直不雅的反应。

2.3.计划治理功能模块

该功能主要包孕“计划排产功能”、“计划追踪功能”、以及跟着应用历程中赓续优化终极可以形成固定算法后再设置设置设备摆设摆设的“计划自动优化功能”三部分。

计划排产功能是根据ERP或相关订单系统中的原始订单信息,颠末算法模型分化成工单义务并颠末临盆关键人审核署名后下发到现场级去履行,根据实际的必要也可人工拟订工单;计划追踪功能是在规定的光阴范围内将当前实时的临盆进度信息与计划内的预定信息进行系统内的比较,然后按照今朝的临盆进度环境进行谋略,预估出订计划后续还必要履行的残剩光阴,从而将计划履行环境以及对付计划履行结果的预估环境进行及时的反馈。对付不能及时完成的订单,则必要工资进行干预和调剂,计划在调剂后将会再次下发;计划优化功能则是针对临盆中呈现的频繁调剂等问题或是履历性问题进行优化和建议,从而改良初始计划拟订历程中的偏误,一样平常来说该功能属于未来型功能,必要大年夜量的历史数据作为支撑,以是现阶段一样平常照样靠人工进行调剂,使计划的执交运行在一个相瞄准确的决策情况中。

2.4.报警预警功能模块

报警预警的感化便是用以削减现场非常变乱(临盆非常以及安然变乱)发生几率以及已发生的变乱的持续光阴,以是快速相应是关键。在这一功能模块中,我们必须强调速率这一要求,凡是可以避免的中心环节一律优化掉落,化被动为主动。

报警和预警的处置惩罚机制会变成直达关键人、认真人的流程,并在必然光阴后对未经处置惩罚的报警预警进行等级提升,让更高层治理人介入进来监督处置惩罚。

2.5.追溯阐发功能模块

追溯阐发功能模块感化于已发生的数据(历史数据),将数据间经由过程互相的联系,以必要阐发的结果为可追溯的前提之一,进行检索,并得出大年夜量的数据对该事故进行支撑。

经由过程追溯阐发模块,可以有效的定位到数据孕育发生和流转的关键节点,经由过程对所存储的数据进行系统的阐发和处置惩罚,深入掘客数据的代价,对付临盆历程的追溯,主要可以从产品、设备、职员三方面进行,从这三个先决前提看数据在全部历程中的连贯性。每个维度触发的追溯将会天生不合的结果,但其结果都应是从各个维度上清晰的反应诞临盆的实际环境,从而便于我们阐发历史历程以及对现阶段进行判断,然后再去调剂以避免未来可能发生的问题。该功能必要的数据每每对照周全,以是必要数据处置惩罚模块对付底层的数据已进行了周全的治理,还必要对应临盆中的一些标志性的状态数据,使数据内部孕育发生响应的联系。

在基于产品信息的追溯阐发模式中,可以获取到产品在临盆历程中关系到的所被记录的信息。至少包括了:订单相关信息,临盆相关信息,临盆能耗,物料信息,临盆班组信息,质量信息。

在基于设备的追溯阐发模式中,可以获取到设备全生命周期的被记录的信息。至少包括了:设备根基信息(厂家、造价、采购光阴、运行光阴、设计寿命、设备认真人、设备地舆位置等),设备维修信息,设备保养信息,设备能耗信息,OEE阐发等。

在基于职员的追溯阐发模式中,可以获取到职员在介入临盆历程中所被记录的信息。

2.6.订单追踪功能模块

该功能模块从属于计划治理功能,与其也存在数据的互通,但得当零丁出来进行扶植。在进行订单追踪时,主如果根据选择的订单信息,进行阐发,懂得订单的完成环境以及交付光阴,在系统功能相对完善的后期,还可对订单提出一些报警和预处置惩罚功能,将办理规划直达贩卖层、治理职员。

该模块的功能主如果用于往后系统接口的开放,将这一块的追踪功能直接给相关的大年夜客户贩卖及大年夜客户应用,便于授权的应用者更方便的懂得自己所属范围的订单今朝的完成环境,避免不需要的催单孕育发生。

2.7.设备治理功能模块

对设备进行全生命周期的治理是有效前进设备运行效率的手段之一,设备治理包括了老例的设备台帐,采购、保养、报废等治理,还供给设备的OEE(设备综合效率)阐发,确保设备能在其生命周期内发挥的代价靠近或跨越预估的抱负值。对付专业设备和重点设备还必要供给重点的关注,保障其无障碍运行,以支撑全部临盆流程。

2.8.质量治理功能模块

该模块主要对付临盆中以及临盆停止后中心品和产品的质量检测结果进行治理和阐发。对付检测结果的网络,尽可能的对接质检设备以及原质检系统,用直接的数据采集调换掉落曩昔迂腐模式(纸质单据、人工录入等),从而避免过多的人工输入环节,确保结果的准确靠得住。对付质量治理,一样平常会实时监测临盆线上一些关键质量点的数据,包括各工艺参数,各阶段抽样指标,成品检测结果等,这些数据将会周全的描述一件成品的临盆历程中的质量环境,构成质量治理的核心内容。

2.9.职员治理功能模块

该模块主如果对职员数据进行治理。职员信息录入后,与考勤绩效形成数据间的关联。职员排班的体例、治理,电子工票以及应用职员的权限节制等都在该部分进行设计和实现。现阶段环抱职员治理方面的需求,一样平常体现在排班、绩效治理、安然等级三个方面,此中结合临盆数据还可以实现职员人为的核算、投入产出比核算等。

2.10.库房治理功能模块

该模块的功能主如果对仓库(物料库、成品库)的全部进出库历程以及库存状态进行治理,全历程应支持数字采集治理(条码扫描或电子标签等)。物品从到货验收再到临盆投料全程条码化,以此记录物品名称、物料批号、规格、数量、供应商批号等信息,使用条码跟踪和验证物料,实现物料治理的智能化。库存治理对临盆历程中的领料、返工和报废等操作进行管控,在操作历程中尽可能的削减人工记录的操作量,确保准确程度以及效率的提升。

2.11.能源治理功能模块

能源是临盆的核心,以是,对工厂、车间或产线的用能环境进行合理的猜测阐发是十分需要的。

对付临盆历程中的能耗进行实时统计阐发,能耗超标要孕育发生报警提醒,道理则是由于能耗不会无缘无真个拉高或落低,这此中非常的缘故原由每每值得深入商量。那么对各级能源计量表间的平衡阐发,找出能耗非常的环节,提出改良能耗的合理步伐便是能源治理功能模块的重点内容。

有些企业或治理者对能源方面的需求不是很强烈,这也就意味着在节能方面的功能可以不用做过多的设计,而是将能源治理功能的偏向转向从能源耗损上阐产临盆中隐含的一些晦气身分,如:设备的老化,人工的倦怠、分歧理的计划更改等,再共同其他历程数据以确定并及时的处置惩罚发明的这些晦气身分。

2.12.可扩展功能模块

该部分功能主如果面向客户和社会开放的,可所以接口法度榜样也可所以一个完备的利用法度榜样,主要用于客户及时的懂得自己订单信息,增强厂家与社会的联系,如合时的宣布告示、产品信息等,同时可用于网络客户的意见和建议,加强企业与社会间联系。

营业职员也可以使用该扩展功能快速的实现相关数据的造访。该功能将会以开放数据接口为主,方便厂家在此项目根基之上做更多的扩展定制,从而得到一个拥有自立特色的门户型平台。

3.工业收集安然扶植

关于工业收集的安然性扶植,本办理规划中主要保举采纳工业通讯网关、工业安然隔离网关以及工业防火墙来完成。详细下来主要涉及力控的三款收集平安产品:pSafetyLink系列工业安然隔离网关、pFieldComm系列工业通信网关、HC-ISG系列工业防火墙。经由过程构建工业收集安然性平台,保障数据和运行情况的安然运行。