智能制造，数字化工厂建设规划方案（65页 PPT）

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智能制造 · 数字化工厂 建设规划方案 K5 目 录 01 对企业战略及信息化现状 02 项目总体思路及对需求 03 项目实施方案 01 对企业战略及信息化现状 企业一方面要学习先进国家已经验证过的先进经验，同时要跟踪 先进国家正在变革的方向 1800 1900 2000 今 天 时间轴 第 二 次 工业革命 机械化→ 电气 化 第三次 工业革命 模拟化 →数字 化 第四次 工业革命 自动化 → 智能 化 第一次 工业革命 机械的自动 化 1969 年，美国 Modicon 公 司 推出 084 PLC 传送带方式于 1870 年开始在辛辛那提屠 宰场使用 从工业 1.0 到工业 4.0 1784 年，出现了第一台机械织布 机 复杂程 度 4 一体化 / 定制化健康解决方案 · 亚健康解决方案 · 睡眠障碍解决方案 · 三高解决方案 · 肩颈腰腿解决方案 · 糖尿病解决方案 · 心脑血管解决方案 · 舒肝明目解决方案 · 脾胃不和 / 肠胃解决方案 · 雾霾解决方案 · 美容养颜解决方案 · 妇科病解决方案 · 心理健康解决方案 · 孕前准备解决方案 · 孕中维护解决方案 · 产后康复解决方案 企业的业务模式从以产品为中心，到以服务中心，为消费者提供 产品与服务，需要立足产品制造，逐步发展 C2M 三百多品种 /1300SKU · 滋补养生 · 营养保健 · 天然草本 · 健康酒 5 企业未来将由面向库存生产模式向按订单生产模式转型 1. 实现多品种、小批量、按订单生产 2. 实施精益管理，缩短交货提前期：制造周期、物流运输周期 3. 建立 C2M 平台，打通消费者和工厂的信息瓶颈 4. 维持较低的成品库存 5. 通过优化供应链，建立合理的原、辅料、包材库存 组装 装运 交货提前期 组装 装运 交货提前期 组装 装运 存货 装 运 交货提前期 制造 制造 存货 交货提前期 组装 设计生产 订单生产 组装生产 库存生产 采购 存货 制造 制造 设计 6 数据处理时代 转型期 信息时代 战术性 战略性 企业 IT 建设所处 阶段 转折 建设已经具备一定基础，目前正处于信息化建设的转型期 企业 IT 建设从简单应用、到盲目 的 追求、到价值怀疑和恐惧、到 理性 规划和价值挖掘、到持续发 展。 初始阶段 扩展阶段 控制阶段 整合阶段 数据管理阶段 诺 兰 (Richard-L·Nolan) 信息系统进化的六阶段模型 成熟阶段 时间 企业 IT IT 投 入 7 大多数处于信息化扩展阶段的企业，端到端流程没有打通，计划层、执行层、 控制层没有集成，企业存在多个信息“竖井” , 削弱了 IT 系统效益 信息化之后，管理层还是 不能及时准确的获得决策 需要的信息，感觉不到信 息化带来的价值。 企业管控 / 领导决策 信息“竖井”阻碍了信息价值体现 信息化价值何在 ? 8 新建系统 ·SRM ·MES ·LIMS ·SCADA ·WMS ·TMS ·POS ·CRM · 健康服务 APP 、门 店 APP ·OA ·E-HR · 单点登录 · 门禁考勤 · 电子报告平台 基于业务拉动，企业即将实施部署大量 IT 系统，主数据管理、 系 统集成、支持端到端流程将是 IT 系统建设的首要目标 已有系统 · 当前 BI 系统 · 现有 3 套 POS ·ERP(JDE) · 现有 OA ·TISM 未来规划 · 预算管理 ·PLM · 主数据 · 数据仓库 9 · 客观困境：看不见的黑洞 一系统繁多 一信息孤岛 — 维护费用高 — 收益低 — 风险高 大多数企业在 IT 系统大规模建设时期，都会出现 IT 黑洞；企业的信息化建 设 要注意避免这一陷阱 10 未来数字化工厂的 4 个特征： 1. 现场和控制技术的集成 2.ERP 和生产制造的集成 3. 业务目标和技术能力的集成 4. 工艺研发和制造的集成 数字化工厂是全球制造趋势；企业把握发展机遇，深度规划智能 制造，引领健康产业未来方向 数字化工厂 DIGITAL ENTERPRI SE PLATFORM 制造执行系 统 MES 企业资源计 划 ERP 工厂仿真 Plant Engineering 工厂自动化 Automation Engineering 11 02 项目总体思路及对需求 遵循 ISA-95 、 S88 国际工程 标 准，遵循 GB/T25105 工业 现场 通讯系列标准 04 强调合规性，符合食品、药品等 行业法律法规要求，满足 ISO900 、 HACCP 、 GMP 、 GSP 等认证要求，实践 QbD ( 质量源于设计 ) 理念， 以供应链、精益运营咨询成果 为输入，遵循 TOGAF 工具方法， 设计企业的 IT 架构 引入 SOA 软件架构，构建面向服 务的软件系统，实现随需而变， 全面支撑企业高速增长中的管理 变化 企业数字化工厂规划思路：采用 TOGAF 方法，参照 SOA 架构， 满足合规性，遵循国际标准 01 02 03 13 基于 SCOR 模型，可以将企业的 IT 需求划分为生产运作和营销 管 理 (C2M) 两大类 供应商的供应商 供应商 你的公司 客户 客户的客户 高级排产、生产调度、物 料采购、仓储管理、配方 管理、质量管理、设备管 理、过程监控、成本管理、 实验室管理 · sCOR (Supply-Chain Operations Reference-model) 即供应链运作参考模型 生产 配送 退货 门店管理、分销渠道管理、 客户关系管理、运输管理 生产 配送 ( 退 货 生产 e 配送 退货 采购 退货 采购 退货 采购 退货 配送 r 退货 采购 退货 计 划 14 针对企业业务高速增长、流程频繁变化的特点，我们将参照 SOA 架构规划 IT 系统 SOA 将推倒“竖井” , 以服务为抽象手段，将业务转化为可重用的服务，通过多个分布式系统 ( 现有系统或新建系 统 ) 来实现这些服务。以业务流程为主线将服务组装起来满足不同业务角色的需要，实现 IT 与业务对齐。 业务集成呈现 业务集中呈现 业务集中呈现 业务流程 业务流程 服务库 管治 业务流程 业务流程 流程编排 ① ②( 3 4 系统 1 系统 2 系统 3 ( 企业服务总 线 )ESB 企 业 S O A 1 架 构 15 面对企业未来庞大复杂的 IT 系统，需要加强规划逐步完善、 健全信息化管理制度 信息化总体制度 信息化整体 变 更 管 理 业 务 支 持 管 理 配 置 管 理 则 服 务 台 管 与 事 件 管 理 机 房 日 常 管 理 操 作 运 维 管 理 服 务 器 运 维 操 作 细 则 网 络 运 维 操 作 细 则 开 发 过 程 管 理 测 试 规 范 业 务 需 求 管 理 代 码 规 范 信 息 化 项 目 管 理 年 度 计 划 与 预 算 管 理 信 息 安 全 奖 惩 信 息 资 产 密 级 管 理 信 息 安 全 事 件 管 理 防 范 病 毒 及 恶 意 软 件 系 统 监 控 信 息 安 全 管 理 系 统 获 取 开 发 与 维 护 访 问 控 制 电 子 邮 件 安 全 知 识 管 理 数 据 质 量 规 范 数 据 管 理 主 数 据 规 范 规范性文件 各领域的控 制要求和规定 具体的技术 规范和管理 细 则 16 日 常 管 理 与 奖 惩 外 包 服 务 水 平 规 范 外 包 和 供 应 商 管 理 桌 面 终 端 采 购 规 范 则 分 类 管 理 办 法 规 范 1 细 则 规划管理 实施管理 运维服务 信息管理 信息安 全 制度规范管理 IT 规 划 管 理 内部管理 技 术 架 构 规 范 总 物料 交易方 会计科日 资产 项 目 员工 地域 管理域 资产目录 合同 组织机构 (2 个 ) 会计科目 组织员工地域 数字化工厂的基础是一个集成的 IT 系统，帮助企业实施企业主 数 据管理，奠定信息集成的基础 物料目录 物料 业务域 (2 个 ) 政府部门 学术专家 外 部研 发机构 研发成果 产品日录 产品 商品日录 商品 代理 / 渠 道 医疗机构 医生 药店 运输车辆 设备日录 设备 仓库 供应商 委托加工企业 患者 受试者 17 · 通信确定性与实时性 · 安 全 性 · 稳定性与可靠性 · 总线供电 配电房 压片、胶囊、包衣间 开关状态接入 企业的工业通讯网亟待规划，为设备互联、 CPS 集控系统 网 络 打印机 数据服务器 工业以太网设计原则 房 制粒、总混、清洗、烘干、粉粹 以太网 光纤 swerLink 纯水 确定技术标准 厂内移动设备 空调系统 与 Wincc 走 OPC 通 讯 关状态接入 -20mA 信号接入 ocdbus S7-200 提取 系统 与中控服务 器 OPC 通 讯 工 程 师 站 操 作员 站 18 L5-- 集团管理 -BP 战略管理、商业分析 L4-- 公司管理 -MPS/MRP ( 产、供、销、人、财、 物 ) L3-- 工厂管理 -ECO ( 生产管理 / 控制、系统集成 ) L2-- 产线控制 L1-- 单元控制 基于 ISA-95 标准，设计企业数字化工厂的 IT 层次架构，清晰定 义 企业计划层、执行层、控制层的功能范围 PLCAND SCADA MACHINES MACHINE 数据 仓库 关系 数据库 关系 数据库 实时 数据库 PLC ACTUAL DATA FROM MES DATABASE EVENTS: D0WNTIME REJECT OPERATORS ERP MEs MANUFACTURING 0RDER EVENT REACTION TIME MILLISECONDS, SECONDS PRODUCTION 0RDER SDNOC ES MNUT ES MON TH HOU RS SHIF T 1 9 DA Y 参照 ANSI/ISA-S88.01-1995 标准，为企业设计控制层、执行层、 计划层的接口模型，实现 ERP 、 MES 、 PCS 系统纵向集成 应 用 层 优 化 控 制 MES 数 据 平 台 质 量 控 制 库 存 跟 踪 设 备 管 理 生 产 调 度 数 据 监 控 ODBC 接口 PCS FCS 数控接口： SIEMENS CP7515 网 络 接 口卡，用于运行在工业无线局域网 (IWLAN) 中，可实现可靠的无线网 络 通讯。 通讯设备 :RS232 接口、 ISDN 接口、 UDP/IP 接口、 Profibus 接口、 LOGO 接口、 DAL 照明设备接口和电话遥 控接口 CORBA 接口 环境层 DDE 接口 DCS PLC ERP ERP 系统 数据层 OPC 接口 20 企业需要建立柔性的生产计划与控制系统，支撑未来多品种小批 量按订单生产模式 生产 规划 主生产 排程 MASTER SCHEDULER 物料需 求计划 资源需 求计划 粗能力 计划 rccp 能力需求 计划 crp 预 测 与 需 求 管 理 优 先 权 管 理 商业 规划 预测 反 馈 能 力 管 理 采购 生产活动控制 PAC 21 生命周期 PLM 筛选研究 临床前研究 申报 临床研究 产业化研究 上市 产业制造 商业销售 标准 Standard ISO 25 ISO17025 GLP GALP GCP cGMP CMC 21 CFR PART 11 GMP FDA 60 JIT 5S TQM GSP 确认与验证 Q&V CSV 计算机系统验证咨询 GAMP 21 CFR PART 11 战略与规划 BI ERP(SAP /Oracle /MS Dynamics)PLM HR KM 执行与监控 execution &monitor LIMS 研发方向 LIMS QA-QC E-Commerce 电商 PM 项目研发管理系统 WMS APS WMS 原料药研发 制剂工艺研发 MES RMMS Cold Chain Logistics 冷链 生物研究 中成药研发 EMS EAM 3P 第三方物流 NGS 项目 单克隆抗体 RMMS 配方管理执行系统 (LES) 产品追溯系统 过程控制系统 PCS PCS DCS SCADA HMI 硬件设备层 Hardware& PLC 、条码扫描仪、自动化设备、工业以太网、 PC 、 RFID 、电子衡器、纯化水 系统 、空调净化系统 硬件、软件、流程都应满足合规性要求，符合行业规范，以此搭 建企业的数字化工厂的整体架构 2 2 MES 是车间生产过程的核心业务系统，实现过程的控制，确保 生 产的可追溯性 ERP ( 企业资源计划 )PLM ( 产品生命周期管理 )LIMS ( 实验室信息管理系统 ) 员 资 质 工 时 统 计 检 验 结 果 排 程 计 划 设备管理 生产跟踪 质量追溯 预警中心 数据采集 / 设备控制 电 子 衡 器 温 湿 度 传 感 器 纯 化 水 系 统 空 调 净 化 系 统 批 生 产 指 令 配 方 管 理 质 量 管 理 员 工 管 理 在 制 品 管 理 制 粒 压片 生产 领料 配药 原料、 辅料、 包材 管理 出 入 库 单 采 购 订 单 销 售 订 单 发 货 通 知 包衣 包装 成品 管理 省 生产 领料 领料计划 成品 入库 检 验 方 案 生 产 订 单 人 员 信 息 条 码 / R F D BO M 23 MES 帮助车间人员按工艺规程生产 ■ 每个药品都按照国家标准制定相应的工艺规程。 ■ 工艺规程中对药品生产的每个工序的制备方法、工艺及设备参数、质量标准等做出严格的规定，并应严格执行。 蒸汽压 浓缩时间 筛 数 出膏量 投入量 设备速度 重 羞异 05- 制粒 真 空 度 投入量 0 3 制 膏 干 02 0 8 包 装 04 07 包 投入量 神头冲 模 硬唐 重差异 产 出 量 投料量 加水量 沸腾时间 煎煮次数 投入量 设定 进筒 专 投入量 蒸汽压 标务 材 06 . 压片 01 提取 24 出 量 可向前后端进行延伸管控 仓库作业的可追溯 · 货主、供应商、客户、生产车间等，通过系统进行业 务串联 ； · 各业务参与方可登录系统，查找各自需要信息； · 可通过权 限 控制，保障数据安 全； · 单据流，可追溯性强； · 允许根据跟踪号，对每笔仓库作业全程跟踪； · 各节点有对应单据可供追溯； 智能化作业模式 信息集成与数据交互 · 根据设定规则，由系统指定最优作业方法； · 流程的个性化定义以及执行； · 智能监控，并及时给予提示，避免漏单等现象的发生； · 标准化接口规范 ； ·B/S 展示， C/S 底层架构，可集成性强，适用性好； · 与仓库硬件的高度集成化； 仓配中心 · 货物出入库的执行方 · 与运输环节对接 费用计算，与货主结算 通知 WMS 实现自动化立体库管理，保证内部仓储业务顺畅，信息流 与 实物流一致 外 部软件 功能 外 部 硬件设备 货主 · 发出指令 确认价格 与仓配中心结算 供应商 / 客户 · 结果反 馈 接收 / 发送货 物 与货