一、行业面临的挑战和问题

1.由于部门之间（业务、采购、计划）人工对物料齐套的check相互间的影响，订单评审耗时长，影响交付效率和对客户的快速响应。

2.由于MRP运算只考虑库存等因素，未考虑设备产能、工单占用等在产因素，基于无限产能的计划准确率有待提升，一定程度上也影响了交付率。

3.生产计划调整困难，因缺料造成车间生产与计划不一致，排产效率低，导致生产响应滞后。

4.需求变动较频繁，计划排产过于依赖于部门沟通，数据依据人的经验，不精准。人工排产难以准确考虑各种复杂的约束条件（模具/载具/人员等）。

5.物料齐套、上下道工序的流转，主要依赖于人的协调，预测性低、效率低。>计划和实际报工数据分布与不同的系统，难以对比。

6.采购订单交期确认交流成本高，反馈效率低；物料需求计划应对变化的效率、准确率需提升；生产缺料情况预测困难。

7.各个系统间松耦合链接。由于缺乏高效的计划系统，数字工厂的大脑缺失，指挥不灵，整体系统的效率较低，系统效能难以充分发挥。

二、行业建设目标

建立具有柔性的制造系统，适应小批量、多品种、个性化定制的市场需求，建设工艺标准化、排产合理化、过程透明化的数字工厂体系。

1. BOM/产能/设备等工艺数据标准化；

2. 建设统一的数字平台，相互协同，以便更好地协调不同部门的工作，提高计划与生产的预测性和一致性；

3. 具有精准的交期应答、物料库存管理策略来实现快速周转；

4. 采用先进的需求管理分析工具与S&OP里场景比对来更好地响应市场变化，并及时调整物料到货与生产计划；

5. 采用灵活的生产排程方法，以适应多变的生产需求；

6. 对产品质量、物料配送等异常情况预警，提高问题处理效率和准确率，降低生产成本；

7. 对生产现场业务实时监控，及时掌握设备、人员、物料等生产资源，快速应对，敏捷生产；

8. 建立完善的车间生产设备管理体系，提高设备利用率；

9. 建立产品及材料追溯体系，产品生产正反向全程可追溯；生产、品质、设备、物料实现信息共享与可视化。

三、解决方案

1.以APS为核心建设工业互联网

企业数字化转型要求实现产品设计模块化、生产柔性化、管理透明化、系统平台化。需要以APS系统为导向，通过集成连接ERP、MES、WMS、PDM、设备管理、SCADA等系统，提升系统的整体运行效率和对市场的快速响应，以适应不断变化的客户需求。

2. 制造工艺标准化、产能模块化

对制造工艺的标准化，实现从设计工艺到制造工艺的转型。通过基础数据梳理、产能模型建立实现产能模块化、设备模组化。

3. 销售预测管理

建立预测模型，根据历史销售数据，分析生成周预测订单，或安全库存。适当按照预测订单或安全库存进行排产，接到订单后可与预测订单进行对冲计划，有助于提高生产和采购的规模效益，增加生产系统的稳定性，提高交付率。

4. 供应链协同优化

朗通数字工厂可以有效协同计划、采购、生产与销售的不同需求，快速响应客户需求，打破部门壁垒，大幅提升订单评审、交期答复等各方面的效率。提高行业对市场变化的适应能力，保证生产的连续性和效率，优化库存管理，确保高效周转。

5.排程优化

借助APS系统支撑，实现生产排程的集中管理，由计划部门平衡人、机、料等资源，统一生成各工序、各生产线、各台设备的生产工单；为计划人员提供大数据的分析，无需现场查看；降低排产时间，提高生产响应速度；集中排产，有利于统一资源，实现面向订单的生产，降低库存。

6.生产执行优化

通过实施MES系统来提升精益生产水平，打造数字化透明工厂，提高制造效率。可以及时反映生产的完成情况及不良品的情况，有利于及时处理解决问题；有利于对生产数据报工的准确性进行管控；有利于对自制件和成品进行全面批次管理和跟踪。

7.生产物流优化

通过实施WMS系统来实现生产物流的优化：

1）车间线边库实现全面的货位管理、批次管理、供应商管理；

2）通过和ERP系统集成，实现采购件的自动入库；

3）通过和委外加工管理模块，实现外加工件的按单入库；

4）通过信息系统，实现按单配送和比对。

实现库存信息及时反馈；按工单系统配料；物流的批次跟踪等。

8.生产过程的质量控制优化

1）通过MES系统，实现品质的大数据分析，可综合整体分析产品全生命周期的工艺信息、设备信息等；

2）工艺参数的直接报警。工艺参数不在范围内系统将自动报警，并可通过手机APP等自动报警；

3）实现生产过程中不良信息的系统自动采集；

4）重要工序的质量检查表等报表在系统中维护，大部分信息都可以通过系统实现自动采集。

全面深入进行质量分析，发现质量问题产生的真正原因，提高产品质量；对于异常质量问题，能够得到迅速的处理，并将相关数据保存在系统中，有助于系统分析；系统自动采集工艺参数信息，节省品质人员过程检时间，减少工作量，更多用于质量分析。

9.设备管理优化

1）设备台账，设备点检，设备保养，设备维修，备品备件管理，设备大小修，设备知识库，设备监控等功能模块的建设。

实现设备关键零部件的全生命周期管控，及时预警，提升设备运转效率；

实现设备管理系统和主要设备的集成，通过设备控制系统采集设备的相关运行参数，降低人为因素，提升设备管理和监控水平，为生产提供最大的产能保证。

2）OEE分析。包括MTBF、MTTR、正常运行时间、停机时间、运行时间、等待时间、车间单个设备的运行总时间、排列图、曲线图等内容。

3）工装模具、刀夹具管理。使用信息化手段，可以产生清晰明确的工装模具、刀夹具的档案记录，并且在生产过程中详细地记录每个产品所使用的工装模具、刀夹具。对于生产质量追溯可提供所使用的工装模具、刀夹具数据，对于每个工装模具、刀夹具又可以管理其生命周期。并及时进行预警，避免由于工装模具、刀夹具毁损造成的生产任务停工等问题。

10.可视化管理、大数据分析

通过可视化系统可以实现生产实时监控，透明化管理。根据不同部门、不同关注点、不同维度进行数据分析的展示，为管理者决策提高依据等。

11.数据采集

为了保证系统的运行稳定性，选用KEPServerEX 为OPC Server，其优点是支持全部主流PLC、DCS、智能仪表的驱动，运行稳定可靠，有大多数的市场占有率；CNC数据采集模块使用FOCAS2接口函数库开发，FOCAS2接口函数库是FANUC提供给用户的应用程序接口函数库，通过调用这些标准函数即可实现计算机与数控机床之间的信息交互。选用西门子的WinCC作为平台软件，完成生产过程实时监控、设备实时报警、将生产过程数据发送到MES系统数据库、接受MES系统数据、将接受到的MES系统数据发送到指定的机台等任务。

四、数字工厂建设的效益分析

通过数字工厂建设，推动企业转型升级：

1. 适应小批量、多品种的市场，实现柔性制造；

2. 大幅提高排程效率，固化排产逻辑，提高异常响应速度，快速应对客户需求；

3. 实现工序均衡、设备均衡，大幅度提高生产效率，提高库存周转率；

4. 强化生产异常分析，是管理决策有据可循；

5. 全面提高产品质量水平；提升设备利用率。

数字化工厂建设对提升企业竞争力具有重要的作用和明显的效果：

1. 实现客户订单的交期承诺，快速准确回复客户交期；

2. 降低库存30%以上；

3. 提高库存周转率50%以上；

4. 提高计划准确率和可执行率，提高生产效率20%，缩短生产周期；

5. 提升设备OEE的效率30%；

6. 提升排程效率300%，大幅度减少计划人员工作量，提高响应速度；

7. 通过大数据的及时反馈和系统分析，提高管理水平和效率。