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陶瓷工厂数字孪生管理平台

行业背景

我国的陶瓷制造行业正经历一个稳定发展时期,陶瓷制品的产量和陶瓷行业企业数量都有了巨大的增长,陶瓷总产量位居世界第一,而且产业链比较完整,已成为世界上最大的陶瓷生产国和出口国。

传统的陶瓷生产是出了名的高污染、高耗能:泥浆搅拌、球磨噪声、高温烧制、化学施釉…这些都限制了陶瓷产业的规模化和高效率高质量发展。近年来国家环保政策严控,人力等成本上升,行业竞争愈发激烈,陶瓷行业转型是大势所趋。

本案例介绍的这家陶企就是通过拥抱数字化,尝到了数字化转型的甜头,谱写了绿色智造的新篇章。

工厂介绍

工厂环境:走进工厂,没有随处飞扬的灰尘,偌大的车间里工人屈指可数,更多的是宛如长龙的上百米自动化设备,生产的每一个环节、工序的数据都能在屏幕上实时看到,工人只需负责设备监控,以及一些辅助维护工作……这个生产岩板的车间,大大刷新了人们对陶瓷生产的认知。

信息化:集团早在2012年就引入了全流程ERP系统,2019年开始建设智能制造综合运营管理平台,基本覆盖了从集团到各生产基地,实现订单—采购—物流—生产—工艺—质量—追溯全业务流程管理。

智能制造:在硬件方面,大力投入打造12条智能生产线,配置了数码喷墨印花设备、AGV、机械手、全自动包装机等智能软件系统,设备投入超2亿元,设备联网率达到95%以上。

工厂自2019年起实施数字化转型战略,逐步打造了数字化营销系统、客户关系管理系统CRM、企业资源管理系统ERP、智能制造管理平台、统一办公平台OA,从数字化门店管理到销售及售后服务、仓储物流、财务、采购供应链,全面实现了数字一体化运营。在制造数字化领域,实现了集团计划到基地产线计划的高级自动化排产,从原材料到生产工序环节的数字化工艺管理和分析,全面的MES生产管理,实现多个行业首创。

         

在同行眼中,这家陶企已经是数字化转型成功的典范了,为什么还要建设数字孪生平台呢?

数字孪生平台

从表面上看,数字孪生平台最引人注目的就是工厂展厅里的一面大屏幕了,上面不仅展示了该公司生产、销售的各项数据,还可以用数据模拟实时呈现厂区实景。得益于高度数字化的产线,数字孪生平台能够通过三维模型与实时数据的深度融合,用数据还原产线布局和车间环境,对产线、设备、车辆等管理对象的运行状态进行实时监测,实现产品从原材料到成品的全工艺流程可视化仿真。

根据行业的普遍认知,我们都知道真正的数字孪生应该具备这三个关键特征:多源异构数据融合、数据驱动精准映射和智能分析辅助决策。数字孪生“强调仿真、建模、分析和辅助决策,侧重的是物理世界对象在数据世界的重现、分析、决策,而可视化做的就是对物理世界的真实复现和决策支持。

而根据埃森哲定义的数字孪生进化阶段和实施路径,数智化时代的数字孪生是在完成信息物理系统CPS后,基于通用语义模型,面向智能决策的第三代技术。



在这个项目中,我们为该陶企建设数字孪生平台底座就是围绕着物理模型容器和机理模型容器两大核心展开。


除此之外,数字孪生平台底座还包括了三维可视化引擎、数据可视化平台,用于数字孪生智能场景的构建,如厂区综合态势、生产管理、人员管理、环保智能监控等孪生应用。

 

有了能力平台和该陶企数字化转型过程中积累的丰富数据,数字孪生才开始发挥其智能分析辅助决策的作用。

 

以生产模块为例,指标模块会划分专门区域用来展示生产事件信息,包含故障信息、生产批次完成信息等。点击信息,查看详情时,可通过孪生平台采集的生产实时数据以及历史数据,以及孪生场景的机理模型,在三维场景中实现生产过程中的事件回溯功能。

 

孪生场景中的制造设备管理,支持车间内设备告警分析、提示与处置。通过对接绑定产线上各类自动化智能设备的资产信息和实时采集数据,实现设备生产状态监控与智能分析。能够实现生产过程数据的实时处置和存储,实现生产事件的关联性分析,支持针对指定事件进行回溯和关联性指标联动分析。

 

 

孪生场景中的生产过程管理,能够实现指定时间片内生产过程复盘回溯,辅助进行问题分析。例如,通过对工艺流程的数字孪生还原,以实时采集数据驱动生产流程仿真,帮助生产、管理人员关注、发现生产过程中的问题,辅助提高精益管理水平;通过对物料的进一步精细化管理,能够形成生产过程回溯,围绕生产事件进行关联回溯,提升产品质量。在未来,借助数字孪生平台,进一步形成体系化的数字孪生。


 

当然,数字孪生平台主题模块的建设,也是企业形象的极佳宣传阵地,能够生动地进行厂区介绍演示、工艺工序宣讲、数字化实力展示等。

数字化是指信息化基础上的智能化,主要特点是在线化、智能化及云化,它是一项系统工程,含两条转型主线:一条是智能设备的工业智能,一条是经营管理的管理智能,根本目的是促进企业低成本、高效率和高质量地发展。数字化转型也是一个长期、系统的工程,根本目的是提升企业竞争力和新建数字化商业模式。

本案例介绍的数字孪生平台,可以说是企业数字化转型中的顺势而为之举,而我们认为成功的数字化转型也一定离不开数字孪生。