概述
企業(yè)制造智能(EMI)有時也稱制造智能(MI),通常由制造智能軟件(有時候為套件,包括歷史數據庫、資產管理、生產中心、企業(yè)資源計劃和制造執(zhí)行系統等)為基礎,結合網絡、現場儀表、控制器、驅動器和人機界面,為現場人員和管理人員提供報告、分析和可視化,為企業(yè)級和工廠級的決策人員提供洞察參考。EMI的目的是將工廠數據轉換成有意義的數據,提供了機器、工位、生產線、車間、甚至工廠之間的比較,提供可執(zhí)行的參數,優(yōu)化生產運行,提高產量、穩(wěn)定質量、降低成本,保持資產的效能。
下面這個例子將說明采用制造智能為企業(yè)所產生的效益。
FactoryTalk VantagePoint顯示關鍵性能指標的畫面
背景
面對人口的快速增長,土地、水和能源的有限量供給,美國的農業(yè)也承受著要不斷增加農作物產量的壓力。相應地,相關的農作物保護產品(例如:除草劑)供應商也要接受這種挑戰(zhàn)。他們必須為農業(yè)提供大量的農作物保護產品,并且 為農作物生長開發(fā)更有效的除草劑-這是農作物健康和高產的前提。
最近,一家農作物保護和種子栽培的全球領導者,確定要對旗下的一處化工生產設施進行改造,淘汰過時的批處理流程與系統。在老設備中,公司使用一種老掉牙的、勞動密集型和費時型批處理流程,缺少自動監(jiān)測和跟蹤能力。在該系統中,操作員主要使用手動的方式稱重和添加原料,而且一直采用手寫記錄生產日志。緩慢、低效的流程還缺乏可靠性,沒有回放生產信息和故障跟蹤的能力。
挑戰(zhàn)
公司決定建立一個新系統,希望能夠增加產量,滿足客戶不斷增長的需求。系統擬采用信息集成和連續(xù)控制策略,使操作員可以容易地監(jiān)視和管理生產的運行。公司還尋求一種解決方案,可以實現產品端到端的跟蹤,以便對產品的召回事件快速響應。
他們與洲際(Interstates)控制系統與制造智能公司-一家提供交鑰匙工程的系統集成商簽訂了服務合同。這家集成商是羅克韋爾自動化合作伙伴(PartnerNetwork?)項目中提供自動化解決方案、制造執(zhí)行系統、制造信息技術服務的成員。經過調研和討論,這個團隊計劃實施一個集成全廠信息的控制系統方案,基于羅克韋爾自動化的FactoryTalk? 軟件套件和PlantPAx? 過程自動化系統。實施了這個制造智能和連續(xù)過程控制的項目后,公司提高了生產率、改進了工作流、 優(yōu)化了批處理生產,且具有合規(guī)、檢測與跟蹤能力。
方案
洲際公司與羅克韋爾自動化一起合作,實施了一種制造智能解決方案,基于FactoryTalk軟件套件,包括FactoryTalk Historian(歷史數據庫)、FactoryTalk VantagePoint(制造智能)、FactoryTalk Metrics(制造智能)、FactoryTalk AssetCentre(資產管理)、FactoryTalk Batch(批處理管理)和FactoryTalk View(人機界面)。采用了強勁的數據采集和存儲引擎,軟件套件能夠自動收集、存儲、分析、顯示生產信息,并且與PlantPAx過程控制系統配合的完美無暇。
制造智能解決方案中最突出的亮點是FactoryTalk VantagePoint軟件,它給生產過程提供了無與倫比的可視化。應用使用了一種統一生產模型(UPM),能夠對全廠范圍的多個數據源進行信息收集,為用戶提供了基于角色的各種豐富畫面,為提高工廠的運行性能做出了重要貢獻。它還能生成基于網頁的報告,諸如儀表板、趨勢圖和微軟Excel文件,為用戶提供基于他們工作角色的信息。工廠所有的操作員、工程師、監(jiān)督員、管理員和公司經理能夠使用這些報告更有效地管理成本、質量、數量、資產和資源。
另外,工廠的信息系統還能:
? 使用自動方法捕捉制造數據;
? 提供移動終端(例如:iPhone、iPad)獲得數據 ;
? 由于使用自動采集機器數據,算出的整體設備效能OEE更加精確;
? 提高信息的精確性(通過員工培訓和信息自動化);
? 提供資產管理信息和對儀表的校準與診斷;
? 顯示關鍵性能指標KPI的速度達到了分鐘級,使工廠的決策者能夠更加快速而正確地做出決定。
PlantPAx過程自動化系統已經擴展到整個制造流程,這包括了:原材料接收與處理、批處理、混合等流程,還包括了:包裝、運輸和信息系統。這個系統提供了一種單一、開放的體系架構, 為擴展至整個工廠的控制和信息綜合解決方案提供了基礎平臺。
結果
新上的連續(xù)過程系統使生產線能夠在絕大部分時間里正常運行,而不是像過去的老系統,工作時斷時續(xù)?,F在操作員可以事先準備原料,并在容器中實現自動分類和稱重。在那里,PlantPAx過程控制系統連續(xù)地按照不同的訂單、希望的比例進行配料混合,并且按照規(guī)定的速度,把保護農作物的化工制劑轉換成最終的產品。
“連續(xù)批處理流程使客戶能夠以更快的速度和用更高的性價比來制造質量保證的產品,” 杰里?斯丁霍克說,他是洲際公司的首席技術專家?!袄肍actoryTalk VantagePoint提供的基于角色的可視化,在工廠所有級別的人員都能夠訪問他們需要的特定信息,做出關于他們管理區(qū)域的重要決定?!?
此外,系統的檢測和跟蹤能力使公司收集關鍵性歷史數據和實時信息更加容易,確保了數據的精確性和可用性。唯一的批處理識別號與產品批號也采用自動收集的方法,保證了產品端到端的可跟蹤性,包括原材料、處理進行時和完成的產品。
新系統的生產率提高了166%!生產率的提高使公司估計要增加25%的勞動力。另外,系統的標準功能已經減少了勞動力成本、差錯、無價值的活動和整體擁有成本,并且容易使用。 最終,由于系統的縮放性,公司具有潛在的加倍生產能力,而且僅需很小的投資即可實施。
“農作物保護產品供應商投入更多地努力來滿足農作物生長,” 斯丁霍克說。“與羅克韋爾自動化公司的合作,我們建立了一種集成、可縮放的系統 ,使得我們的客戶達到了必要的質量,按照市場的需求供應產品,更好地滿足了不斷增長的需要?!?BR>
總結
制造智能解決方案基于FactoryTalk的軟件套件:
? FactoryTalk Historian(歷史數據庫)軟件;
? FactoryTalk Metrics(制造智能)軟件;
? FactoryTalk Batch(批處理)配方管理軟件;
? FactoryTalk AssetCentre(資產管理) 變化管理軟件;
? FactoryTalk VantagePoint(制造智能)軟件。
PlantPAx? 過程自動化系統:
? Allen-Bradley ControlLogix?(PAC)可編程自動化控制器;
? Allen-Bradley FLEX? I/O(分布式I/O) 硬件;
? Ethernet/IP?(工業(yè)以太網),ControlNet?(工業(yè)局域網),DeviceNet?(現場總線)網絡;
?運行在Allen-Bradley PanelView? Plus 1000(HMI)操作員界面的FactoryTalk View 軟件;
PartnerNetwork? 解決方案提供商:
? 洲際公司與工業(yè)專家配合提供系統設計、配置、實施和項目管理;
效果
提高了生產量:
?比較原來的系統提高了166%的生產量;
?由于采用自動配料稱量、混合和數據記錄,提高了操作員的效率。
提高了可視化:
? 在生產過程中提高了可視化,實現了實時報告和分析;
? 由于實現了基于角色的畫面,增強了操作員控制每個批處理序列的能力。
提高了跟蹤和追溯能力:
? 實施端到端的跟蹤和追溯系統,更快速和更精確解決產品的召回問題。
實施制造智能的一個主要驅動因素是利用已經收集的現場數據,提高生產運行效率,并最終降低生產成本。制造智能可提高廠級運行的可視化和協作性,并可同步工廠級和企業(yè)級之間的數據。這項技術還能用于全球性的企業(yè)作為基準測試和可視化。制造智能對企業(yè)而言正變得更具戰(zhàn)略性。
總之,集成控制和信息的制造智能解決方案提高了整個工廠的生產率、生產量和效率。
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