本文为“2016年度中国两化融合应用领先暨最佳实践奖”参评案例。本次活动评选出2016年度企业数字化转型的成功案例分析与启示,中国两化融合领域带来突出效益的最佳实践工程企业数字化转型的成功案例分析与启示,全面介绍企业推进两化融合过程的步骤、重点与难点、获得效益等,分享信息化建设过程中的经验,供广大制造业行业企业学习供鉴九游平台。
一、企业简介
陕西彩虹电子玻璃有限公司是彩虹集团公司下属三级子公司,成立于2006年10月16日,公司主要生产经营液晶显示器用玻璃基板产品。公司由彩虹集团公司发起,由彩虹显示器件股份有限公司、四川长虹电器股份有限公司及41位自然人股东共同出资组建。
公司位于陕西省咸阳市秦都区新产业园区,占地127亩。公司于2008年9月8日建设成国内第一条拥有自主知识产权的五代液晶玻璃基板生产线。公司玻璃基板项目二期工程2010年1月正式开建,再建三条五代(兼容5.5代)玻璃基板生产线。目前二期项目三条线已经全部打通,有两条生产线目前正常生产。二期工程三条线达产后,可年产液晶玻璃基板221万平方米,约合154.2万片产品。公司已实现批量、稳定供货,产量不断提高。
公司现有五个职能管理部门及四个生产制造部门,拥有员工540人,其中大专以上文化程度人员占公司总人数的60%以上。公司秉承“敬人敬业,追求卓越”的企业精神,为中国平板显示产业不断壮大积极努力。
图1 陕西彩虹电子玻璃有限公司
二、企业信息化应用总体现状
2007年,公司生产线热端已经全面实现DCS控制,并且实现了产线生产、物流的全局视频监控。
图2 产线生产、物流的全局视频监控
2009年,公司二期项目建设,率先建设虚拟化,整合已有资源(包括HR、内网门户平台,数据采集机,报表系统、内网邮箱系统,资源共享平台等),建设公司自己的私有云平台。
图3 融合资源平台
2012年公司被陕西省工信厅授予两化融合示范企业并授牌。
图4 被陕西省工信厅授予两化融合示范企业并授牌
2015-2016年,公司与西安文易软件合作建设两化融合样板工程--数字可视化工厂,并已取得实际性成果。
图5 数字可视化工厂管理系统
三、参评信息化项目详细情况介绍
1.项目背景介绍
彩虹电子玻璃生产的盖板用保护玻璃为高铝硅超薄玻璃,在屏保护用玻璃行业属高端产品。广泛应用在手机,平板以及GPS等触控显示器件领域,具有很高的质量要求,废品率很高。其严格的生产要求与质量管控需求,传统的人工检查难以做到。更无从谈起质量信息的预估和管控,即做到生产、生产数据与质量分析可视化、可控化。为此,陕西彩虹电子玻璃有限公司由IT主管工程师李华进行业务流程及数据结构设计,技术质量部副部长仵小曦提出产品检验分析需求,西安文易软件(简称文易)帮助研究开发出了基于工业大数据的生产管理系统和质量检验系统——电子玻璃智能可视化工厂——工业制造大数据项目。该项目的落地是陕西彩虹电子玻璃有限公司进军工业4.0实现工业和信息化深度融合的开创性项目。
2.项目目标与实施原则
项目的目标是如何分析抓取来自于生产线的大数据(涵盖:不同设备、不同装置上的设备、生产、质量信息),通过计算机程序分析设计,实现实时的信息呈现及结果分析,最终实现智能化可视化的信息化工业控制系统。
利用该套智能可视化工业大数据系统,可以实现对从窑炉、成型到成品包装全过程的可视化监控。对生产质量数据进行有效的及时分析和实时呈现,实现生产全局的可追溯、可评价和实时管理,向数字可视化工厂迈进。
3.项目实施与应用情况详细介绍
(一)设计思路
实现传统的工业化层级向信息化层级升级。
图6 实现传统的工业化层级向信息化层级升级
传统的工业化控制具有:数据命令有效、高速、准确、实时。网络结构以令牌环网(同轴电缆)和高速以太网(TCP/IP)为主。但是,仍旧具有“格式单一,封闭,无法进行大量数据的分析评估,数据保存周期短,取法有效回溯”等缺点。而工业智能信息化控制化则是以PC为运算控制器,以应用程序进行流程化的运算、发布、控制。可灵活编辑的应用平台,具备图形、图像、报表等分析能力,可大数据量的存储,报警图形化提示,数据可追溯。
工业化的层级是从数据、信号、执行到制造,信息化的层级是从数据、信息、知识到智能。在工业化和信息化割裂的情况下,一般只能用产品质量来倒推生产线中制造工序及加工工艺问题,无法对企业的产品进行及时的反馈,因而也就无法有效地对生产风险与品质管理进行把控。唯有通过二者的融合,实现对企业生产过程、设备状态、质量检验信息进行全方位的监控及实时分析,才能实现对生产系统所有数据进行有效的分析和呈现,实现对企业的生产全局的可追溯九游APP、可评价,最终达到有效实时地管理。
(二)调试需求
设计开发及系统调试过程中,主要面临几方面难题。首先,生产线设备来源广泛,有国产、日本、德国、还有自行设计的,导致数据库形式多样,数据源形式多样,因此,需要对各种数据库进行解析;其次,有的设备系统是运行在Linux系统之下,需要实现不同结构系统的集成;其三,除了设备运行状态数据、生产数据之外,包含有大量数据源的质量检验数据构成了一个庞大的需要采集分析的数据系统,因此需要调试过程需要重点满足需求:
1、基于大数据技术,能满足每日两百万条以上数据的处理要求。
2、能从其他数据库定时获取数据;
3、实现异构系统集成,系统运行在Linux下,也可以运行在Windows系统中;
4、系统自动采集、汇总、分析并产生生产线需求的多样化可视化结果:即实现按照设备、生产、质量、日期、线体等多样化的查询并可视化呈现。
(三)生产需求
生产过程中,利用该套智能可视化工业大数据系统,可以实现对从窑炉、成型到成品包装全过程的可视化监控。对生产质量数据进行有效的及时分析和实时呈现,实现生产全局的可追溯、可评价和实时管理,向数字可视化工厂迈进。
4.效益分析
该项目使得彩虹集团高铝硅玻璃CCX03生产线在设备监控、生产状态管理、质量数据分析呈现等方面实现了无人化管理。例如:通过质量分析模块,企业数字化转型的成功案例分析与启示我们在热端熔解制程,即可以实现无人车间(仅有三个人监视异常)。改变了以前质量检验信息需要检验员人工取样采集、人工汇总分析、邮件上传,然后生产调整制程人员才能看到信息采取对策这种滞后的工业化生产模式,该项目真正实现了生产数据的全面准确实时化、管理精确化。从根本上提高了制程调整对策的时效性,能够更加有效地保障产品质量。
完成了生产制造大数据解决方案,将企业内部的工业化与信息化完全融合,做到了可控、可视的智能可视化工厂。
通过生产数据管理,实现了车间无人化生产。
打通生产环节数据和管理环节数据,着重解决了企业生产质量与产品质量脱结问题,做到了生产线的全面可视、可控,成功实现了由传统制造业到新型制造的转型升级,为未来达到智能制造打下了良好基础。
图7 电子玻璃盖板管理系统架构图
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